Anomalias Cromossômicas Numéricas

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Variação Citogenética : 
Considerações Gerais 
Os fenótipos de muitos organismos são 
afetados por variações no número de 
cromossomos em suas células; às 
vezes, até mesmo alterações em parte 
de um cromossomo podem ser 
significativas. Essas diferenças 
numéricas geralmente são descritas 
como variações da ploidia do 
organismo. Organismos com conjuntos 
completos, ou normais, de 
cromossomos são euploides. 
Organismos que têm conjuntos 
adicionais de cromossomos são 
poliploides e o nível de poliploidia é 
descrito referindo-se a um número 
básico de cromossomos, geralmente 
designado por n. Assim, diploides, com 
dois conjuntos básicos de 
cromossomos têm 2n cromossomos; 
os triploides, com três conjuntos, têm 3n; 
os tetraploides, com quatro conjuntos, 
têm 4n; e assim por diante. Os 
 
 
 
 
organismos nos quais há deficiência ou 
excesso de determinado cromossomo, 
ou segmento de cromossomo, são 
aneuploides. Portanto, esses 
organismos sofrem de um desequilíbrio 
genético específico. Quanto à distinção 
entre aneuploidia e poliploidia, a 
aneuploidia é uma alteração numérica 
em parte do genoma, geralmente em 
um único cromossomo, enquanto a 
poliploidia é uma alteração numérica em 
um conjunto completo de 
cromossomos. A aneuploidia implica 
desequilíbrio genético, mas a poliploidia, 
não. 
Os citogeneticistas também 
catalogaram vários tipos de alterações 
estruturais nos cromossomos dos 
organismos. Por exemplo, um 
fragmento de um cromossomo pode 
ser fundido a outro cromossomo, ou um 
segmento dentro de um cromossomo 
pode ser invertido em relação ao 
restante desse cromossomo. Essas 
alterações estruturais são 
denominadas rearranjos. A segregação 
irregular de alguns rearranjos durante a 
Numéricas 
meiose torna possível associá-los à 
aneuploidia. 
 
 
Poliploidia são conjuntos extras de 
cromossomos que podem afetar a 
aparência e a fertilidade de um 
organismo. 
A poliploidia , presença de conjuntos 
extras de cromossomos, é bastante 
comum em vegetais, mas muito rara em 
animais. Muitas dessas espécies têm 
reprodução assexuada. Em animais, 
nos quais a reprodução é basicamente 
sexuada, a poliploidia é rara, 
provavelmente porque interfere no 
mecanismo de determinação sexual. 
Um efeito geral da poliploidia é o 
aumento do tamanho da célula. Com 
frequência, o aumento de tamanho é 
relacionado com o aumento geral de 
tamanho do organismo. As espécies 
poliploides tendem a ser maiores e mais 
robustas que as diploides 
correspondentes. Essas características 
têm um significado prático para os seres 
humanos, cuja alimentação depende de 
muitas espécies vegetais poliploides. 
Tais espécies tendem a produzir 
sementes e frutos maiores, portanto, 
têm maior rendimento agrícola. Trigo, 
café, batata, banana, morango e algodão 
são vegetais poliploides, assim como 
muitas plantas ornamentais cultivadas , 
entre elas rosas, crisântemos e tulipas. 
Poliploides Estéreis 
Apesar da aparência física robusta, 
muitas espécies poliploides são 
estéreis. Conjuntos extras de 
cromossomos têm segregação 
irregular na meiose, com a produção de 
gametas muito desequilibrados (i.e, 
aneuploides). Caso haja união desses 
gametas na fertilização, os zigotos 
produzidos quase sempre morrem. A 
iniviabilidade dos zigotos explica por que 
muitas espécies poliploides têm 
fertilidade reduzida. 
Como exemplo, vamos considerar uma 
espécie triploide com três conjuntos 
idênticos de n cromossomos. Portanto, 
Poliploidia 
o número total de cromossomos é 3n. 
Durante a meiose, cada cromossomo 
tenta formar par com seu homólogo. 
Uma possibilidade é de que haja 
pareamento de dois homólogos ao 
longo de todo o comprimento, deixando 
o terceiro sem par; esse cromossomo 
solitário é denominado univalente. Outra 
possibilidade é a sinapse dos três 
homólogos, formando um trivalente, no 
qual há pareamento parcial de cada 
membro com os dois outros. Ambos os 
casos gerarão células aneuploides 
quando os cromossomos se separarem 
durante a anáfase da primeira divisão 
meiótica. Uma vez que esse problema 
se aplica a cada trio de cromossomos na 
célula, o número total de cromossomos 
nos gametas de uma espécie triploide 
será amplamente variado, sendo a 
maioria aneuploide. 
 
É quase certa a morte dos zigotos 
formados por fertilização desses 
gametas; assim, a maioria dos triploides 
é totalmente estéril. Na agricultura e na 
horticultura, essa esterilidade é 
contornada pela propagação assexuada 
das espécies. Os muitos métodos de 
propagação assexuada incluem cultivo 
a partir de estacas (bananas), enxertos 
(maçãs Winesap, Gravenstein e 
Baldwin) e bulbos (tulipas). Na natureza, 
as plantas poliploides também podem 
se reproduzir de maneira assexuada. 
Um mecanismo é a apomixia, no qual há 
meiose modificada com produção de 
oosferas não reduzidas; essas oosferas 
formam sementes que germinam e dão 
origem a novas plantas. O dente-de-
leão, uma planta poliploide muito 
produtiva, reproduz-se dessa maneira. 
Poliploides Férteis 
As incertezas meióticas que ocorrem 
em triploides também 
ocorrem em tetraploides, 
que têm quatro conjuntos 
idênticos de cromossomos 
e, portanto, também são 
estéreis. Alguns tetraploides, porém, 
são capazes de gerar prole viável. Essas 
espécies contêm dois conjuntos 
distintos de cromossomos e que cada 
conjunto foi duplicado. Os tetraploides 
férteis parecem ter se originado por 
duplicação cromossômica em híbrido 
produzido pelo cruzamento de duas 
espécies diploides diferentes, mas 
aparentadas; na maioria das vezes, 
essas espécies têm números de 
cromossomos iguais ou muito 
semelhantes. 
Suponhamos que dois organismos 
diploides, A e B, são cruzados e 
produzem um híbrido que recebe um 
conjunto de cromossomos de cada 
espécie parental. Esse híbrido 
provavelmente será estéril porque não 
é possível o pareamento dos 
cromossomos A e B. Contudo, se 
houver duplicação dos cromossomos 
desse híbrido, a meiose prosseguirá em 
ordem razoável. Evidentemente, essa 
situação de hibridização entre espécies 
diferentes, mas relacionadas, seguida 
por duplicação dos cromossomos 
ocorreu muitas vezes durante a 
evolução dos vegetais. Em alguns casos, 
o processo ocorreu repetidas vezes, 
gerando poliploides complexos com 
diferentes conjuntos de cromossomos. 
Um dos melhores exemplos é o trigo 
moderno, Triticum aestivum. 
Os citogeneticistas identificaram cereais 
primitivos no Oriente Médio que podem 
ter participado desse processo 
evolutivo. Em 2010, grande parte do DNA 
do genoma do trigo foi sequenciada. 
Esse genoma é muito grande, 
corresponde a aproximadamente o 
quíntuplo do tamanho do genoma 
humano. A análise de todas essas 
sequências de DNA ajudará a 
compreender a história evolutiva do 
trigo. 
Por ser menor a probabilidade de que 
cromossomos de espécies diferentes 
interfiram na segregação um do outro 
durante a meiose, é muito maior a 
chance de fertilidade de poliploides 
originados de hibridizações entre 
espécies diferentes que a de poliploides 
originados da duplicação de 
cromossomos de uma única espécie. Os 
poliploides criados por hibridização 
entre diferentes espécies são 
denominados alopoliploides , nesses 
poliploides, os genomas formadores 
são qualitativamente diferentes. Os 
poliploides criados por duplicação de 
cromossomos na mesma espécie são 
denominados autopoliploides, nesses 
poliploides, houve multiplicação de um 
genoma para criar conjuntos extras de 
cromossomos. 
A duplicação dos cromossomos é um 
processo essencial na formação de 
poliploides. Um possível mecanismo é a 
entrada da célula em mitose sem que 
haja citocinese. Essa célula terá o dobro 
do número habitual de cromossomos. 
Por meio de divisões subsequentes, 
pode originar um clone de células 
poliploides, que contribuíram paraa 
propagação assexuada do organismo 
ou para a formação de gametas. Em 
vegetais, é preciso lembrar que a 
linhagem germinativa não é separada 
no início do desenvolvimento, como 
ocorre em animais. Na verdade, os 
tecidos reprodutivos só se diferenciam 
depois de muitos ciclos de divisão 
celular. Se houve duplicação acidental 
dos cromossomos durante uma dessas 
divisões celulares, os tecidos 
reprodutivos desenvolvidos mais tarde 
podem ser poliploides. Outra 
possibilidade é a alteração da meiose de 
maneira a produzir gametas não 
reduzidos (com o dobro do número 
normal de cromossomos). Se esses 
gametas participarem da fertilização, os 
zigotos serão poliploides. Esses zigotos 
podem dar origem a organismos 
maduros que dependendo da natureza 
da poliploidia, podem ser capazes de 
produzir gametas. 
Poliplodia e Politenia 
Tecido – Específica 
Em alguns organismos, determinados 
tecidos tornam-se poliploides durante o 
desenvolvimento. A poliploidização 
provavelmente é uma resposta à 
necessidade de várias cópias de cada 
cromossomo e dos genes nele 
existentes. A endomitose, processo que 
produz células poliploides, requer 
duplicação do cromossomo, seguida por 
separação das cromátides-irmãs 
resultantes. No entanto, por não haver 
divisão celular associada, ocorre 
acúmulo de cromossomos 
extranumerários no núcleo. No fígado e 
no rim humanos, por exemplo, um ciclo 
de endomitose produz células 
tetraploides. 
Às vezes, a poliploidização ocorre sem a 
separação das cromátides-irmãs. 
Nesses casos, os cromossomos 
duplicados acumulam-se próximos uns 
dos outros, formando um feixe de 
filamentos paralelos alinhados. Os 
cromossomos resultantes são 
denominados politênicos. Os exemplos 
mais espetaculares de cromossomos 
politênicos são encontrados nas 
glândulas salivares de larvas de 
Drosophila. Cada cromossomo passa 
por nove ciclos de replicação, 
produzindo um total aproximado de 500 
cópias em cada célula. 
Os cromossomos politênicos de 
Drosophila são retidos na intérfase do 
ciclo celular. Assim, embora a maioria 
das análises citológicas seja feita em 
cromossomos mitóticos, as análises 
mais completas e detalhadas são 
realizadas em cromossomos 
interfásicos politenizados. Esses 
cromossomos são encontrados em 
muitas espécies da ordem de insetos 
Diptera, inclusive em moscas e 
mosquitos. Infelizmente, os seres 
humanos não têm cromossomos 
politênicos; assim, a análise citológica de 
alta resolução que é possível em 
Drosophila não é possível em nossa 
própria espécie. 
Aneuploidia 
A aneuploidia é a representação 
insuficiente ou excessiva de um 
cromossomo ou um segmento de 
cromossomo pode afetar o fenótipo. 
Aneuploidia é a alteração numérica de 
parte do genoma, geralmente a 
alteração na dose de um único 
cromossomo. Indivíduos que têm um 
cromossomo a mais , um cromossomo 
a menos ou uma combinação dessas 
anomalias são aneuploides. Essa 
definição também inclui segmentos de 
cromossomos. Assim, um indivíduo 
com deleção do braço de um 
cromossomo também é considerado 
aneuploide. 
A aneuploidia foi estudada em vegetais, 
nos quais se demonstrou que o 
desequilíbrio cromossômico 
geralmente tem efeito fenotípico. O 
estudo clássico foi o de Albert Blakeslee 
e John Belling, que analisaram 
anomalias cromossômicas no 
estramônio, Datura stramonium. 
Examinando os cromossomos das 
plantas mutantes, Belling constatou a 
presença de um cromossomo 
extranumérico em todos os casos. A 
análise detalhada verificou que o 
cromossomo extra era diferente em 
cada linhagem mutante. Ao todo, eram 
12 mutantes diferentes, cada um deles 
correspondente à triplicação de um dos 
cromossomos de Datura. Essas 
triplicações são chamadas trissomias. 
As irregularidades de transmissão 
desses mutantes eram consequência 
do comportamento anômalo do 
cromossomo durante a meiose. 
Belling também descobriu o motivo da 
transmissão preferencial dos fenótipos 
trissômicos pelo sexo feminino. Durante 
o crescimento do tubo polínico, o pólen 
aneuploide – em especial, o pólen com n 
+ 1 cromossomos – não compete bem 
com o pólen euploide. Desse modo, 
vegetais trissômicos quase sempre 
herdam o cromossomo extra do genitor 
de sexo feminino. O trabalho de Belling 
com Datura demonstrou a necessidade 
de que cada cromossomo esteja 
presente na dose apropriada para o 
crescimento e o desenvolvimento 
normais. 
Desde o trabalho de Belling, 
identificaram-se aneuploides em muitas 
espécies, inclusive a nossa. Um 
organismo com ausência de um 
cromossomo, ou um segmento de 
cromossomo, é hipoploide. Um 
organismo com um cromossomo, ou 
um segmento de cromossomo, a mais é 
hiperploide. Esses termos abrangem 
uma grande variedade de 
anormalidades. 
 
Trissomia em Seres 
Humanos 
A anormalidade cromossômica mais 
conhecida e mais comum em seres 
humanos é a síndrome de Down, 
distúrbio causado por um cromossomo 
21 extranumérico. Essa síndrome foi 
descrita pela primeira vez em 1866, por 
Langdon Down, médico britânico, mas a 
base cromossômica só foi 
compreendida com clareza em 1959. As 
pessoas com síndrome de Down 
geralmente são baixas e têm 
hipermobilidade articular, sobretudo 
nos tornozelos , crânio largo, narinas 
amplas, língua grande com sulcos 
característicos, mãos curtas e largas 
com prega palmar e comprometimento 
mental. A expectativa de vida das 
pessoas com síndrome de Down é 
muito menor que das outras pessoas. 
Além disso, quase sempre elas 
desenvolvem doença de Alzheimer, um 
tipo de demência bastante comum em 
idosos. As pessoas com síndrome de 
Down, porém, desenvolvem essa 
doença na quarta ou quinta década de 
vida, muito mais cedo que as outras 
pessoas. 
 
 
 
 
 
 
O cromossomo 21 a mais na síndrome 
de Down é um exemplo de trissomia. 
Existem ao todo 47 cromossomos, entre 
eles dois cromossomos X além do 
cromossomo 21 extra. Portanto, o 
cariótipo é 47, XX, +21. 
A trissomia do 21 pode ser causada por 
não disjunção do cromossomo em uma 
das divisões meióticas. O evento de não 
disjunção pode ocorrer em qualquer um 
dos pais, porém é mais provável no sexo 
feminino. Além disso, a frequência de 
não disjunção aumenta com a idade 
materna. Assim, nas mulheres com 
menos de 25 anos, o risco de ter um filho 
com síndrome de Down é 
aproximadamente 1 em 1.500, enquanto 
nas mulheres de 40 anos, é de 1 em 100. 
Esse aumento do risco é causado por 
fatores que afetam adversamente o 
comportamento meiótico do 
cromossomo à medida que a mulher 
envelhece. Nas mulheres,a meiose 
começa na vida fetal, mas só é concluída 
depois da fertilização do ovócito. Durante 
o longo período antes da fertilização, as 
células meióticas permanecem na 
prófase da primeira divisão. Nesse 
estado de pausa, os cromossomos 
podem perder o par. Quanto maior é a 
duração da prófase, maior é a chance de 
que não haja pareamento nem 
disjunção subsequente do 
cromossomo. Portanto, as mulheres 
mais velhas são mais propensas a 
produzir ovócitos aneuploides. 
Também há relato de trissomias dos 
cromossomos 13 e 18. No entanto, são 
raras , os indivíduos afetados 
apresentam anormalidades fenotípicas 
graves e vivem pouco, geralmente 
morrendo nas primeiras semanas de 
vida. Outra trissomia viável observada 
em seres humanos é o cariótipo triplo-
X, 47, XXX. Esses indivíduos sobrevivem 
porque dois ou três cromossomos X são 
inativados, reduzindo a dose do 
cromossomo X, de maneira que se 
aproxime do nível normal de um. Os 
indivíduos triplo-X são do sexo feminino 
e tem fenótipo normal, ou quase; às 
vezes há leve comprometimento mental 
e diminuição da fertilidade. 
O cariótipo 47, XXY, também é uma 
trissomia viável em seres humanos. 
Esses indivíduos tem três 
cromossomos sexuais, dois X e um Y. 
Tem fenótipo masculino, mas também 
podem apresentar algumascaracterísticas sexuais secundárias 
femininas e geralmente são estéreis. 
Em 1942, H. F. Klinefelter descreveu as 
anormalidades associadas a esse 
distúrbio, agora denominado síndrome 
de Klinefelter, inclui testículos pequenos, 
mamas aumentadas, membros longos, 
genuvalgo e menor desenvolvimento 
dos pelos corporais. O cariótipo XXY 
pode originar-se pela fertilização de um 
ovócito excepcional XX por um 
espermatozoide Y ou pela fertilização de 
um ovócito X por um espermatozoide 
excepcional XY. O cariótipo XXY 
representa cerca de três quartos de 
todos os casos de síndrome de 
Klinefelter. Outros casos têm cariótipos 
mais complexos. Todos os indivíduos 
com síndrome de Kleinefelter têm um 
ou mais corpúsculos de Barr nas 
células, e aqueles que têm mais de dois 
cromossomos X geralmente têm algum 
grau de comprometimento mental. 
O cariótipo 47, XYY é outra trissomia 
viável em seres humanos. Esses 
indivíduos são do sexo masculino e, 
exceto pela tendência a serem mais 
altos que os homens 46, XY, não 
apresentam uma síndrome constante 
de características. Todas as outras 
trissomias em seres humanos são 
letais no período embrionário, 
mostrando a importância da dose 
correta do gene. Ao contrário do que 
ocorre em Datura, no qual todas as 
trissomias possíveis são viáveis, os 
seres humanos não toleram muitos 
tipos de desequilíbrio cromossômico. 
 
Monossomia 
A monossomia ocorre quando 
há ausência de um cromossomo 
em indivíduo diploide. Em seres 
humanos, só existe um 
monossômico viável, o cariótipo 
45, X. Esses indivíduos têm um 
só cromossomo X e um 
complemento diploide de 
autossomos. O fenótipo é 
feminino, mas, por terem ovários 
rudimentares, são quase 
sempre estéreis. Os indivíduos 
45,X geralmente são baixos; têm 
pescoço alado, deficiência 
auditiva e anormalidades 
cardiovasculares significativas. 
Henry H, Turner foi o primeiro a 
descrever o distúrbio em 1938; 
por isso, agora é denominado 
síndrome de Turner . Os 
indivíduos 45, X podem originar-
se de ovócitos ou 
espermatozoides sem um 
cromossomo sexual ou da perda 
de um cromossomo sexual na 
mitose algum tempo depois da 
fertilização. 
 
Muitos indivíduos com síndrome de 
Turner são mosaicos somáticos. Essas 
pessoas têm dois tipos de células no 
corpo; algumas são 45, X e outras, 46,XX. 
Obviamente, esse mosaicismo do 
cariótipo surge quando há perda de um 
cromossomo X durante o 
desenvolvimento de um zigoto 46,XX. 
Todos os descendentes da célula em 
que houve perda são 45,X. Se a perda 
ocorrer no início do desenvolvimento, 
uma fração considerável das células do 
corpo será aneuploide e o indivíduo 
apresentará características de 
síndrome de Turner. Se a perda ocorrer 
mais tarde, a população de células 
aneuploides será menor, a intensidade 
da síndrome tende a ser menor. 
As pessoas com cariótipo 45,X não tem 
corpúsculos de Barr nas células, 
indicando que o único cromossomo X 
presente não foi inativado. Por que, 
então, as pacientes com síndrome de 
Turner, que têm o mesmo número de 
cromossomos X ativos que as mulheres 
XX normais, têm anormalidades 
fenotípicas ? A resposta provável é que 
um pequeno número de genes 
permanece ativo nos dois 
cromossomos X em mulheres 46,XX 
normais. Aparentemente, esses genes 
não inativados são necessários em dose 
dupla para o crescimento e o 
desenvolvimento apropriados. A 
constatação de que pelo menos alguns 
desses genes especiais ligados ao X 
também estão presentes no 
cromossomo Y explicaria por que os 
homens XY crescem e se desenvolvem 
normalmente. Além disso, o 
cromossomo X que foi inativado nas 
mulheres 46,XX é reativado durante a 
ovocitogênese.