Montagem do cariotipo 1

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Instituto​ ​de​ ​biociências 
 
 
BIO0230​ ​-​ ​Genética​ ​e​ ​Evolução 
​ ​Ciencias​ ​Biomedicas 
 
Atividade​ ​6​ ​–​ ​Montagem​ ​de​ ​cariótipos 
 
Introdução 
 
O número total de células em um humano adulto médio é algo em torno de 100 trilhões, e a vasta maioria 
destas células contém 46 cromossomos por núcleo. O estudo das características estruturais e numéricas dos 
cromossomos é conhecido como ​citogenética​. Qualquer defeito tanto na estrutura quanto no número de 
cromossomos pode causar anomalias. A observação de cromossomos é feita por um processo chamado ​cariotipagem​, 
uma palavra derivada do grego ​karyon​, que significa “núcleo”. A visualização do núcleo e de seus componentes é feita 
por​ ​fotografias​ ​ao​ ​microscópio. 
 
Informações​ ​prévias 
 
Cromossomos são compostos de genes (segmentos de DNA) e estão presentes em praticamente todas as 
células. Eles são as estruturas que determinam a hereditariedade. Os cromossomos de certas células do corpo podem 
ser corados, aumentados e fotografados para determinar se um dado cromossomo é normal ou anormal. As dezenas 
de milhares de genes diferentes presentes nos cromossomos humanos foram estudadas em uma iniciativa 
internacional chamada “O projeto genoma humano”. O objetivo deste projeto era mapear todos os cromossomos 
humanos e os cientistas esperavam que, fazendo isso, eles poderiam isolar os genes por trás de muitas, senão todas, 
as​ ​doenças​ ​humanas. 
A maioria das células no corpo humano possuem 46 cromossomos, incluindo 22 pares de cromossomos 
chamados ​autossomos​. Cada autossomo em geral parece idêntico ao seu par, mas cada par é diferente dos outros 
pares em arquitetura genética e frequentemente em aparência. Qualquer defeito em um cromossomo específico 
pode ter um efeito no indivíduo completamente diferente de um defeito em outro cromossomo. Além destes 22 
pares, há dois cromossomos sexuais. Em mamíferos, os machos costumam ter um cromossomo Y e um cromossomo 
X, enquanto que as fêmeas costumam possuir dois cromossomos X e nenhum cromossomo Y. Esta diferença genética 
é​ ​responsável​ ​pelas​ ​diferenças​ ​entre​ ​machos​ ​e​ ​fêmeas. 
As células do corpo que não têm 46 cromossomos são os gametas (células sexuais) e as células reprodutivas 
a partir das quais elas se desenvolvem. Estas células possuem 23 cromossomos cada. Quando o espermatozóide (o 
gameta masculino) e o oócito (gameta feminino) se fundem na fecundação, eles formam um novo indivíduo que tem 
46 cromossomos em cada uma de suas células, com exceção das células reprodutivas. Cada célula reprodutiva madura 
contém apenas um dos cromossomos do par de autossomos homólogos, e apenas um cromossomo sexual (X ou Y). 
Uma vez que as células normais de uma mulher carregam dois cromossomos X, é óbvio que todos os oócitos carregam 
22 autossomos e um X. Os espermatozóides possuem 22 autossomos e ou um X ou um Y. Logo, quando um 
espermatozóide carregando um cromossomo Y fecunda um oócito, nasce um menino, e quando um espermatozóide 
que​ ​possui​ ​um​ ​X​ ​fecunda​ ​um​ ​oócito,​ ​nasce​ ​uma​ ​menina. 
 
Análise​ ​dos​ ​cromossomos​ ​humanos 
 
Os cromossomos são analisados através do processo de cariotipagem. Vários tipos de células humanas 
podem ser cultivados em laboratório e, quando uma célula atinge o estágio de metáfase da divisão celular, ela é 
fotografada microscopicamente. Estas fotografias são então aumentadas e é montada uma placa de metáfase. Estas 
placas podem ser usadas para preparar um cariótipo pelo recorte dos cromossomos aumentados e pela alocação 
deles​ ​em​ ​uma​ ​ordem​ ​particular. 
Ao formar o cariótipo, os cromossomos são pareados e classificados em grupos de acordo com seu 
comprimento e com a localização dos ​centrômeros​, que são as regiões dos cromossomos nas quais as duas 
cromátides irmãs ficam unidas durante a replicação. Se os centrômeros ficam localizados longe da linha central, um 
dos braços do cromossomo parece mais longo que o outro. Em alguns pares de cromossomos, os centrômeros ficam 
localizados próximos de uma das extremidades, e os cromossomos formam uma “fúrcula”. Os pares de autossomos 
são arranjados em sete grupos (A-G), em ordem decrescente de tamanho. Uma vez que os pares de cromossomos de 
um mesmo grupo são bastante similares em tamanho e aparência visível, é necessário o uso de informações 
bioquímicas para determinar um certo par entre os pares de um mesmo grupo. Os dois cromossomos sexuais não são 
numerados.​ ​O​ ​cariótipo​ ​feminino​ ​é​ ​descrito​ ​como​ ​46XX​ ​e​ ​o​ ​masculino,​ ​46XY. 
O procedimento atual usado para a cariotipagem envolve o cultivo de células brancas do sangue de 
indivíduos adultos, mas o cariótipo pode ser feito precocemente, em fetos humanos de apenas 16 semanas. O fluido 
do saco amniótico geralmente contém células do feto em desenvolvimento, e através de amniocentese algumas 
destas células podem ser removidas e estudadas, de forma que anormalidades possam ser detectadas antes do 
nascimento. 
Um procedimento conhecido como ​esfregaço bucal é usado para determinar o número de cromossomos X 
que uma pessoa tem. As células da bochecha de mulheres possuem uma área que é corada muito intensamente, 
chamada ​corpúsculo de Barr​. Um corpúsculo de Barr é um cromossomo X condensado que se torna geneticamente 
inativo em um estágio bastante inicial do desenvolvimento. As células de mulheres normais que são examinadas após 
este estágio não contêm dois cromossomos X, mas sim um cromossomo X e um corpúsculo de Barr. Em homens esta 
condensação​ ​não​ ​ocorre,​ ​e​ ​assim​ ​as​ ​células​ ​masculinas​ ​apresentam​ ​ambos​ ​os​ ​cromossomos​ ​sexuais,​ ​X​ ​e​ ​Y. 
Às vezes, um número diferente de cromossomos ou cromossomos impropriamente formados causam um 
desenvolvimento anormal. É possível que as células de um embrião feminino contenham três cromossomos X (XXX) ou 
até quatro deles (XXXX). Também é possível que células de um embrião masculino tenham de dois a quatro 
cromossomos X (XXY, XXXY, XXXXY). Se alguma destas situações ocorre, o número total de cromossomos é 
aumentado. Tanto em homens quanto em mulheres, todos os cromossomos X menos um (X-1) se condensarão 
formando corpúsculos de Barr, e um número impróprio de corpúsculos de Barr pode indicar anormalidades em um 
indivíduo. 
 
Estudo​ ​dos​ ​cromossomos​ ​–​ ​procedimentos 
 
Estude os tipos de cromossomos ilustrados na Tabela 1 e também observe o cariótipo masculino típico 
mostrado​ ​na​ ​Figura​ ​1.​ ​Como​ ​o​ ​cariótipo​ ​de​ ​uma​ ​mulher​ ​típica​ ​seria​ ​diferente​ ​do​ ​cariótipo​ ​da​ ​Figura​ ​1? 
 
 
Figura​ ​1.​ ​Cariótipo​ ​de​ ​um​ ​homem​ ​típico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela​ ​1. 
Grupo​ ​A​ ​-​ ​Cromossomos​ ​1,​ ​2​ ​e​ ​3 
Braços​ ​muito​ ​longos​ ​com​ ​centrômeros​ ​metacêntricos 
 
Grupo​ ​B​ ​-​ ​Cromossomos​ ​4​ ​e​ ​5 
Longos​ ​com​ ​centrômeros​ ​submetacêntricos 
 
Grupo​ ​C​ ​-​ ​Cromossomos​ ​6​ ​a​ ​12 
Médios​ ​com​ ​centrômeros​ ​submetacêntricos 
 
Grupo​ ​D​ ​-​ ​Cromossomos​ ​13,​ ​14​ ​e​ ​15 
Médios​ ​com​ ​centrômeros​ ​próximos​ ​da​ ​extremidade 
 
Grupo​ ​E​ ​-​ ​Cromossomos​​16,​ ​17​ ​e​ ​18 
Pequenos,​ ​metacêntricos​ ​(16)​ ​ou​ ​submetacêntricos​ ​(17​ ​e​ ​18) 
 
Grupo​ ​F​ ​-​ ​Cromossomos​ ​19​ ​e​ ​20 
Menores​ ​que​ ​os​ ​do​ ​grupo​ ​E,​ ​com​ ​centrômeros​ ​submetacêntricos 
 
Grupo​ ​G​ ​-​ ​Cromossomos​ ​21​ ​e​ ​22 
Muito​ ​pequenos,​ ​em​ ​formato​ ​de​ ​fúrcula 
XX,​ ​XY 
Cromossomos​ ​sexuais 
 
 
Você irá preparar três cariótipos a partir de cópias de três placas de metáfases diferentes e, a partir deles, 
você​ ​deverá​ ​ser​ ​capaz​ ​de​ ​identificar​ ​a​ ​condição​ ​e​ ​a​ ​arquitetura​ ​cromossômica​ ​de​ ​cada​ ​cariótipo. 
 
1.​ ​Pegue​ ​uma​ ​das​ ​três​ ​placas​ ​de​ ​metáfases​ ​que​ ​você​ ​recebeu​ ​e​ ​destaque​ ​todas​ ​as​ ​peças​ ​cuidadosamente. 
2. Usando as informações da Tabela 1 e usando a Figura 1 como modelo, organize os pares de cromossomos similares 
nos​ ​locais​ ​corretos​ ​na​ ​bandeja​ ​de​ ​cromossomos. 
3. Uma vez que você tenha completado o cariótipo, identifique a condição apresentada pela pessoa com células deste 
tipo. 
4.​ ​Coloque​ ​todas​ ​as​ ​peças​ ​da​ ​placa​ ​de​ ​metáfase​ ​completa​ ​em​ ​um​ ​saco​ ​plástico​ ​etiquetado. 
5.​ ​Repita​ ​os​ ​passos​ ​acima​ ​para​ ​as​ ​outras​ ​duas​ ​placas​ ​de​ ​metáfases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questões​ ​para​ ​discussão 
 
1.​ ​Qual​ ​a​ ​condição​ ​exibida​ ​pela​ ​placa​ ​de​ ​metáfase​ ​1?​ ​Por​ ​quê? 
2.​ ​Qual​ ​a​ ​condição​ ​exibida​ ​pela​ ​placa​ ​de​ ​metáfase​ ​2?​ ​Por​ ​quê? 
3.​ ​Qual​ ​a​ ​condição​ ​exibida​ ​pela​ ​placa​ ​de​ ​metáfase​ ​3?​ ​Por​ ​quê? 
 
4. O que deve acontecer durante a meiose para causar as condições exibidas na metáfase 1, 2 e 3 (responda 
separadamente)? 
 
5. Suas respostas coincidem com as de seus colegas? Em que ponto(s) suas respostas são discordantes? Quais 
problemas​ ​você​ ​teve​ ​ao​ ​trabalhar​ ​com​ ​as​ ​placas​ ​de​ ​metáfases? 
 
6.​ ​Na​ ​figura​ ​abaixo​ ​vemos​ ​um​ ​cariótipo​ ​humano: 
 
a) Identifique​ ​no​ ​esquema:​ ​(1)​ ​um​ ​cromossomo,​ ​(2)​ ​um​ ​par​ ​de​ ​cromátides-irmãs​ ​e​ ​(3)​ ​um​ ​par​ ​de​ ​cromossomos 
homólogos. 
b) O​ ​DNA​ ​está​ ​duplicado?​ ​Como​ ​é​ ​possível​ ​saber​ ​isso?​ ​​ ​Em​ ​qual​ ​fase​ ​da​ ​mitose​ ​está​ ​essa​ ​célula? 
c) Determine​ ​quantos​ ​cromossomos​ ​tem​ ​neste​ ​cariótipo?​ ​Qual​ ​é​ ​o​ ​número​ ​​n​ ​ ​e​ ​​2n​​ ​dessa​ ​célula? 
d) Considerando​ ​que​ ​o​ ​cromossomo​ ​sexual​ ​“​X”​​ ​tem​ ​o​ ​tamanho​ ​e​ ​a​ ​forma​ ​dos​ ​cromossomos​ ​do​ ​Grupo​​ ​​C​​ ​​e​ ​que​ ​o 
cromossomo​ ​sexual​ ​“​Y”​ ​​tem​ ​o​ ​tamanho​ ​e​ ​a​ ​forma​​ ​​dos​ ​cromossomos​ ​do​ ​grupo​ ​G,​ ​faça​ ​a​ ​análise​ ​e​ ​diga​ ​se​ ​é​ ​um 
cariótipo​ ​de​ ​homem​ ​ou​ ​mulher? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7)​ ​Este​ ​cariótipo​ ​abaixo​ ​é​ ​de​ ​um​ ​homem​ ​com​ ​fenótipo​ ​semelhante​ ​aos​ ​portadores​ ​da​ ​Síndrome​ ​de​ ​Down.​ ​Faça​ ​a 
análise​ ​do​ ​cariótipo​ ​e​ ​responda: 
a) Quantos​ ​cromossomos​ ​tem​ ​neste​ ​cariótipo? 
b) Explique​ ​porque​ ​o​ ​genótipo​ ​justifica​ ​o​ ​fenótipo?