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Anomalias Mutações Numéricas e Estruturais dos Cromossomos Neste resumo abordaremos as anomalias ou mutações de grande porte, ou seja, que envolvem grandes regiões do genoma. Elas podem ser mutações numéricas, no número de cromossomos, e também alterações estruturais ou mutações na estrutura dos cromossomos. I. Anomalias Numéricas As anomalias cromossômicas numéricas podem ocorrer tanto por distúrbios na distribuição dos cromossomos, quanto por distúrbio na distribuição das cromátides, durante a Mitose ou a Meiose, gerando células somáticas ou gametas com número anormal de cromossomos. Dois tipos de células são observadas no caso de anomalias numéricas: ● Células Euplóides; ● Células Aneuplóides. Se no organismo do indivíduo TODAS as células têm as mesmas alterações numéricas ou alterações numéricas semelhantes, todo o indivíduo é euplóide ou aneuplóide. No entanto, se algumas células apenas, por exemplo, as células de um tumor, apresentam alterações ou mutações cromossômicas numéricas, essa anomalia �ca restrita à algumas células do indivíduo, assim, o indivíduo não será euplóide ou aneuplóide. Euploidia Na Euploidia ocorre o aumento ou diminuição de todo um conjunto haplóide de ( 𝑛 ) cromossomos. A denominação é baseada no número de cópias existentes de cada cromossomo: ● A célula ou o indivíduo são denominados triplóides quando ( 3 𝑛 ) têm três cópias do mesmo cromossomo, ao invés de um par, como é observado nos eucariotos superiores; ● Tetraplóides quatro cópias ; → ( 4 𝑛 ) ● Pentaplóide → cinco cópias ; ( 5 𝑛 ) ● E acima disso chamamos de Poliplóides. Normalmente, a Euploidia, por exemplo, pode ser observada em anfíbios, peixes, lagartos e é comum em plantas, mas em eucariotos superiores (animais) e, especi�camente nos seres humanos, não é compatível com a sobrevivência do embrião se, no caso, todas as células do organismo forem euplóides. Aneuploidia Na Aneuploidia, observa-se alteração numérica em um ou alguns pares de cromossomos. A denominação refere- se ao aumento e a diminuição do determinado par. ● Se houver um cromossomo a menos, ou seja, em um par cromossômico só houver um representante , essa célula ou esse ( 2 𝑛 − 1 ) indivíduo são denominados Monossômicos; ● Se houver a presença de um cromossomo a mais , a ( 2 𝑛 + 1 ) célula ou o indivíduo são Trissômicos. Origem A origem das Aneuploidias tanto pode ser pré- zigótica, quanto pro- zigótica, ou seja, antes da formação do zigoto, antes da fecundação, ou após a formação do zigoto, depois da fecundação. PRÉ- ZIGÓTICA São decorrentes da: ● Não disjunção dos cromossomos homólogos na primeira divisão meiótica, ou seja, precedendo a formação do gameta, se for feminino (ovogênese), ou dos gametas, se forem masculinos (gametogênese) - Anáfase I. ● ou não disjunção das cromátides na segunda divisão meiótica - Anáfase II. Nota : Em ambos os casos, os gametas terão um número anormal de cromossomos, podendo ter a mais ou a menos. ● Também pode ocorrer por ambos os casos: não disjunção de cromossomos homólogos e cromátides, ou seja, os dois erros tanto na primeira, quanto na segunda divisão meiótica. PÓS- ZIGÓTICA Se os gametas foram formados normalmente, houve a fecundação, gerando um zigoto normal; após a formação desse zigoto nas Mitoses que vão propiciar o desenvolvimento do embrião, também podem ocorrer erros, resultantes de anomalias durante tanto a Meiose, quanto a Mitose. ● Não disjunção das cromátides durante a primeira divisão mitótica do zigoto. Digamos que o zigoto tenha sido formado normalmente, após a formação, se ocorrer a não disjunção das cromátides durante a primeira divisão mitótica, formam- se células desiguais: uma com cromossomo a mais e outra com cromossomo a menos/ algumas a mais, algumas a menos. ● Também pode ocorrer por retardo na migração das cromátides para um dos pólos da célula, resultando em perda cromossômica. Nota: Esse retardo na migração das cromátides trata- se de uma anomalia na �bra do Fuso Mitótico *. Nota*: o Fuso Mitótico é um rearranjo, durante a Mitose, do sistema de microtúbulos, �bras fortes que são parte do "esqueleto" da célula, que se espalha por todo o citoplasma da célula interfásica (que não está em divisão). Através de um mecanismo que envolve o encurtamento dos microtúbulos ligados aos cromossomos e a atuação de proteínas motoras, o Fuso é responsável pela tração dos cromossomos durante a divisão celular, principalmente ao longo da anáfase mitótica, onde os cromossomos são deslocados para pólos opostos da célula. Nota: A cromátide que não conseguir migrar a tempo será degradada no Citoplasma. Nomenclatura Completando a nomenclatura: ● → Trissômico ou trissomia 2 𝑛 + 1 na célula; ● → Monossômico ou 2 𝑛 − 1 monossomia na célula; ● → Nulissômico, não há 2 𝑛 − 2 representante do par cromossômico. No caso dos cromossomos sexuais, símbolos especiais são usados para descrever as Aneuploidias dos cromossomos sexuais, uma vez que, nesse caso, estamos lidando com cromossomos diferentes X e Y. O simbolismo, meramente lista as cópias de cada cromossomo sexual, assim: ● Se houver, por exemplo, duas cópias do X e um Y escreve- se , 2 𝑛 = 47 XXY; ● Se houver duas cópias do Y escreve- se, , XYY. 2 𝑛 = 47 ● No caso da Trissomia do X, , XXX; 2 𝑛 = 47 ● E da Monossomia do X, , X 2 𝑛 = 45 e, às vezes, coloca- se um X0 para enfatizar a presença de um único cromossomo X. Trissomias Síndrome de Down Também denominada Trissomia do 21, foi a primeira identi�cada em seres humanos. É caracterizada: ● Pela prega no epicanto em cada olho; ● Cabeças pequenas e arredondadas; ● Protusão da língua que mantém a boca parcialmente aberta; ● Palma da mão com prega símia e uma só dobra no dedo mínimo; ● Desenvolvimento físico, psicomotor e mental retardado, havendo necessidade de estimulo constante logo após o nascimento para ter uma qualidade de vida melhor; ● Expectativa de vida de 50 anos; ○ devido a problemas cardíacos e respiratórios. ● Ocorre em 1 a cada 700 nascimentos e, em geral, está relacionada à idade avançada da mãe; ● Os indivíduos também apresentam hiper�exibilidade das articulações. CARIÓTIPO O cariótipo, neste caso, é de uma menina XX. Temos representados os 22 pares de autossomos, onde observa- se que existem três cópias do cromossomo 21. Nota: +21 denota o cromossomo em Trissomia. Síndrome de Patau A Síndrome de Patau é um outro exemplo de trissomia, a do cromossomo 13. Nota- se que quanto maior o tamanho do cromossomo envolvido na monossomia ou na trissomia, mais graves serão os sintomas dos indivíduos afetados. Atualmente, os indivíduos com a síndrome de Down, trissomia do cromossomo 21, levam vida quase que normal: trabalham, estudam, são bastante inteligentes, se relacionam e conseguem desenvolver várias atividades, por exemplo. No entanto, os indivíduoscom trissomia do 13, que é um cromossomo muito maior, tem sintomas mais graves, como: ● Retardo mental; ● Surdez; ● Lábio leporino; ● Fenda palatina, malformação do palato, ou seja, ele não se fecha; ● Polidactilia, dedos extras; ● A sobrevivência desses indivíduos, em geral, é até 6 meses, não mais que 3 anos - há exceções; ● A maioria desses indivíduos que nascem vivos são do sexo masculino; ● Também está relacionada a idade aumentada, porém, nesse caso, dos pais, tanto da mulher quanto do homem - menos relacionada à idade do que na Síndrome de Down. CARIÓTIPO Exempli�cando temos o cariótipo de uma menina XX. Observa- se o par cromossômico 13 com uma cópia extra, determinando o cariótipo de 47 cromossomos. Nota: +13 denota o cromossomo em Trissomia. Síndrome de Edwards A Trissomia do 18, ou seja, um cromossomo de tamanho entre 13 e o 21, também gera sintomas graves nos indivíduos portadores: ● São menores do que as normais; ● 1 em cada 6.000 nascimentos; ● Crânio alongado; ● Inserção do ouvido mais baixa; ● Deformidade dos dedos; ● Deformidade da bacia; ● Externo curto; ● Pálpebras arqueadas; ● Os nascidos vivos são predominantemente do sexo feminino. CARIÓTIPO Como exemplo temos também o cariótipo de uma menina XX. Nota: +18 denota o cromossomo em Trissomia. Nota geral: Todos esses casos referem- se ao indivíduo que identi�cou a síndrome pela primeira vez. Mosaicismo e Quimerismo Outros tipos de anomalias cromossômicas são denominadas de mosaicismo e quimerismo. ● Mosaicismo - O indivíduo apresenta duas ou mais populações de células oriundas de um mesmo zigoto. ● Quimerismo - Apresenta duas ou mais populações de células oriundas de dois zigotos diferentes. No Mosaicismo é gerado um zigoto normal, mas nas Mitoses subsequentes, pelas quais o zigoto cresce, pode haver o surgimento de uma ou algumas células com anomalias. Por exemplo, a Monossomia do X, onde a ausência do X não está em todas as células; nesse caso, quando há células normais e apenas algumas células alteradas, a tendência é que os sintomas sejam menos marcantes nesse indivíduo do que naquele que traz toda anomalia cromossômica em todas as células do seu organismo. O Quimerismo ocorre quando na gestação gemelar, fecundação de dois ovócitos por espermatozóides diferentes, há a fusão dos zigotos. No caso, se forem gêmeos de sexos diferentes, o zigoto quimérico pode conter linhagens de células tanto XX, quanto XY, e isso interferirá na sua diferenciação sexual tanto da gônada, quanto da genitália interna e externa. II. Anomalias Estruturais As anomalias estruturais dos cromossomos podem resultar de quebras, chamadas deleções, que levam à perdas de parte do cromossomo, inversões e translocações. Deleção A deleção, devido a quebra e perda de um segmento cromossômico, tanto pode ser terminal, ou seja, ao �nal do cromossomo (do meio pro �nal) ou intercalar (intersticial), onde há duas quebras no meio do cromossomo e a perda da porção mediana, assim, a porção �nal PODE se unir a porção que �cou ligada ao centrômero. ● A porção que retém o centrômero vai ser mantida ao passo que na outra a tendência é a perda durante a divisão celular. ○ Se a porção perdida é grande, essa perda de um grande número de genes pode provocar uma mutação letal e o indivíduo não chega a nascer. Síndrome Cri-du-Chat Também denominada Cry Of The Cat. Um exemplo é a síndrome Cri-du-Chat, onde é perdida metade do braço curto do cromossomo 5 ou de um dos cromossomos do par 5. ● Esses indivíduos apresentam complicações gastrintestinais e cardíacas; ● Retardo mental; ● Desenvolvimento anormal da laringe e glote, o que dá a esse indivíduo um choro semelhante ao miado do gato, nome dado à Síndrome. ● Os indivíduos nascem, sobrevivem, mas convivem com tais alterações. CARIÓTIPO Destacado na imagem, temos o par cromossômico 5. Nota: Lê-se 46 cromossomos, menina XX, del (deleção) no par 5 no braço (curto) na região 1 𝑝 (próximo ao centrômero) banda 4. ● A região clara é região perdida ou deletada, pois houve uma quebra próximo ao centrômero, e manteve- se apenas uma pequena região unida ao centrômero. ○ A perda dessa região, consequentemente, resulta na perda de todos os genes ali presentes; ○ As consequências estarão relacionadas ao número de genes contidos na região perdida e a função das proteínas codi�cadas por eles para o funcionamento do organismo. Observa- se que é uma mutação em heterozigose: tem um cromossomo normal e um cromossomo com a deleção. Assim, esse indivíduo ainda mantém uma dose dos genes que estão ligados à porção terminal do braço curto do cromossomo 5. Duplicação A duplicação é um outro tipo de alteração estrutural. Envolve a adição de um segmento extra a um cromossomo, em geral, pode ser por erro, por replicação anormal pela DNA Polimerase - replicação dupla do mesmo segmento - ou por crossing over desigual em células meióticas dos pais, ou seja, durante a troca entre cromátides não- irmãs, um dos cromossomos recebe a região do cromossomo homólogo, mas não transfere e acaba �cando com a região duplicada, ocasionando também a duplicação em uma determinada região dos cromossomos que vão para os gametas (masculino ou feminino). ● Os segmentos duplicados podem ser terminais ou intercalares - intercalar é aquilo que está entre os telômeros e terminal é que está próximo ao telômero - e, às vezes, são transportados para outras regiões. Inversão Nesse caso ocorre em duas quebras em um cromossomo e a rotação do segmento quebrado antes da reunião dos terminais quebrados. ● Quando ocorre a quebra em um cromossomo as extremidades onde houve a quebra, tornam-se adesivas, permitindo a fusão desses terminais ou a sua perda, caso essa fusão não ocorra. ○ A inversão vai resultar na inversão da sequência dos genes - sabemos que é importante a presença da região promotora para que o gene possa ser transcrito. E isso de acordo com a célula e o sistema do qual ela faz parte, havendo a inversão como, por exemplo, no cromossomo Filadél�a pode ocorrer o posicionamento de um gene próximo ao outro que é constantemente transcrito, o que pode gerar o desenvolvimento de um tumor. ● As inversões podem ser paracêntricas ou pericêntricas. ○ Paracêntrica: A inversão paracêntrica acontece quando a região invertida não envolve o centrômero. ○ Pericêntrica: a inversão pericêntrica acontece quando a região que sofre a inversão envolve o centrômero. Translocação A translocação também envolve quebras e trocas, no caso, de segmentos entre cromossomos, assim, a fusão dos segmentos quebrado ou do pequeno fragmento de cromossomo, não ocorrerá mais no mesmo cromossomo em que houve a quebra, podendo ocorrer em outro cromossomo de outro par. Nota: Ocorre entre cromossomos não homólogos. ≠ Nota: Crossing- over ocorre em cromossomos homólogos. Translocação RecíprocaEla é Recíproca quando o segmento de um cromossomo é trocado com o segmento de outro cromossomo ( troca mútua), logo, há quebras em dois pares de cromossomos e eles trocam os segmentos quebrados. Translocação Robertsoniana A translocação é Robertsoniana quando ocorre entre dois cromossomos acrocêntricos e, nesse caso, eles se fundem, formando um cromossomo submetacêntrico ou metacêntrico. Ex.: 1. No exemplo, temos a quebra de dois cromossomos acrocêntricos de dois pares diferentes. 2. Mesmo que não seja visível, tem pequenas regiões de cromátides acima do centrômero e, após a quebra essas regiões/ extremidades tornam- se, muitas vezes, adesivas , possibilitando a fusão entre elas. 3. Assim, nesse caso, o cromossomo menor funde- se à região do braço 𝑝 (curto) do outro cromossomo acrocêntrico, formando o cromossomo submetacêntrico.
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