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Fundador e Presidente do Conselho de Administração: Janguê Diniz Diretor-Presidente: Jânyo Diniz Diretor de Inovação e Serviços: Joaldo Diniz Diretoria Executiva de Ensino: Adriano Azevedo Diretoria de Ensino a Distância: Enzo Moreira Créditos Institucionais Todos os direitos reservados 2020 by Telesapiens Genética Humana A AUTORA DÉBORA MARTINS PAIXÃO Olá. Meu nome é Débora Martins Paixão. Sou Doutora em Zootecnia, com uma experiência técnico-profissional na área de Educação a distância de mais de 3 anos. Passei por empresas com o Instituto de Pesquisas e Educação Continuada Economia e Gestão de Empresas-PECEGE; Briwet Consulteria; @ agronomiaconcursos; e Aprova Concurso. Sou apaixonada pelo que faço e adoro transmitir minha experiência de vida àqueles que estão iniciando em suas profissões. Por isso fui convidada pela Editora Telesapiens a integrar seu elenco de autores independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo! ICONOGRÁFICOS Esses ícones que irão aparecer em sua trilha de aprendizagem significam: OBJETIVO Breve descrição do objetivo de aprendizagem; + OBSERVAÇÃO Uma nota explicativa sobre o que acaba de ser dito; CITAÇÃO Parte retirada de um texto; RESUMINDO Uma síntese das últimas abordagens; TESTANDO Sugestão de práticas ou exercícios para fixação do conteúdo; DEFINIÇÃO Definição de um conceito; IMPORTANTE O conteúdo em destaque precisa ser priorizado; ACESSE Links úteis para fixação do conteúdo; DICA Um atalho para resolver algo que foi introduzido no conteúdo; SAIBA MAIS Informações adicionais sobre o conteúdo e temas afins; +++ EXPLICANDO DIFERENTE Um jeito diferente e mais simples de explicar o que acaba de ser explicado; SOLUÇÃO Resolução passo a passo de um problema ou exercício; EXEMPLO Explicação do conteúdo ou conceito partindo de um caso prático; CURIOSIDADE Indicação de curiosidades e fatos para reflexão sobre o tema em estudo; PALAVRA DO AUTOR Uma opinião pessoal e particular do autor da obra; REFLITA O texto destacado deve ser alvo de reflexão. SUMÁRIO Célula e cromossomos.........................................................12 Células .............................................................................. 12 Células Eucarióticas ............................................... 13 Morfologia e classificação dos cromossomos .................... 16 Cromossomo na interfase ...................................... 19 Cromossomo metafásicos ....................................... 22 Técnicas para o estudo dos cromossomos humanos ........... 22 Mitose e Meiose ...................................................................27 Ciclo Celular ..................................................................... 28 Controle do ciclo celular ........................................ 30 Mitose ............................................................................... 31 Prófase ................................................................... 32 Metáfase ................................................................. 32 Meiose .............................................................................. 33 Meiose I ....................................................... 34 Prófase I ....................................................... 34 Zigóteno ....................................................... 34 Paquíteno ..................................................... 35 Diplóteno ..................................................... 36 Diacinese ..................................................... 37 Anáfase I ...................................................... 37 Telófase I .................................................... 38 Meiose II ................................................................ 38 Prófase II ..................................................... 38 Metáfase II ................................................... 38 Anáfase II .................................................... 39 Telófase II .................................................... 39 Gametogênese ................................................................... 39 Variação no Número, na Estrutura dos Cromossomos e Anomalias ...........................................................................41 Morfologia e classificação dos cromossomos .................... 41 Notação cromossômica ..................................................... 43 Alterações Numéricas ....................................................... 45 Alterações estruturais ........................................................ 46 Consequências clínicas ..................................................... 48 Herança Monogênica ..........................................................50 Conceitos gerais ................................................................ 50 Construção de genealogias ................................................ 53 Tipos de herança ............................................................... 53 Herança autossômica .............................................. 54 Herança autossômica dominante .................. 54 Herança autossômica recessiva .................... 55 Herança ligada ao sexo ..................................................... 56 Exemplos de doenças recessivas ligadas ao sexo .... 57 Herança dominante ligada ao sexo .................................... 58 Exemplos de doenças dominantes ligadas ao X ...... 59 Tipos especiais de herança monogênica ............................ 59 Alelos múltiplos ..................................................... 59 Codominância ......................................................... 60 Herança mitocondrial ............................................. 60 9 UNIDADE 02 Genética Humana LIVRO DIDÁTICO DIGITAL Genética Humana10 Você sabia que a célula é a base de toda vida? Cada célula é um conjunto complexo de moléculas capaz de adquirir substâncias, obter e armazenar energia e pôr em prática diversas atividades, entre elas a reprodução. Os cromossomos possuem duas funções fundamentais: a transmissão confiável e a expressão da informação genética. Na mitose, uma célula se divide para dar origem a duas células-filhas, cada uma com o mesmo número e com os mesmos tipos de cromossomos da célula original. Já, a meiose é uma forma especializada de divisão celular que ocorre em determinadas células dos testículos e dos ovários para produzir espermatozoides e ovócitos secundários haploides. Os principais agentes mutagênicos físicos são as radiações ionizantes e as radiações ultravioleta. As alterações cromossômicas podem ser classificadas em dois grandes grupos: numéricas e estruturais. As alterações numéricas correspondem à perda ou ao acréscimo de um ou mais cromossomos e podem ser de dois tipos: euploidias e aneuploidias. Entendeu? Ao longo desta unidade letiva você vai mergulhar neste universo! INTRODUÇÃO Genética Humana 11 Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 2. Nosso objetivo é auxiliar você no desenvolvimento das seguintes competências profissionais até o término desta etapa de estudos: OBJETIVOS Interpretar a complexidade da célula eucariótica. Estudar a divisão celular. Identificar número, estrutura e as anomalias cromossômicas. Identificar os diferentes tipos de herança monogênica. Então? Preparado para uma viagem sem volta rumo ao conhecimento? Ao trabalho! 1 2 3 4 Genética Humana12 Célula e cromossomos OBJETIVO Ao término deste capítulo você será capaz de entender a complexidade de uma célula, sua morfologia a classificação e estrutura de seus cromossomos. Detalhes sobre herança monogênica, ligada ao sexo e holândrica. Aqui, os alunos poderão compreender o tema desta unidade, “Estrutura e Função dos cromossomos”, de forma simples. E então? Motivado para desenvolver este desafio? Então vamos lá. Avante. Células No início do século 19, antes dos experimentos de Gregor Mendel com ervilhas, osbiólogos observaram, o que se chamou de célula. Cada célula é um conjunto complexo de moléculas capaz de trocar substâncias, obter e armazenar energia e realizar diferentes atividades, entre elas se replicarem. SAIBA MAIS As formas de vida mais simples, os vírus, não são constituídos de células, mas só exercem sua função dentro das células. As células vivas são constituídas de diferentes tipos de moléculas; sendo a mais abundante, a água. Moléculas pequenas, como sais, açúcares, aminoácidos e algumas vitaminas, (e Genética Humana 13 algumas moléculas maiores) dissolvem-se com facilidade na água, assim todas essas substâncias que possuem essa interação com a água são denominadas hidrofílicas. E já as moléculas que não interagem com água, são denominadas hidrofóbicas. O interior de uma célula é denominado citoplasma. As moléculas que constituem as células têm estrutura e função variadas. Amido é um carboidrato constituído principalmente de glicose com ligações glicosídicas, armazenam energia química para as atividades celulares. Já os lipídios ou gorduras são moléculas orgânicas insolúveis em água e solúveis em certas substâncias orgânicas, tais como álcool, éter e acetona. Sendo importantes constituintes de muitas estruturas nas células, fonte de energia, isolante térmico, auxilio na absorção das vitaminas A, D, E e K (lipossolúveis) entre outros. As proteínas são as moléculas mais diversificadas nas células. Cada proteína é constituída de um ou mais polipeptídios, que são cadeias de aminoácidos. As proteínas estão presentes em todos os seres vivos e estão envolvidas nos processos e funções celulares, replicação do DNA, a resposta a estímulos e o transporte de moléculas. Muitas proteínas são enzimas que catalisam reações bioquímicas vitais para o metabolismo. As células são envolvidas por uma camada fina, a membrana, os principais elementos são lipídios e proteínas. Também existem membranas dentro das células, denominadas organelas. As paredes e as membranas celulares separam o conteúdo celular do ambiente externo, além disso, as membranas celulares interagem com substâncias desse meio. Essa interação fornece à célula informações vitais sobre as condições do ambiente, além do feedback das atividades celulares. Células Eucarióticas As células eucarióticas são, em geral, pelo menos dez vezes maiores que as células procarióticas e têm sistemas complexos https://www.todamateria.com.br/vitaminas/ Genética Humana14 de membranas internas, alguns dos quais estão associados a organelas visíveis e bem organizadas. A mitocôndria é uma dessas organelas, cuja função é produzir a maior parte da energia das células, usando o processo de respiração celular. Já as células de algas e vegetais contêm outro tipo de organela, o cloroplasto, que capta a energia solar e a converte em energia química. Tanto as mitocôndrias quanto os cloroplastos são delimitados por membranas. Figura 1: Célula eucariótica Fonte: @pixabay. Todas as células eucarióticas possuem núcleo delimitado por membrana) e organizado em estruturas denominadas cromossomos. Os cromossomos são visíveis individualmente durante a divisão celular (metáfase), quando estão condensados e espiralados. https://pixabay.com/pt/illustrations/c%C3%A9lula-animal-biologia-eucariota-1608621/ Genética Humana 15 SAIBA MAIS Parte do DNA de uma célula se encontra em mitocôndrias ou cloroplastos. O DNA é mais resistente à degradação, do que as demais moléculas orgânicas. Um pequeno número de moléculas de células é suficiente para obter DNA; e multiplicá-lo por técnicas moleculares. Os rRNA e tRNA participam da produção da proteína. Eles estão frequentemente associados a um sistema de membranas, o retículo endoplasmático. O retículo pode estar conectado ao complexo de Golgi, um conjunto de bolsas e vesículas membranáceas que participam da modificação química e do transporte de substâncias dentro das células. Outras organelas pequenas, delimitadas por membrana, também podem ser encontradas em células eucarióticas como os lisossomos produzidos pelo complexo de Golgi que contêm diferentes tipos de enzimas digestivas, e os peroxissomos associados ao metabolismo de substâncias como gorduras e aminoácidos. Os formatos e as atividades das células eucarióticas são influenciados por um sistema de filamentos, fibras e moléculas associadas que, em conjunto, constituem o citoesqueleto, que é responsável pela motilidade e deslocamento de substâncias para locais específicos nas células. Já aprendemos sobre a estrutura do DNA na Unidade I, a próxima etapa envolve os cromossomos, que são estruturas que compactam o material genético. Essa característica é importante, pois permite que a longa molécula de DNA fique contida em um pequeno espaço, aspecto importante tanto para replicação quanto para transcrição. Genética Humana16 Morfologia e classificação dos cromossomos Os cromossomos são estruturas localizadas no interior do núcleo das células; onde se localizam os genes. A maioria dos eucariotos não só possui maior quantidade de DNA em relação aos procariotos, como esse DNA está compactado em vários cromossomos, e cada cromossomo está presente em duas cópias (diploides) ou mais (poliploides). O conteúdo de cromossomos e DNA das células é definido pelo número (n) de cromossomos diferentes, pelo conjunto cromossômico e pelo conteúdo de DNA associado (C). Para células humanas o conteúdo de DNA associado é cerca de 3,5 pg. O número normal de cromossomos humanos é 46, ou 23 pares. Desses cromossomos, 44 (ou 22 pares) são homólogos nos dois sexos e são chamados de autossomos. Os dois restantes são os cromossomos sexuais, que são homólogos na mulher (XX) e diferentes no homem (XY). Esses cromossomos contêm os genes responsáveis pela determinação do sexo. O X e o Y apresentam apenas algumas regiões homólogas. Para observação do comportamento dos cromossomos, existem duas fases do ciclo celularmais adequados: a interfase e a metáfase. Quanto à sua forma, os cromossomos metafásicos são constituídos por duas cromátides unidas pelo centrômero (constrição primária). O centrômero divide as cromátides em braços cromossômicos, sendo denominados p, os braços curtos ou superiores ao posicionamento do centrômero. E de q, os braços longos ou inferiores. As extremidades dos braços cromossômicos são denominadas telômeros. Genética Humana 17 Figura 2: Cromátides em braços cromossômicos Braços curto e longo de um cromossomo Centrômetro P Curto Q Longo Fonte: @commons. É o centrômero que determina a classificação dos cromossomos humanos em três tipos: metacêntricos, quando o centrômero é central ou mediano e divide o cromossomo em dois braços iguais; submetacêntricos, quando o centrômero está um pouco distante do centro, dividindo o cromossomo em braços ligeiramente desiguais; e acrocêntricos, quando o centrômero está mais próximo de uma das extremidades do cromossomo, dividindo-o em dois braços completamente desiguais. Os cromossomos acrocêntricos podem possuir uma constrição secundária no braço curto (p) em consequência a esse estreitamento, sua extremidade apresenta-se quase https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CromossomoBracos.png Genética Humana18 separada do restante do cromossomo, mostrando uma forma arredondada, denominada satélite, constituída também de cromatina. As constrições secundárias são responsáveis pela produção de nucléolos, razão pela qual são denominadas regiões organizadoras nucleolares. SAIBA MAIS No cromossomo X, foram conservados vários genes originalmente presentes e suas características estruturais, ao contrário do cromossomo Y, que conservou poucos genes (menos de uma centena), reduzindo o seu tamanho. A função genética do Y é associada basicamente na indução do desenvolvimento masculino no início da fase embrionária e na manutenção da espermatogênese. Os cromossomos X e Y, devido à sua origem evolutiva comum,contêm segmentos de DNA homólogos em ambas as extremidades, principalmente nos braços curtos proximais de ambos, denominadas regiões pseudo-autossômicas. Genética Humana 19 Cromossomo na interfase Na interfase, o material genético apresenta-se como filamentos emaranhados e densamente corados, formando a cromatina, uma desoxirribonucleoproteína formada de partes iguais de ácido desoxirribonucleico (DNA) e proteínas histônicas (ricas em arginina e lisina) e não histônicas (proteínas ácidas). EXPLICANDO DIFERENTE+++ Estudos evidenciam que as fibras de cromatinas estão formadas por um eixo de histonas, não necessariamente contínuo, em torno do qual se enrola uma molécula contínua de DNA. Ao microscópio eletrônico, essa estrutura mostra-se, na interfase, uma imagem semelhante à de um colar de contas: cada “conta” está constituída por uma partícula central (core) formada por quatro tipos diferentes de moléculas de histona. O DNA, então, enrola-se em torno dessa partícula central, formando o nucleossomo, que é a subunidade básica da estrutural da cromatina. São conhecidas cinco classes de histonas: duas histonas de cada classe (H2A, H2B, H3 e H4) agregam-se para formar um nucleossoma, juntamente com DNA. A histona H1 é necessária para que os complexos histona-DNA formem uma fibra de 30 nm de espessura, enrolando assim o DNA de uma forma ainda mais eficaz. Cada nucleossomo está formado por uma partícula central de histona envolvida por uma espiral de DNA, cujo comprimento corresponde a uma volta e 3⁄4 de volta, abrangendo cerca de 140 pares de bases. Os nucleossomos estão unidos entre si por segmentos de DNA, chamados DNA de ligação e formados por 15 a cem pares de bases; esse DNA de ligação está associado à quinta histona, H1 (Figura 3). Genética Humana20 Figura 3: Fases de compactação do DNA DNA dupla hélice DNA hélice Nucleossomos Cromação Cromossomo Fonte: @freepik. As histonas que compõem o core são essenciais para o empacotamento do DNA. Além do enrolamento primário da dupla-hélice do DNA, há um enrolamento secundário ao redor das histonas (constituindo os nucleossomos) e um enrolamento terciário dos nucleossomos para formar as fibras de cromatina que compõem alças em uma estrutura de proteínas ácidas não histônicas. Portanto, essas proteínas não histônicas também fazem parte da estrutura do cromossomo, sendo sua função contribuir para a conformação estrutural do cromossomo e/ou para a regulação gênica. Genética Humana 21 DICA Quando a cromatina é isolada dos núcleos interfásicos, não é possível reconhecer os cromossomos individuais. Em vez disso, observa-se um aglomerado irregular de nucleoproteína (heterocromatina). A cromatina pode apresentar-se sob dois aspectos. A eucromatina, que constitui a maior parte do cromossomo, apresenta fibras menos condensadas e coloração uniforme durante a interfase. A heterocromatina corresponde a regiões cromossômicas mais densamente espiralizadas e, por isso, são coradas com mais intensidade. IMPORTANTE Há uma correlação entre a condição estrutural do material genético e sua atividade transicional, durante a divisão, quando o DNA está́ compactado em cromossomos visíveis, não há transcrição. Por outro lado, quando ele está́ desespiralizado, há transcrição. A heterocromatina pode ser constitutiva ou facultativa. A constitutiva consiste em regiões especiais que normalmente não são expressas e correspondem a regiões de DNA altamente repetitivo. A heterocromatina facultativa resulta da inativação de cromossomos inteiros de uma linhagem celular, embora eles possam expressar-se em determinadas circunstâncias, como é o Genética Humana22 caso de um dos cromossomos X da fêmea dos mamíferos, que é geneticamente inativo. Cromossomo metafásicos Os cromossomos só́ podem ser visualizados individualmente durante a fase de metáfase na divisão celular. Essa é a melhor fase para a visualização dos cromossomos, que estão condensados ao máximo. Nessa fase, apresentam- se formados por dois filamentos, as cromátides, unidas pelo centrômero ou constrição primária. A citogenética como ciência, trouxe grande contribuição não só́ para os estudos das doenças humanas, como também para estudos das populações, sua origem e evolução. Estima-se que em torno de 20 mil anormalidades cromossômicas tenham sido registradas em bancos de dados laboratoriais. DICA O conjunto cromossômico característico da espécie é denominado cariótipo. A ordenação dos cromossomos de um cariótipo segundo a classificação padrão (de acordo com o tamanho do cromossomo e a posição do centrômero em cada par) é denominada cariograma ou idiograma. Técnicas para o estudo dos cromossomos humanos O momento ideal para estudar os cromossomos humanos é durante a metáfase da divisão mitótica, pois nessa fase que os cromossomos se apresentam espiralizados ao máximo. Por Genética Humana 23 isso, devem ser utilizados tecidos com alta taxa de multiplicação celular (alto índice mitótico) para estudos. A técnica mais usada para estudo de cariótipo humano é o cultivo de linfócitos de sangue circulante periférico, essa técnica tem a vantagem de oferecer grande número de metáfases em apenas três dias e de eliminar a necessidade de biópsias, como no cultivo de fibroblastos. O cultivo de linfócitos emprega-se um agente mitogênico, como a fitohemaglutinina, que estimula a atividade mitótica e tem ação aglutinante sobre as hemácias. Existem basicamente duas técnicas para cultivo de linfócitos humanos: a macrotécnica e a microtécnica. A diferença entre elas, é que na primeira coleta-se um volume maior de sangue (5 ml) e as hemácias são excluídas por sedimentação, enquanto na microtécnica o volume de sangue é menor (0,2 ml) e trabalha-se com o sangue total (utilizada para análise cariotípica de recém- nascidos). Os principais procedimentos utilizados em laboratórios clínicos e de pesquisa são as técnicas de bandeamento cromossômico. Bandas Q.: Os cromossomos submetidos a esse tratamento apresentam faixas ou bandas com diferentes intensidades de fluorescência, sendo tal padrão característico e constante para cada par cromossômico. Tais faixas ou bandas foram designadas de bandas Q (de quinacrina). Essa técnica apresenta uma vantagem especifica na identificação do cromossomo Y, que se cora intensamente com quinacrina, mesmo quando a célula está em interfase. 1. Bandas G.: Os cromossomos são submetidos à digestão pela tripsina, que desnatura as proteínas cromossômicas, sendo corados com Giemsa (daí o nome de bandas G). Esse padrão é o único para cada cromossomo humano e possibilita sua definição inequívoca; 2. Bandas R.: Na obtenção dessas bandas, os cromossomos são tratados com calor para obtenção de desnaturação controlada e, depois, corados com Giemsa. O resultado de bandas claras Genética Humana24 e escuras representa o inverso daquele produzido pelos bandeamentos Q e G, daí a sua designação de bandas reversas (R). Esse tipo de bandeamento é usado especialmente quando algumas regiões cromossômicas se coram mal pelos padrões das bandas G ou Q. Esse é o método padrão em alguns laboratórios europeus, por exemplo; IMPORTANTE Uma banda cromossômica é definida como um segmento que pode ser distinguido dos dois segmentos vizinhos de forma inequívoca. Cada braço do cromossomo é subdividido em regiões 1, 2, entre outras, partindo sempre do centrômero. Por exemplo, 5p3 indica a região 3 do braço curto do cromossomo 5. Ainda, cada região pode ser subdividida em bandas e sub- bandas. 1. Bandas C. Nessa técnica, a coloração também é feita com Giemsa, após tratamento com hidróxido de sódio, são coradas regiões específicas, em que o cromossomo apresenta DNA altamente repetitivo, como nas regiões dos centrômeros e outras regiões nos braços longos dos cromossomos 1, 9 e 16, porção distal do cromossomo Y correspondendo à heterocromatina constitutiva, motivo de sua denominação banda C; 2. BandasNOR.: Essas bandas coram especificamente as regiões organizadoras nucleolares, ou seja, as constrições secundárias dos cromossomos com satélites, como é o caso dos cromossomos dos grupos D e G (exceto o Y). Essas regiões constituem o centro de processamento para a produção de ribossomos e de RNA ribossômico; 3. Bandas T.: Marcam as regiões teloméricas ou terminais dos cromossomos (daí sua denominação); Genética Humana 25 4. Bandeamento G de alta resolução ou padrão de bandas de prometáfase é obtido por meio do padrão de bandas G ou R, que cora cromossomos em estágio inicial da mitose, quando os cromossomos estão na prófase ou prometáfase. Usado na suspeita de uma anomalia cromossômica estrutural sutil). Um dos mais importantes avanços tecnológicos em citogenética molecular dos últimos anos foi o desenvolvimento da tecnologia da Hibridização in situ por Fluorescência (FISH). Essa tecnologia é usada para detectar a presença ou ausência, o número de cópias e a localização cromossômica de uma determinada sequência de DNA nos cromossomos de um indivíduo. Baseia-se na capacidade de uma fita simples de DNA, utilizada como sonda, associar-se com sua sequência complementar desconhecida, durante a metáfase. Essa técnica também pode ser usada para estudar cromossomos de células interfásicas, tendo a vantagem adicional de fornecer resultados muito rapidamente. Cariotipagem por espectro multicolorido utiliza um conjunto de sondas de pintura cromossômica de todos os cromossomos humanos, a fim de preparar um cariótipo humano multicolorido, ou cariótipo espectral, no qual cada par de cromossomos homólogos pode ser identificado com base em sua coloração única. Pode ser útil na detecção de pequenos rearranjos cromossômicos, tanto constitucionais (anormalidades do desenvolvimento), quanto adquiridos (como no câncer). Hibridização genômica comparativa (CGH, do inglês Comparative Genomic Hybridization) é muito usada em genética do câncer para detectar regiões de amplificação gênica ou perda de alelos. Citometria de fluxo baseia-se na ligação diferencial de corantes fluorescentes as sequências específicas de DNA, alguns se ligam a sequências GC (ricas em genes) e outros a sequências AT (pobres em genes), possibilitando a separação dos cromossomos por meio do processo de citometria de fluxo, Genética Humana26 resultando em um histograma do tamanho dos cromossomos, denominado cariótipo de fluxo. Aplicado na construção de bibliotecas de DNA cromossomo-específico e na produção de coloração de cromossomos para FISH. RESUMINDO E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que a célula possui um conjunto complexo de moléculas usadas para obter e armazenar energia, e pôr em prática Vimos, que as células eucarióticas têm sistemas complexos de membranas internas, algumas das quais estão associados a organelas visíveis e/ou delimitando estruturas, como o núcleo das células; onde estão os cromossomos constituídos de uma molécula bifilamentar de DNA e de uma variedade de proteínas. O número normal de cromossomos humanos é 46, ou 23 pares. Desses cromossomos, 44 (ou 22 pares) são homólogos nos dois sexos e são chamados de autossomos. E os cromossomos do genoma humano podem ser identificados citologicamente por vários procedimentos de coloração. Genética Humana 27 Mitose e Meiose OBJETIVO Ao término deste capítulo você será capaz de entender uma das mais surpreendentes atividades realizadas por uma célula viva, a divisão celular. A célula usa dois mecanismos diferentes para se dividir: a mitose e a meiose, cada um deles com objetivos específicos. A mitose multiplica e meiose divide o número de células. A interfase é uma fase ativa, em que a célula não só́ continua a realizar as funções bioquímicas básicas da vida, como também replica seu DNA e as outras estruturas celulares na preparação para a divisão. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante! Mitose e meiose são dois processos de divisão celular que envolvem replicação cromossômica e divisão celular. A mitose leva ao crescimento dos organismos e a reposição das células mortas. Portanto, o material genético, constituído de DNA e empacotado nos cromossomos, é transmitido de modo constante de uma célula para suas descendentes. A meiose é o processo de divisão celular que os indivíduos de reprodução sexuada utilizam para formar os seus gametas nas células do aparelho reprodutivo. Por intermédio desse processo, o material genético é reduzido à metade nos gametas para garantir a manutenção da quantidade de DNA necessária para cada espécie. E, além disso, nesse processo ocorre a troca de material genético entre os cromossomos de origens diferentes (materno e paterno), aumentando a variabilidade na espécie, o que é de grande interesse evolutivo. Genética Humana28 SAIBA MAIS Na divisão das células eucarióticas é preciso que os cromossomos e todos os demais componentes celulares sejam duplicados e dividido igualmente e de forma aleatória entre as duas células- filhas. O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são fragmentados por ocasião de divisão e, mais tarde, reconstituídos nas células-filhas. Ciclo Celular Toda vez que uma célula eucariótica se divide, passa por uma série de fases que, juntas, constituem o ciclo celular. O G (do inglês gap) é o intervalo da replicação do DNA. Os intervalos da interfase são G1 (período de pré-síntese do DNA ou intervalo 1); S (período de síntese do DNA); e G2 (período de pós-síntese do DNA). Durante o período G1, a célula sintetiza proteínas, lipídeos e carboidratos; que serão utilizadas para a formação das membranas das duas novas células que se formarão a partir da célula mãe. É o período do ciclo celular que mais varia em duração, entre os diferentes tipos de células. Por exemplo, as células do fígado, que têm crescimento lento, permanecem em G1 por vários anos, enquanto as células de crescimento rápido, como as da medula óssea, permanecem nessa fase por 16 a 24 horas. Células embrionárias precoces podem omitir inteiramente o período G1. Genética Humana 29 Figura 4: Representação esquemática do ciclo celular Mitoses CICLO NUCLEAR Sínteses de DNA Interfase Fonte: @commons. Na fase S começa a replicação do material genético da célula. Ao término da síntese de DNA, a produção de RNA e a síntese de proteínas são retomadas. Em G2, a célula continua desenvolvimento e duplicando as organelas. Já com o volume da célula aumentado, ocorre a divisão celular. Algumas células com menor frequência de divisão podem ficar por tempo indeterminado em G0, ou seja, a célula permanece ativa, mas sem se preparar para a divisão; voltando a replicar quando estimulada. Genética Humana30 A mitose tem um tempo de duração que varia de célula para célula em uma mesma espécie. Na espécie humana, por exemplo, em células de medula óssea, o período de divisão tem a duração de 30 minutos a uma hora, enquanto a interfase estende- se de 41 a 49 horas. Quando os ciclos celulares são longos, o período G1 é mais prolongado, ao contrário dos ciclos celulares curtos, nos quais ele é rápido. IMPORTANTE Dois processos opostos, divisão celular e morte celular (apoptose), regulam o número de células dos organismos vivos. Após o nascimento, a mitose e a apoptose protegem o corpo. A mitose promove crescimento do organismo e repõe células danificadas por diferentes lesões. Já a apoptose remove células da pele danificadas por agentes mutagênicos como a radiação ultravioleta da luz solar, por exemplo. Essas células são desprendidas e eliminadas pelo corpo, ou então poderiam se tornar cancerosas. Assim, há um balanço entre o crescimento e a perda tecidual, coordenado pelos processos de mitose e apoptose. Controle do ciclo celularA mudança do estado de repouso (quiescência) para um estado de crescimento ativo é um pré-requisito para o início do ciclo celular completo para a maioria das células. Os sinais químicos que controlam o ciclo celular provêm de fora e de dentro da célula. Os sinais externos podem ser hormônios, que agem à distância; e fatores de crescimento, que atuam mais localmente, por exemplo. Os sinais internos da célula podem ser proteínas de dois tipos: as ciclinas e as quinases, que Genética Humana 31 interagem para ativar os genes cujos produtos, por sua vez, ativam a mitose. Todos os eucariotos regulam a progressão pelo ciclo celular por meio do complexo ciclina-CDK, embora os detalhes de sua estrutura e seu mecanismo de ação possa diferir levemente de um organismo para outro. A falha de qualquer um dos pontos de controle resultará em instabilidade genética. O mau funcionamento do fuso pode causar aneuploidias, enquanto a falta de duplicação do polo do fuso pode levar a poliploidia. Defeitos no ponto de controle do dano de DNA podem resultar em alterações cromossômicas, como translocações, deleções e amplificação de genes, entre outras. SAIBA MAIS O número de divisões que uma célula deve sofrer está relacionado com o processo denominado “relógio celular”, associado as regiões cromossômicas terminais, denominadas telômeros. A cada mitose, os telômeros perdem certo número de nucleotídeos, encurtando gradualmente os cromossomos, tendo em vista que a cada replicação do DNA são perdidos de 8 a 12 nucleotídeos nas extremidades de cada cromossomo. Cerca de 50 divisões após, uma quantidade crítica de DNA telomérico é perdida, o que constitui um sinal para a célula cessar a mitose. A célula pode até permanecer viva, mas não se divide novamente, ou pode morrer, dependendo do seu ciclo. Mitose As células somáticas, descendentes de uma célula original, o zigoto, passam durante a sua vida por duas fases: a interfase, na qual a célula está realizando funções metabólicas e de replicação Genética Humana32 do DNA, e a fase de divisão ou mitose, na qual a célula cessa funções e se divide. A mitose é um processo contínuo, mas, para ser facilmente compreendido, costuma-se dividi-lo nas fases prófase, metáfase, anáfase e telófase, conforme a Figura 3. Figura 5: Representação da mitose dividindo as fases prófase, metáfase, anáfase e telófase Fonte: @pixabay. Prófase A prófase inicia-se pela condensação da cromatina dos cromossomos dos eucariotos. Os cromossomos tornam-se gradativamente mais curtos e espessos, sendo visíveis com no final da metáfase. As duas cromátides-irmãs de cada cromossomo permanecem unidas pelo centrômero. Enquanto isso, a membrana nuclear dissolve-se, os nucléolos desaparecem, os cromossomos espalham-se e se inicia a formação do fuso acromático ou fuso mitótico. Esse fuso consiste em microtúbulos formados por uma proteína chamada tubulina, observados ao microscópio como fibras em fuso. As fibras do fuso ligam o cinetócoro (estrutura situada junto ao centrômero dos cromossomos) aos centríolos, estruturas que constituem o ponto de origem do fuso acromático. Metáfase Nessa fase, os cromossomos atingem o máximo de condensação. PASSO A PASSO Depois que as fibras do fuso se fixam a placa equatorial, cada cromossomo move-se aleatoriamente plano imaginário https://pixabay.com/pt/vectors/ci%C3%AAncia-biologia-c%C3%A9lulas-sem-t%C3%ADtulo-41575/ Genética Humana 33 equidistante dos polos do fuso. O alinhamento cromossômico adequado é um importante ponto de controle do ciclo celular, tanto na mitose quanto na meiose. O sinal para o alinhamento cromossômico provém do cinetócoro (complexo proteico do centrómero), e a natureza química desse sinal é a desfosforilação de algumas proteínas a ele associadas. Ao fim da anáfase, as cromátides-irmãs de cada cromossomo iniciam sua separação, até́ ficarem unidas somente pelos centrômeros (assemelhando-se à letra X). Na telófase, o centrômero de cada cromossomo divide- se longitudinalmente, e as cromátides-irmãs, agora chamadas de cromossomos-filhos, vão se separando e dirigindo para os polos da célula, visto que as proteínas que uniam as cromátides são dissolvidas. Assim, vão 2n cromossomos para cada polo. O papel dos centrômeros aqui é muito importante, pois estes orientam cada cromossomo-filho para um dos polos. O papel dos microtúbulos do fuso é também importante, pois seu encurtamento progressivo puxa os cromossomos em direções opostas para os polos. Os cromossomos sem centrômeros não têm como se orientar na direção dos polos celulares. Na última fase da mitose, após os dois conjuntos cromossômicos atingirem os polos opostos da célula, os cromossomos sofrem descondensação progressiva, as fibras do fuso se desintegram e a tubulina fica armazenada na célula. Formam-se novas membranas nucleares e a célula começa a se dividir. As organelas também se dividem ou se distribuem para o citoplasma das duas novas células. Meiose Nas células que vão sofrer meiose, a síntese de DNA ocorre na interfase, antes dessa divisão. Na meiose, ocorre uma divisão cromossômica para duas divisões celulares: a meiose I ou divisão reducional (onde os cromossomos estão subdivididos em duas cromátides, mas os seus centrômeros não) e a meiose Genética Humana34 II ou divisão equacional, que é muito semelhante à mitose, porém, os cromossomos estão em número haploide. A meiose ocorre apenas nas células das linhagens germinativas femininas e masculinas e é precedida por uma única duplicação do DNA. Meiose I Quando essa divisão se inicia, o DNA já́ está replicado de modo semelhante ao que ocorre na mitose e, como a mesma, o processo se subdivide em quatro fases: prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Prófase I É a fase mais longa da meiose e onde ocorrem fenômenos da maior importância biológica. Essa fase está́ subdividida em cinco subfases ou estágios: leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese. PASSO A PASSO No leptóteno, os cromossomos, já́ replicados, iniciam sua condensação meiótica e aparecem como filamentos longos e delgados. Cada cromossomo do par homólogo. Ao longo dos filamentos, existem regiões mais espessas (cromômeros) e menos espessas alternadas fortemente coradas e que apresentam um padrão típico para cada cromossomo, podendo corresponder cada cromômero a maior condensação de cromatina. Ao longo do filamento, os cromômeros distribuem-se da mesma maneira que as contas em um colar. À medida que os cromossomos se condensam mais, os cromômeros adjacentes fusionam-se em estruturas maiores. Zigóteno No zigóteno, os membros de cada par homólogo aproximam-se, até́ ficarem lado a lado, ao longo do seu comprimento. Esse pareamento dos cromossomos homólogos, iniciando pelas suas extremidades, é denominado sinapse. O Genética Humana 35 processo de pareamento dos homólogos envolve a formação da estrutura, chamada complexo sinaptonêmico e sua formação é importante para que a troca entre cromátides (crossing-over) ocorra nos segmentos homólogos. Paquíteno Durante a fase do paquíteno, os cromossomos parecem mais curtos e mais condensados, e cada homólogo pode ser identificado duplicado. Cada par de homólogos pareado é chamado bivalente. Os homólogos permanecem unidos por meio do complexo sinaptonêmico. Cada bivalente é formado por dois cromossomos homólogos ou quatro cromátides, por isso ele é chamado, também, de tétrade. DEFINIÇÃO Cromossomos homólogos são os que portam os mesmos lócus gênicos, sendo um de origem materna e o outro de origem paterna, considerando-se uma célula diploide. Durante o paquíteno quando os cromossomos homólogos estão pareados, pode ocorrer um fenômeno importante, que gera variabilidade genética, o crossing-over (permuta). Esse envolve uma troca entre segmentos de cromátides homologas, que tem consequências muito importantes na reprodução sexuada. É a maneira em que o material genético dos cromossomosmaternos e paternos pode ser recombinado. Genética Humana36 Figura 6: Desenho esquemático crossing-over Cromátide Fonte: @commons. SAIBA MAIS Estudos com microscopia eletrônica indicam que os cromossomos X e Y apresentam-se unidos apenas pelas porções distais dos seus braços curtos, o que sugere homologia apenas nessas extremidades. Diplóteno No estágio diplóteno, os cromossomos homólogos começam a se afastar, contudo esse afastamento não é completo. Os homólogos permanecem unidos em alguns pontos ao longo https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Crossing-over_scheme_PL.svg Genética Humana 37 das cromátides, chamados quiasmas (indicativos de permutações cromossômicas e visíveis ao microscópio ótico). Os quiasmas tendem a se mover para as extremidades dos cromossomos, processo chamado de terminalização dos quiasmas. SAIBA MAIS A permutação e a formação de quiasmas não são eventos raros, sua frequência varia de acordo com a espécie e, principalmente, com o tamanho dos cromossomos. Diacinese Na fase diacinese, os cromossomos continuam encurtando e condensando, enquanto os quiasmas completam seu movimento de terminalização (com exceção dos cromossomos maiores, que completam sua terminalização apenas na anáfase I). O complexo sinaptonêmico desaparece e os bivalentes começam a se organizar na zona equatorial da célula, formando a metáfase I. Tanto na linhagem germinativa feminina quanto na masculina, a diacinese marca o fim da prófase I. Na linhagem germinativa feminina, porém, observa-se que o diplóteno é muito mais longo, constituindo o dictióteno, estágio de prófase suspensa, no qual as células podem permanecer por vários anos. Anáfase I Durante essa fase, os cromossomos homólogos separam- se um do outro, dirigindo-se para os polos opostos da célula. A principal diferença entre a anáfase mitótica e a anáfase I da meiose é que, nesta última, não há divisão dos centrômeros, ocorrendo apenas separação dos homólogos, indo cada um deles (origem paterna e materna) para a extremidade oposta. A Genética Humana38 distribuição dos membros de cada par de homólogos é ao acaso, isto é, se considerarmos dois pares de cromossomos, poderão resultar as seguintes combinações em cada polo celular. Cada homólogo continua constituído por duas cromátides-irmãs unidas pelo centrômero, assim permanecendo até́ a anáfase II. Telófase I Quando os cromossomos chegam aos polos da célula, a membrana nuclear é reconstituída. Os cromossomos espiralizados não se descondensam completamente, estando em número haploide (n) em cada extremidade da célula. Cada cromossomo, porém, mantem-se constituído por duas cromátides. Meiose II As duas células resultantes da meiose I passam imediatamente para a meiose II, sem que haja uma interfase típica. Não ocorre replicação dos cromossomos entre essas duas divisões, os cromossomos presentes no início da meiose II são idênticos aos que estavam presentes no fim da meiose I. Prófase II Essa fase é praticamente inexistente, uma vez que os cromossomos não perdem sua condensação durante a telófase I. Assim, após a formação do fuso e o desaparecimento da membrana nuclear, as células resultantes da telófase I entram logo em metáfase II. Metáfase II Nesta fase, cada cromossomo, constituído por duas cromátides-irmãs unidas pelo centrômero, dispõe-se no plano equatorial da célula, prendendo-se ao fuso por meio do centrômero. A principal diferença entre as metáfases I e II é que, na II, os cromossomos estão duplicados, mas em número Genética Humana 39 haploide, enquanto na metáfase I eles também estão duplicados, mas dispostos aos pares, na placa equatorial da célula. Anáfase II A principal diferença entre as anáfases I e II é que, na primeira, os cromossomos estão em número haploide, mas duplicados, enquanto na segunda eles estão em número haploide, cada um constituído apenas por uma cromátide (n). Telófase II Nesta essa fase, os cromossomos já́ estão nos polos celulares, formando-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto haploide (n). Ao fim da telófase II, a meiose está completa, resultando teoricamente em quatro novas células haploides (gametas); assim, o núcleo de cada célula contém 1/4 do material cromossômico presente no início do processo meiótico. Gametogênese A gametogênese no homem é denominada espermatogênese e ocorre nos testículos. E na mulher, denomina-se ovulogênese e ocorre nos ovários. PASSO A PASSO Na ovulogênese, ao redor dos três meses de vida intrauterina, as ovogônias (ou oogônias), existentes nos ovários, começam a crescer e se diferenciar em ovócitos (ou oócitos) primários, parando suas mitoses em torno do quinto mês de vida pré́-natal. Aos sete meses, todos os ovócitos primários do feto encontram- se rodeados por um conjunto de células, formando um folículo primário. Os ovócitos primários entram em meiose I, chegando até́ o final da prófase I, quando a divisão é suspensa em um estágio denominado dictióteno, no qual se encontram todos os ovócitos primários, por ocasião do nascimento, assim perdurando até́ a Genética Humana40 puberdade. Quando essa fase é atingida, cada ovócito primário reinicia sua primeira divisão meiótica, originando duas células de tamanhos diferentes: o ovócito secundário (maior, com mais quantidade de citoplasma) e o primeiro corpúsculo polar (menor, praticamente sem citoplasma). A partir da menarca (primeira menstruação), esse processo passa a ocorrer mensalmente, durando cerca de 45 anos, até́ a menopausa (fim do período reprodutivo feminino). O ovócito secundário, liberado na tuba uterina, sofre a segunda divisão meiótica, que só́ vai se completar no momento da fertilização. RESUMINDO E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que a célula usa dois mecanismos diferentes para se dividir: a mitose e a meiose. A mitose ocorre nas células somáticas, garantindo o crescimento dos organismos e a reposição de células mortas, onde o DNA contido nos cromossomos é transmitido de da célula mãe para as células filhas. A meiose ocorre nas células reprodutivas, e é o processo de divisão celular que os seres de reprodução sexuada utilizam para formar os seus gametas; estas células possuem a metade do DNA contido em uma célula somática. Ainda, durante a meiose, há troca de material genético entre os cromossomos de origens diferentes (materno e paterno), o que aumenta a variabilidade dos gametas, sendo de grande interesse para as espécies. Além disso, vimos que o ciclo celular é regulado por sinais extracelulares e intracelulares. Genética Humana 41 Variação no Número, na Estrutura dos Cromossomos e Anomalias OBJETIVO Ao término deste capítulo você será capaz de entender que as células humanas são diploides e contêm 46 cromossomos, sendo 44 autossomos e dois cromossomos sexuais, que são XX no sexo feminino e XY no sexo masculino. Na fase metáfase mitótica, todos os 46 cromossomos são constituídos de duas cromátides- irmãs idênticas. E que variações no número de cromossomos e mesmo alterações em parte de um cromossomo levam a alterações fenotípicas no ser humano. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante! Morfologia e classificação dos cromossomos O número normal de cromossomos humanos é 46, ou 23 pares. Desses cromossomos, 44 (ou 22 pares) são homólogos nos dois sexos e são chamados de autossomos. Os dois restantes são os cromossomos sexuais, que são homólogos na mulher (XX) e diferentes no homem (XY). Quanto à sua forma, os cromossomos metafásicos são constituídos por duas cromátides unidas pelo centrômero, também chamado de constrição primária. O centrômero divide as cromátides em braços cromossômicos, os braços curtos (p); os braços longos (q); e nas extremidades dos braços cromossômicosencontram-se os telômeros. Genética Humana42 É o centrômero que determina a classificação dos cromossomos humanos em três tipos: metacêntricos; submetacêntricos; e acrocêntricos (como já foi visto). Quanto ao tamanho, os cromossomos são considerados grandes, médios, pequenos e muito pequenos, sendo classificados, em ordem decrescente de tamanho, em sete grupos denominados de A a G e numerados, aos pares, de 1 a 22, além dos cromossomos sexuais, que podem ser classificados à parte ou nos respectivos grupos originais. Na Tabela 1, encontra-se a classificação dos cromossomos humanos, estabelecida pelos citogeneticistas em um encontro realizado em Denver (Colorado), em 1960. Tabela 1: Classificação dos cromossomos humanos Grupos Características morfológicas No dos pares No nas células A Grandes; metacêntricos (1 e 3) e submetacêntricos (2) 1, 2, 3 6 B Grandes; submetacêntricos 4,5 4 C Médios; a maioria é submetacêntrica 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e X 15 (M) ou 16 (F) D Médios; acrocêntricos 13,14,15 6 E Pequenos; metacêntricos ou submetacêntricos (16) e submetacêntricos (17 e 18 16, 17, 18 6 F Muito pequenos; metacêntricos 19, 20 4 G Muito pequenos; acrocêntricos 21, 22 e Y 5 (M) ou 4 (F) TOTAL 46 Fonte: Strachan, T. (2013) Genética Humana 43 Notação cromossômica A Tabela 2 mostra as principais notações para referir- se às alterações cromossômicas. Os cariótipos são descritos pelo número de cromossomos, acompanhado da constituição cromossômica sexual e de qualquer alteração presente. Por exemplo, as notações cromossômicas de um homem e de uma mulher normais são, respectivamente, 46,XY e 46,XX. As alterações cromossômicas devem ser precedidas por vírgula, após os cromossomos sexuais, por exemplo: uma criança do sexo masculino com síndrome de Down devida à trissomia do cromossomo 21 é definida como 47,XY,+21, enquanto uma menina com deleção do braço curto do cromossomo 5 (síndrome do “miado-do-gato”) será́ representada como 46,XX, 5p- ou 46,XX, del (5p). A notação 46,XY, t(2;4) (p2.3;q2.5) corresponde a um homem com uma translocação recíproca envolvendo o braço curto do cromossomo 2, na região 2 banda 3, e o braço longo do cromossomo 4, na região 2 banda 5. Tabela 2 - Notações utilizadas nas fórmulas cariotípicas Notação Significado ace acêntrico (=sem centrômero) arr microarranjo cen centrômero cgh hibridização genômica comparativa del deleção der derivado dic dicêntrico (=com dois centrômeros) dup duplicação fra sítio frágil h constrição secundária iso isocromossomo ins inserção inv inversão Genética Humana44 ish hibridização in situ, inserção mar cromossomo marcador mat origem materna p braço curto de qualquer cromossomo pat origem paterna pter extremidade do braço curto q braço longo de qualquer cromossomo qter extremidade do braço longo r cromossomo em anel rcp translocação recíproca rob translocação robertsoniana s satélite t translocação ter extremidade, ponta ou terminal + ganho de um cromossomo ou de parte dele - perda de um cromossomo ou parte dele / mosaicismo : quebra cromossômica :: quebra e junção Fonte: Strachan, T. (2013). Esse sistema de notação cariotípicas abrange também os resultados dos estudos com FISH (hibridização fluorescente in situ). Por exemplo, um cariótipo 46, XX. FISH del (15) (q11.2) (D15S10) refere-se a uma mulher com uma microdeleção envolvendo 15q11.2, identificada pela análise de hibridização in situ, usando uma sonda para o lócus D15S10 (D15S10) DNA do cromossomo 15 sítio 10). Esse indivíduo possui a síndrome de Prader-Willi ou de Angelman. As alterações numéricas e estruturais dos cromossomos constituem as mutações cromossômicas que, como as mutações gênicas, consistem em uma fonte de variação importante para a evolução das espécies. As alterações cromossômicas podem ser classificadas em dois grupos: numéricas e estruturais. Genética Humana 45 Alterações Numéricas As mutações cromossômicas pertencem a três categorias: rearranjos cromossômicos, aneuploides e poliploides As espécie possuem um número característico de cromossomos, no caso dos seres humanos são 23 pares (diploide- 2n). O grau de ploidia é número de genomas (ou complementos cromossômicos) de uma espécie. Portanto, os seres humanos são diploides, possuindo 23 pares de cromossomos. Contudo, nossos gametas (espermatozoide e ovulo) são células haploides (não estão em dose dupla-n). O genoma humano refere-se ao conjunto de sequências de DNA dentro dos 23 pares de cromossomos nos núcleos. Nas denominadas alterações numéricas (perda ou adição) de cromossomos: as euploidias são as responsáveis pela alteração do genoma do indivíduo (conjunto de todos os cromossomos); já a aneuploidia, altera apenas perda ou acréscimo de cromossomo (Tabela 2). Alterações Numéricas Número de Cromossomo Euploidias Haploidia n Triploidia 3n Tetraplodia 4n Aneuploidias Nulissomia 2n-2 Monossomia 2n-1 Trissomia 2n+1 Tetrassomia 2n+2 Elaborada pela autora (2020). Analisando a Tabela 2, vemos que as euploidias correspondem a múltiplos dos genomas haploides: triploidia (2n + n=3n), tetraploidia (4n) ou mais genomas. Referindo-se aneuploidias, a ocorrência pode surgir pela não separação de dos cromossomos homólogos durante a https://pt.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%A9cie https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromossomo Genética Humana46 anáfase I e/ou das cromátides-irmãs nana anáfase II da meiose, pode haver aumento ou perda de cromossomo na combinação dos gametas para formar o zigoto (Tabela 2). SAIBA MAIS O mosaicismo refere-se aos indivíduos que possuem duas os mais linhagem de células somáticas; neste caso a não separação dos cromossomos na anáfase da mitose é a responsável pelo evento na formação do zigoto. Os principais distúrbios de número de cromossomo (Tabela 2) são a trissomia do 21, trissomia do 18 e trissomia do 13. Nas aneuploidias de cromossomos sexuais têm-se: síndrome de Turner (45, X); síndrome de Klinefelter (47, XXY; 47, XYY e 47, XX). A maioria das anormalias autossômicas pode ser diagnóstica ao nascimento, no caso de cromossomos sexuais só na puberdade (ou hoje temos sequenciamento). Alterações estruturais Os rearranjos cromossômicos alteram a estrutura dos cromossomos; por meio da duplicação, deleção, invertido e translocação de um segmento de cromossomo. A recombinação se trata de um fenômeno celular normal da meiose entre cromossomos homólogos; gerando variabilidade genética e princípios na evolução. As deleções ocorrem espontaneamente ou através de agentes externos (radiações, drogas, vírus, entre outras). Malformações podem ocorrer, se houver exposição intra- uterina a agentes mutagênicos. A síndrome do cri-du-chat ou Genética Humana 47 “miado-do-gato”, é um exemplo de deleção do cromossomo 5. Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) são transmitidas para as células-filhas. A síndrome de DiGeorge/velocardiofacial é gerada por uma microdeleção do cromossomo 22q 11. As inserções e as deleções causam efeito amplo dentre as alterações estruturais; uma vez mutação de sentido alterado pode ocorrer (proteína funcionalmente diferente) A expansão de sequência de trinucleotídeos está associada a algumas doenças hereditárias humanas. A quebra de um cromossomo produz duas extremidades, que podem se rearranjar de diferentes modos: restaurando a estrutura original do cromossomo; perdendo as extremidades rompidas; um ou mais segmentos quebrados de um cromossomo podendo se unir a outro cromossomo ou a segmentos cromossômicos. A maioria das duplicações resulta de um crossing- over desigual entre cromátides homólogas, durante a meiose, produzindo segmentos adjacentes duplicados e/ou deletados Alteração na mudança na localização dos genes (inversões e translocações). Inversão ocorre a quebra em duas regiões diferentes do cromossomo, seguida pela reunião do segmento invertido. A Inversão pode ser pericêntrica (quando o centrômero se situa dentro segmento invertido) e paracêntrica(quando o centrômero se situa fora do segmento invertido). O processo de translocação possibilita a transferência de um segmento de DNA em outro cromossomo não homologo. Cerca de 4% dos pacientes com síndrome de Down têm 46 cromossomos, um dos quais tem uma translocação robertsoniana entre o cromossomo 21q e o braço longo de um dos outros cromossomos acrocêntricos (em geral o cromossomo 14 ou 22). Cromossomo Filadélfia (translocação Filadélfia) refere-se a uma anormalidade cromossômica associada à leucemia mielóide crônica A translocação cromossômica recíproca é realizada nos braços longos dos cromossomos 9 e 22. Genética Humana48 Consequências clínicas As alterações cromossômicas podem causar consequências sérias e, até mesmo, letais. Embriões com trissomia do cromossomo 13 ou trissomia do cromossomo 18 podem sobreviver, mas ambos resultam em diversas malformações de desenvolvimento, síndrome de Patau e síndrome de Edwards, respectivamente. As Monossomias autossômicas possuem consequências ainda mais catastróficas que as trissomias e, são invariavelmente letais nos primeiros estágios de vida do embrião. Possuir cromossomos sexuais extras pode causar muito menos efeito do que ter um cromossomo autossomo extra. Pessoas com cariótipos 47, XXX ou 47,XXY geralmente “funcionam” dentro da normalidade, e homens 47,XXY têm problemas relativamente menores quando comparados a pessoas com qualquer trissomia autossômica. A monossomia em mulheres 45, X pode ter poucas consequências importantes; já em homens a monossomia, 45, Y é sempre letal. Não é óbvio porque a triploidia é letal em humanos e em outros animais. Com três cópias de cada autossomo, a dosagem de genes autossomos é balanceada não devendo causar problemas. Triploides são sempre estéreis, pois um tríplex de cromossomos não pode parear e segregar corretamente na meiose. Genética Humana 49 RESUMINDO E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que qualquer dano que introduza uma alteração na dupla-hélice do DNA representa uma ameaça à constituição genética da célula. As alterações cromossômicas podem ser classificadas em dois grandes grupos: numéricas e estruturais. As alterações numéricas correspondem à perda ou ao acréscimo de um ou mais cromossomos e podem ser de dois tipos: euploidias e aneuploidias. As alterações na estrutura dos cromossomos são classificadas em dois tipos: aquelas nas quais há́ alteração no número de genes: deleções, duplicações, cromossomos em anel e isocromossomos; e aquelas nas quais há́ mudança na localização dos genes: inversões e translocações. Genética Humana50 Herança Monogênica OBJETIVO Ao término deste capítulo você terá conhecido sobre os principais tipos de herança monogênica, incluindo os tipos especiais: alelos múltiplos, codominância e herança mitocondrial. Veremos que para montagem de uma genealogia é preciso obter informações do indivíduo afetado ou um parente próximo quando a circunstância exige. Além disso, existe vários exemplos de doenças ou anomalias determinadas por gene com herança monogênica. Então vamos lá. Avante! Conceitos gerais Herança monogênica é o tipo de herança determinada por um gene apenas, apresentando genótipos e fenótipos distribuídos conforme padrões característicos. Se o gene se localiza em cromossomos autossômicos, a herança é denominada autossômica e o gene é autossômico; e quando o gene se situa nos cromossomos sexuais, a herança é ligada ao sexo e o gene é ligado ao sexo. A constituição genética de um indivíduo chama-se genótipo, sendo denominado de fenótipo a manifestação externa de seu genótipo. A posição que o gene ocupa no cromossomo é denominada lócus. Os genes que ocupam o mesmo lócus, no par de cromossomos homólogos são chamados alelos. Em geral, alelos são as formas alternativas de um gene ou de uma sequência de DNA, em um dado lócus. Cada indivíduo possui dois conjuntos haploides de genes, um originado de sua mãe, e Genética Humana 51 o outro de seu pai. Quando os dois membros de um par de alelos são iguais, o indivíduo é homozigoto quanto a esses alelos; quando ambos os alelos diferem, o indivíduo é heterozigoto. IMPORTANTE O genótipo seria o conjunto de genes do indivíduo e o fenótipo, o conjunto de características físicas, bioquímicas e fisiológicas determinadas por esses genes, sendo influenciado ou não pelo meio ambiente. Característica dominante é aquela que se manifesta mesmo quando o gene que a determina encontra-se em dose simples (e o indivíduo é heterozigoto para esse gene), característica recessiva é a que se manifesta apenas quando os alelos do gene estão em dose dupla (e o indivíduo é homozigoto para esse gene). Nos heterozigotos, cada alelo do par gênico considerado determina a formação do seu respectivo produto, seja ou não seu fenótipo distinguível daquele do homozigoto. Segundo dados da literatura, são conhecidos mais de 20 mil características normais e patológicas que apresentam herança monogênica obedecendo as leis de Mendel. Sendo mais de 90% associadas a herança autossômica, menos de 10% a herança ligada ao sexo e uma pequena proporção (< 1%) ligada a herança mitocondrial. Na Tabela 1, encontram-se exemplos de características humanas hereditárias de herança autossômica dominante ou recessiva. Genética Humana52 Tabela 2: Exemplos de características monogênicas humanas normais e seus diferentes tipos de herança Características Tipos de herança Bico de viúva AD Capacidade de enrolar a língua AD Cerume no ouvido • cera úmida, amarela e pegajosa • cera seca, cinza e quebradiça AD AR (presente em 85% dos japoneses Covinha na face AD Covinha no queixo AD Hiperextensibilidade do polegar AD Lóbulo da orelha livre AD Lóbulo da orelha aderido AR Incapacidade de enrolar a língua AR Insensibilidade gustativa à feniltiocarbamida AR Mecha branca no cabelo AD Presença de pelos nos cotovelos AD Presença de sardas AD Sensibilidade gustativa à feniltiocarbamida AD AD = autossômica dominante; AR = autossômica recessiva. Fonte: Strachan, T.e Read, A. (2013) Genética Humana 53 Construção de genealogias O estudo da herança de uma característica é feito pela análise de genealogias ou heredogramas, que constituem um método abreviado e simples de representação dos dados de uma família. A construção de um heredograma ajuda o clínico a identificar o padrão de herança da doença, seguindo os indivíduos da família. O diagnóstico permite um aconselhamento genético aos afetados ou a seus familiares; e a probabilidades de seus descendentes a manifestar a doença. O heredograma é uma representação gráfica das relações de parentesco da família. Os indivíduos do sexo masculino são representados por quadrados, enquanto os do sexo feminino são representados por um círculo. Estes símbolos quando casados são ligados por um traço horizontal unindo o casal. Já os filhos desse casamento são indicados por traços verticais unidos ao traço horizontal do casal O indivíduo afetado deve ser assinalado por uma seta. No heredograma ainda pode incluir: as gerações (numeradas com algarismos romanos, colocados em geral à esquerda, em ordem crescente); os indivíduos de cada geração (numerados com algarismos arábicos); idade de cada indivíduo da família (abaixo do símbolo correspondente). Todos os indivíduos devem ser representados (abortos e natimortos, até pessoas muito próximas). Tipos de herança Algumas pessoas são portadoras do alelo associado a doença, o que significa que eles próprios não têm a doença, mas tem o gene mutado e podem passá-lo para seus filhos. Por isso a importância de saber a herança do fenótipo de interesse. Genética Humana54 Herança autossômica Herança autossômica dominante É um tipo de herança que ao seguir um heredograma, o fenótipodo alelo dominante expressa tanto em Homozigose como em heterozigose; independente do sexo. Vamos analisar o exemplo, abaixo: A presença de sarda é determinada por um par de alelos autossômicos. A presença de sardas é determinada por alelos dominante A que codifica para presença de sardas e o alelo recessivo a para ausência de sardas, abaixo estão listados todos os possíveis genótipos e fenótipos da herança autossômica dominante: Alelos Genótipos Fenótipos A e a AA Presença de sardas Aa Presença de sardas aa Ausência de sardas Explicando os genótipos: Os cruzamentos possíveis são :AA x AA; AA x Aa; AA x AA; Aa x Aa; Aa x AA e aa x aa. Na herança autossômica dominante; somente do cruzamento Aa X Aa e aa X aa, poderão nascer indivíduos sem sarda (aa). Os indivíduos AA e Aa terão o mesmo fenótipo. No caso de uma doença, um indivíduo não afetado portador o alelo mutado, pode transmitir a doença para os descendentes. Quando a característica é dominante ocorre em todas as gerações (não há saltos de gerações) só́ os afetados têm filhos afetados, e em média, um afetado tem 50% de chance dos seus filhos serem também afetados. Um exemplo é a doença do rim policístico ou de herança autossômica dominante (DRPAD), apresentando heterogeneidade genética e expressividade variável. Genética Humana 55 A Acondroplasia é um tipo de nanismo determinado por um gene autossômico dominante que afeta o crescimento de ossos longos como os das pernas, braços e dedos. Ressalta-se que não existem indivíduos homozigotos dominantes, pois a ausência do alelo recessivo é letal. As mutações no gene FGFR3 (gene do receptor do fator de crescimento fibroblástico 3), associadas à acondroplasia, são mutações de ganho de função, que causam ativação desse gene independentemente do ligante. Herança autossômica recessiva Característica autossômica recessiva é aquela, cujo, os alelos do gene que a determina estão localizados em um cromossomo autossomo e se manifestam apenas quando estão presentes em dose dupla no genótipo. A característica é autossômica quando aparece igualmente em homens e mulheres; e pode ser transmitida diretamente de homem para homem. A característica é recessiva quando há́ saltos de gerações, os afetados, em geral, possuem genitores normais; portanto, indivíduos não afetados podem ter filhos afetados; e em média, 25% dos irmãos de um afetado são também afetados. EXEMPLO O Albinismo é um exemplo de herança recessiva, resultado da falta de produção melanina na pele, nos pelos e nos olhos. Esse distúrbio se deve a uma mutação no gene que carrega a informação para a produção da enzima produtora do pigmento. A distrofia miotônica é um distúrbio multissistêmico, sendo a forma mais comum de distrofia muscular em adultos. A forma clássica desse distúrbio, a distrofia miotônica 1, é causada Genética Humana56 por uma expansão de repetições do códon CTG na região não traduzida 3′ do gene da proteinoquinase da distrofia miotônica (DMPK). A epidermólise bolhosa (EB) consiste em um grupo de distúrbios clinicamente heterogêneos, caracterizado por bolhas, erosões e cicatrizes na pele e nas membranas mucosas em resposta a trauma mecânico ou fricção, podendo também surgir de modo espontâneo. No Brasil, os dados epidemiológicos são pouco conhecidos, mas existem alguns dados mundiais sobre essa doença. Os subtipos dominante e recessivo resultam de mutações gênicas localizadas no cromossomo 3p21.3 (lócus do gene COL7A1- colágeno). Herança ligada ao sexo A herança ligada ao sexo corresponderia aos genes situados nos cromossomos sexuais X e Y. Sabe-se, no entanto, que os cromossomos X e Y, no sexo masculino, apresentam poucas regiões homólogas (pareiam-se apenas pelas pontas dos braços curtos), motivo pelo qual a maioria dos genes situados no X não tem lócus correspondente no Y. Além disso, o cromossomo Y apresenta poucos genes, entre os quais os relacionados com a determinação do sexo masculino, genes para estatura, tamanho dentário e fertilidade. Entre os primeiros, há o gene HYS, que se relaciona com a produção de um antígeno de membrana, denominado antígeno H-Y (histocompatibilidade Y), e o gene SRY, que desempenha um papel crítico na determinação do sexo gonadal. Tanto o Y quanto o X possuem lócus para determinação do sexo masculino, parecendo haver ainda alguns genes em autossomos. Os braços distais dos cromossomos X e Y podem trocar material durante a meiose humana. A herança pelo cromossomo Y é denominada herança holândrica, isto é, a transmissão se dá́ apenas de homem para Genética Humana 57 homem. Visto que o número de genes situados no cromossomo Y é pequeno em relação ao número de genes que se localiza no X, a herança ligada ao sexo pode ser denominada também de herança ligada ao X. Nas mulheres, as relações de dominância e recessividade dos genes situados no X são semelhantes às dos autossomos, pois elas possuem dois cromossomos X. Assim, as mulheres podem ser homozigotas para o alelo A (XAXA), heterozigotas (XAXa) ou homozigotas para o alelo h (XaXa). Nos homens, que são hemizigotos para os genes situados no cromossomo X, pois só́ possuem um deles, qualquer gene se manifesta no seu fenótipo. Genotipicamente, os homens podem ser XAY ou XaY, apresentando os fenótipos correspondentes a cada genótipo desses. Exemplos de doenças recessivas ligadas ao sexo A displasia ectodérmica anidrótica é a mais frequente das displasias ectodérmicas. Esse tipo de displasia caracteriza- se pela ausência de pelos e defeitos ou ausência de glândulas sudoríparas, sebáceas e mucosas. Devido à redução em sua sudorese (hipoidrose), há incapacidade de suportar temperaturas elevadas. O gene para a displasia ectodérmica anidrótica está localizado no braço longo do cromossomo X, na região Xq12-q13.1. A distrofia muscular Duchenne é uma miopatia progressiva que resulta em degeneração progressiva e fraqueza muscular. A maioria dos meninos afetados tem de usar cadeira de rodas, em torno dos 11 anos, devido à grave fraqueza muscular proximal nos membros inferiores. Nas mulheres, a data de início e a gravidade da doença dependem do grau de inativação do cromossomo X. Outras doenças relacionadas a genes localizados no cromossomo X com herança recessiva: Cegueira para a cor Genética Humana58 verde e vermelha; Doença de Norrie; Megalocórnea; Retinite pigmenta; Retinosquise; Síndrome do X frágil entre outras. Herança dominante ligada ao sexo A característica é ligada ao sexo (ou ligada ao X) quando não se distribui igualmente nos dois sexos; e não há transmissão direta de homem para homem. A característica é ligada ao sexo e dominante quando existe mais mulheres afetadas do que homens afetados; e os homens afetados têm 100% de suas filhas também afetadas, mas 100% de seus filhos do sexo masculino são normais, já́ as mulheres afetadas podem ter 50% de seus filhos de ambos os sexos também afetados. A herança dominante ligada ao X pode ser confundida com a herança autossômica dominante, ao exame dos descendentes das mulheres afetadas. Ela se distingue, no entanto, pela descendência dos homens afetados, onde todas as filhas são afetadas, mas nenhum dos filhos o é. A distrofia muscular Becker, é um exemplo. Esta doença é causada por uma mutação no gene da distrofina. É clinicamente muito semelhante à distrofia muscular Duchenne, mas seu curso é bem mais suave, pelo fato de que as deleções do gene DMB (Distrofia muscular Becker) alteram a sequência de aminoácidos apenas de parte da proteína. A idade média de início da doença é de 11 anos; muitos pacientes continuam caminhando até́ a idade adulta. A expectativa de vida é um pouco reduzida. Alguns pacientes continuam assintomáticos até́ a quinta ou sexta década de vida. A frequência de afetados é de 1/20.000 nascimentos do sexo masculino; e localização cromossômica é no Xp21.2 Em um tipo de Hidrocefalia ligada ao X, o aqueduto cerebral, (aqueduto de Sylvius ouducto mesencefálico), não consegue fazer com que a drenagem do líquido cerebrospinal se faça adequadamente. Pode gerar sequelas graves se não for tratada, e, mesmo se o for, pode acarretar deficiência mental e Genética Humana 59 outros comprometimentos neurológicos. O gene responsável por esse tipo de hidrocefalia situa-se no cromossomo X (Xq28). Exemplos de doenças dominantes ligadas ao X Na incontinência pigmentar é também conhecida como síndrome de Bloch-Sulzberger ou incontinência pigmentar tipo II, as meninas afetadas, em geral são heterozigotas e apresentam lesões de pele vesiculares eritematosas inflamatórias, ao nascer. Mais tarde, aparecem as pigmentações semelhantes a “bolo- mármore”. Essa doença é causada por mutações no gene IKBKG, relacionado com o sistema imune e localizado em Xq28. O Raquitismo é o defeito relacionado com a absorção intestinal do cálcio ou com a reabsorção do fósforo, acarretando baixos níveis sanguíneos e altos níveis urinários de fosfato. Os afetados apresentam também metabolismo anormal da 1,25-di- hidroxivitamina D (vitamina D). O gene responsável por essa doença localiza-se no braço curto do cromossomo X (Xp22.2- -p22.1). Além da Amelogênese imperfeita. Tipos especiais de herança monogênica Alelos múltiplos Quando uma característica apresenta mais de dois alelos diferentes para o mesmo lócus, esses alelos são denominados alelos múltiplos. Várias mutações do gene normal produzem alelos diferentes, que podem ser dominantes ou recessivos em relação ao original. Exemplo: no sistema sanguíneo ABO, existem no mínimo, quatro alelos (A1, A2, B e O). Um indivíduo pode possuir qualquer combinação de um mesmo alelo (A1A1, A2A2,BB,OO) ou de dois alelos diferentes (A1A2, A1B, A1O, A2B, A2O). Os alelos múltiplos, assim considerados, referem- se apenas a genes localizados nos autossomos. Genética Humana60 IMPORTANTE Se uma série de alelos for localizada no cromossomo X, a mulher transmitirá um ou outro alelo para um determinado descendente, enquanto o homem terá́ apenas um alelo para transmitir. A síndrome de Rett é uma doença que ocorre quase exclusivamente no sexo feminino e consiste em uma deficiência progressiva no desenvolvimento neurológico. No início da vida, a criança tem desenvolvimento aparentemente normal, porém, entre 6 e 18 meses, ela entra em um período de atraso e estagnação do crescimento. O desenvolvimento do crânio se torna lento, podendo resultar em microcefalia. Em geral, os pacientes sobrevivem até́ a idade adulta, porém cedo sofrem morte súbita inexplicável. A maioria das meninas com síndrome de Rett consiste em casos únicos na família. Alguns pacientes com síndrome de Rett atípica têm mutações em um alelo de outro gene, também localizado no cromossomo X, o CDKL5 (cyclin-dependent kinase-like 5 gene). Codominância Quando ambos os alelos de um par de genes se expressam independentemente no heterozigoto, sendo seus fenótipos perfeitamente distinguíveis, diz-se que esses genes são codominantes. Exemplo: genes A e B do sistema sanguíneo ABO; no heterozigoto AB, há produção de ambos os antígenos, A e B. Herança mitocondrial É a herança de distúrbios codificados por genes contidos no DNA mitocondrial (mtDNA). Uma doença causada por Genética Humana 61 mutação no mtDNA é herdada exclusivamente da mãe. Assim, apenas as mulheres podem transmitir as doenças mitocondriais, passando as mutações para toda a sua prole de ambos os sexos. Contudo, essa transmissão não parece ser tão simples, pois a expressão de alguns genes mitocondriais depende da interação com genes nucleares, cujo mecanismo ainda não está totalmente esclarecido. As doenças mitocondriais caracterizam-se mais frequentemente por miopatias e encefalopatias, problemas dos músculos e do encéfalo, respectivamente. RESUMINDO E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que a herança monogênica é o tipo de herança determinada por um único gene; e pode ser autossômica ou ligada ao sexo, dominante ou recessiva. O genótipo é a constituição genética de um indivíduo, e fenótipo é a manifestação externa de seu genótipo. O estudo da herança de uma característica é feito pela análise de genealogias ou heredogramas, um método abreviado e simples de representação dos dados de uma família. A herança autossômica pode ser dominante ou recessiva. Quando o gene se localiza nos cromossomos sexuais a característica é dita ligada ao X ou ligada ao sexo, uma vez que o cromossomo X carrega muitos genes e o Y carrega principalmente, aqueles responsáveis pelo sexo masculino e as características sexuais secundárias masculinas. A herança ligada ao sexo, ou ao X, também pode ser dominante ou recessiva. E a herança é denominada holândrica para os genes situados no cromossomo Y. Genética Humana62 REFERÊNCIAS BEIGUELMAN, Bernardo. Genética de Populações Humanas. Ribeirão Preto: SBG, 2008. 235p. Disponível em: https://bit. ly/363YROv. Acesso em: 20 out. 2020. HARTL DL, Clark AG. Princípios de genética de populações. 4. ed. Porto Alegre: Artmed; 2010. LODISH, H. et al. Biologia celular e molecular. 7. ed. - Dados eletrônicos. - Porto Alegre: Artmed, 2014. MOORHEAD, P. S., NOWELL, P.C., MELLINAN, W. J., BATTIPS, D. M. e HUNGERFORD, D.A (1960). Chromosome preparations of leukocytes cultured from human peripheral blood. Exp. Cell Res. 20: 613-616. PIERCE, B. A. Genética: um enfoque conceitual. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. ISBN: 978-1-4641-0946-1. STRACHAN, T.; Read, A. Genética Molecular Humana. 4aEd. Porto Alegre: Artmed Editora LTDA. 2013. SNUSTAD, D. Peter; Simmons, M. J. Fundamentos de genética. 6. ed.-Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. https://bit.ly/363YROv https://bit.ly/363YROv Célula e cromossomos Células Células Eucarióticas Morfologia e classificação dos cromossomos Cromossomo na interfase Cromossomo metafásicos Técnicas para o estudo dos cromossomos humanos Mitose e Meiose Ciclo Celular Controle do ciclo celular Mitose Prófase Metáfase Meiose Meiose I Prófase I Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Anáfase I Telófase I Meiose II Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Gametogênese Variação no Número, na Estrutura dos Cromossomos e Anomalias Morfologia e classificação dos cromossomos Notação cromossômica Alterações Numéricas Alterações estruturais Consequências clínicas Herança Monogênica Conceitos gerais Construção de genealogias Tipos de herança Herança autossômica Herança autossômica dominante Herança autossômica recessiva Herança ligada ao sexo Exemplos de doenças recessivas ligadas ao sexo Herança dominante ligada ao sexo Exemplos de doenças dominantes ligadas ao X Tipos especiais de herança monogênica Alelos múltiplos Codominância Herança mitocondrial
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