citogenetica-no-diagnostico-laboratorial-3

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Aula 03
Rosalina Guedes Donato Santos
Citogenética 
no Diagnóstico 
Laboratorial
Diretor Executivo 
DAVID LIRA STEPHEN BARROS
Diretora Editorial 
ANDRÉA CÉSAR PEDROSA
Projeto Gráfico 
MANUELA CÉSAR ARRUDA
Autor 
EDUARDO NASCIMENTO DE ARRUDA
Desenvolvedor 
CAIO BENTO GOMES DOS SANTOS
Olá. Meu nome é Rosalina Guedes Donato Santos. Sou formada 
em Biomedicina, com uma experiência técnico-profissional na área 
de imunologia, hematologia, toxicologia, análises clínicas de mais 
de 12 anos. Passei por empresas com a Faculdade de Ciências e 
Tecnologia, UNIFACS, UNIRB, Laboratórios como o Hospital Roberto 
Santos, Laboratório José Silveira e Universidade Federal da Bahia. Sou 
apaixonado 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!
Autor 
Rosalina Guedes Donato Santos
INTRODUÇÃO: para 
o início do desen-
volvimento de uma 
nova competência;
DEFINIÇÃO: houver 
necessidade de 
se apresentar um 
novo conceito;
NOTA: quando forem 
necessários obser-
vações ou comple-
mentações para o 
seu conhecimento;
IMPORTANTE: as 
observações escritas 
tiveram que ser prio-
rizadas para você;
EXPLICANDO ME-
LHOR: algo precisa 
ser melhor explica-
do ou detalhado;
VOCÊ SABIA? curio-
sidades e indaga-
ções lúdicas sobre o 
tema em estudo, se 
forem necessárias;
SAIBA MAIS: textos, 
referências biblio-
gráficas e links para 
aprofundamento do 
seu conhecimento;
REFLITA: se houver a 
necessidade de cha-
mar a atenção sobre 
algo a ser refletido 
ou discutido sobre;
ACESSE: se for 
preciso acessar um 
ou mais sites para 
fazer download, 
assistir vídeos, ler 
textos, ouvir podcast;
RESUMINDO: 
quando for preciso 
se fazer um resumo 
acumulativo das 
últimas abordagens;
ATIVIDADES: quando 
alguma atividade 
de autoaprendiza-
gem for aplicada;
TESTANDO: quando 
o desenvolvimento 
de uma compe-
tência for conclu-
ído e questões 
forem explicadas;
Iconográficos
Olá. Meu nome é Manuela César de Arruda. Sou a responsável pelo pro-
jeto gráfico de seu material. Esses ícones irão aparecer em sua trilha de 
aprendizagem toda vez que:
SUMÁRIO
Princípios da citogenética clínica 10
Alterações cromossômicas numéricas 10
Alterações dos cromossomos sexuais 15
Interpretação de padrões de herança 19
Heredograma 19
Traços autossômicos 21
Aconselhamento Genético 24
Exame genético 26
Genética de populações 29
Frequência genotípica e alélica 29
Frequências mendelianas 31
Fatores interferentes no equilíbrio 31
Técnicas de diagnóstico 34
Eletroforese 36
Reação de cadeia em polimerase (PCR) 39
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 7
UNIDADE
03
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial8
Nas últimas décadas cresceram os interesses a cerca da biologia 
molecular por partes profissionais da saúde, principalmente pela 
possibilidade de um diagnóstico mais assertivo nas doenças genéticas. 
O avanço nas técnicas moleculares, sobretudo na possibilidade de avaliar 
o DNA advindos de materiais biológicos como tecidos, aminiocentese, 
biópsia de vilosidades coriônica aumentaram a chance de prever e 
diagnosticar as doenças genéticas. Além disso, ferramentas diagnósticas 
como a reação de cadeia em polimerase (PCR) despontaram como uma 
ajuda no diagnóstico laboratorial, porque essa técnica utiliza quantidade 
amostras mínimas, além de ser altamente sensível, específica e possui 
alta reprodutibilidade. Essas características foram fundamentais para os 
diagnósticos genéticos quanto aos aspectos éticos e legais, uma vez que 
o diagnóstico se tornou quase que irrefutável dada a precisão das técnicas 
moleculares. Dessa maneira os laboratórios conseguiram uma garantia na 
qualidade dos serviços possibilitando que o número de erros laboratoriais 
tendesse a zero e os laudos emitidos eram de fácil compreensão para os 
indivíduos envolvidos no processo. Entendeu? Ao longo desta unidade 
letiva você vai mergulhar neste universo!
INTRODUÇÃO
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 9
Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 3. Nosso objetivo é auxiliar 
você no desenvolvimento das seguintes competências profissionais até 
o término desta etapa de estudos:
1. Descrever os distúrbios dos cromossomos. 
2. Descrever os cromossomos Sexuais e suas anomalias.
3. Aplicar conceitos fundamentais da Genética Humana na 
resolução de problemas relacionados com: diagnóstico, padrões de 
herança, riscos de recorrência.
4. Analisar a influência da expressão gênica em doenças genéticas 
e técnicas de diagnóstico.
Então? Preparado para uma viagem sem volta rumo ao conhecimento? 
Ao trabalho!
OBJETIVOS
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial10
Princípios da citogenética clínica 
INTRODUÇÃO:
Ao término deste capítulo você será capaz de entender 
como ocorrem as alterações cromossômicas de ordem 
numérica e quais são as doenças relacionadas com os 
cromossomos sexuais. Além disso, entender como fazer e 
interpretar os heredogramas e quando podem ser utilizados 
na prática. E por fim, como as análises podem ser feitas para 
a identificação correta do DNA. E então? Motivado para 
desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante!
Alterações cromossômicas numéricas 
Cromossomos são filamentos espiralados de cromatina, que estão 
presentes no suco nuclear das células. O significado de cromossomo é 
(Kroma=cor, soma=corpo), logo podem ser corados por meio de corantes 
citológicos como carmim acético, orceína acética e reativo de Schiff, 
sendo observado na microscopia. 
As alterações podem ocorrer pelo aumento ou pela diminuição do 
número de cromossomos. Essas alterações são responsáveis por quase 
42% dos casos de abortos espontâneos na frequência de 01 caso para 
cada 160 indivíduos. Elas podem ser classificadas quanto alterações dos 
cromossomos autossômicos 13, 18 e 21 e sexuais (monossomia do X); e 
os estruturais que podem afetar tanto os cromossomos autossômicos 
quanto os sexuais. 
As alterações numéricas podem ser em decorrência do acréscimo 
ou da perda de um ou mais cromossomos, e são classificadas em 
euploidias e aneuploidias. 
Euploidias são alterações que estão relacionadas com todo o 
genoma, e envolvem todo o genoma, originando células cujo número de 
cromossomos é um múltiplo exato do número haploide característico da 
espécie, ou seja, todos os cromossomos são duplicados, por exemplo 
quando triplicados (triploidia) e assim sucessivamente. E aneuploidia 
ocorre quando o número de cromossomos não é múltiplo exato do 
número haploide da espécie, a exemplo, a síndrome de Down.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 11
A triploidia e a tetraploidia são incompatíveis com a vida. Os 
possíveis cariótipos triploides são 69, XXX; 69 XXY; 69 XYY. Quando de 
origem paterna, há uma placenta anormal, o que é classificado como 
mola hidatiforme parcial e, quando de origem materna, há abortamento 
espontâneo e precoce na gestação. Os possíveis cariótipos da tetraploidia 
são 92,XXXX; 92 XXYY. A ausência de constituições de cromossomos 
sexuais X X X Y ou X YYY sugere que a tetraploidia resulta do insucesso 
de uma clivagem inicial na divisão do zigoto (endomitose).
A aneuploidia é a anomalia cromossômica mais prevalente em 
humanos, sendo a principal causa de abortamentos espontâneos e 
defeitos congênitos ao nascimento. A idade materna ainda é o fator de 
risco de maior importância para esse tipo de alteração. São exemplos 
de aneuploidia, trissomia 21, 18 e as trissomias são aneuploidias em que 
a constituição cromossômica tem um cromossomo a mais, ou seja, um 
terceiro em relação ao seu par normal. São exemplos de cariótipos 47, XX, 
+21 – Cariótipo feminino com trissomia do cromossomo 21 (si ́ndrome de 
Down). 47, XY, + 18 – Cariótipo masculino com trissomia do cromossomo 
18 (síndromede Edwards).
O indivíduo que apresenta síndrome de Down pode apresentar 
atraso no desenvolvimento, além disso, podem apresentar cardiopatia 
congênita em 40% dos casos, hipotonia, diminuição do tônus muscular e 
da força, o que causa moleza e flacidez em 100% dos casos, problemas 
auditivos são encontrados em cerca de 50 a 70% dos casos, e na visão 
de 15 a 50% dos casos, alterações na coluna cervical de 01 a 10%, 
distúrbios na tireoide são encontrados em 15% , problemas neurológicos 
de 05 a 10%, além de obesidade e envelhecimento precoce. Os três 
tipos de alterações citogenéticas que podem resultar em síndrome de 
Down são: Trissomia 21 (47,+ 21): aproximadamente 94%. Um cromossomo 
21 extra está presente em todas as ce ́lulas do indivíduo, translocação 
robertsoniana envolvendo o cromossomo 21: 3 a 4% e mosaicismo de 
trissomia 21 (47,+ 21/46): 2 a 3%. Duas populações de células, uma normal, 
com 46 cromossomos, e outra com 47,+21. Erros na meiose resultam na 
não disjunção , geralmente são de origem materna e somente em 5% dos 
casos ocorre erro na espermatogênese. Por isso, o risco da Síndrome de 
Down aumenta com a idade materna avançada. 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial12
Os exames do pré-natal que podem auxiliar no diagnóstico da 
Síndrome de Down são a aminiocentese, que pode ser realizado a partir 
da décima semana de gravidez, a coleta do líquido amniótico permite a 
análise citogenética do feto, auxiliando assim o diagnóstico da Síndrome 
de Down. Outro exame que pode ser feito é o vilo corial, entre a oitava e 
a décima semana de gestação. O resultado é dado entre 10 e 28 dias e é 
mais rápido do que a da aminiocentese. 
A síndrome de Edwards é prevalente especialmente América 
do Norte, Europa e Austrália, ocorre numa frequência de 1 para 3.600 
a 8.500 nascidos vivos. A proporção entre pessoas do sexo masculino e 
feminino são de individuo do sexo masculino para dois do feminino. As 
características fenotípicas mais frequentes na síndrome, de acordo com 
a topologia, são: achados neurológicos; anormalidades de crescimento, 
crânio e face, tórax e abdômen, extremidades, órgãos genitais, pele 
e fâneros, a saber cabelos pelos e unhas, além de malformações de 
órgãos internos. A confirmação do diagnóstico é feito a partir do estudo 
do cariótipo, com a detecção de trissomias completa ou parcial do 
cromossomo 18. Os achados pré-natais incluem restrição de crescimento 
intrauterino associada a polidrâmnio. Cerca de cinquenta por cento das 
crianças afetadas falecem na primeira semana de vida, e apenas 5 a 10% 
sobrevivem no primeiro ano de vida. Como ferramenta diagnóstica pode-
se usar a técnica de hibridização in situ e a de hibridização genômica 
comparada para auxiliar no diagnóstico da trissomia do cromossomo 
18. Essas técnicas podem ser utilizadas em recém-nascidos ou no pré-
natal. Nesse caso ainda pode ser feito o aconselhamento genético, caso 
o casal ainda pretenda ter filhos.
As tetrassomias e pentassomias são incompatíveis com a vida 
e apresentam o cariótipo de 48 XXYY e 49 XXXXY, alterações nos 
cromossomos sexuais. A trissomias do cromossomo 13 conhecida 
anteriormente como a síndrome de Patau, possui três etiologias, a 
saber (47 +13) onde um cromossomo 21 extra está presente em todas as 
células, translocação Robertsoniana na qual envolve um cromossomo 
de braço longo do cromossomo 13 e o mosaicismo que ocorre pela 
presença de duas populações de células, sendo uma normal com 
46 cromossomos e a outra com 47, +21. Os indivíduos geralmente 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 13
apresentam holoprosencefalia, ou seja separação dos hemisférios do 
cérebro, ausência do nervo e/ou do bulbo olfatório, graves defeitos de 
visão, surdez, fenda labial e palatina. Além disso, podem ser observados 
onfalocele, hérnia umbilical, anomalias genitourinárias, hemangiomas, 
polidactilia e malformações cardíacas. A suspeita diagnóstica pode 
ser feita no pós-natal ou no pré-natal. No pré-natal são observadas 
anormalidades na ultrassonografia como restrição de crescimento 
uterino ou pode-se realizar o cariotipagem, análise de hibridação in 
situ fluorescente [FISH] e/ou análise cromossômica por microarranjo) 
das amostras obtidas por amostragem das vilosidades coriônicas 
ou amniocentese. No pós-natal, a confirmação é feita por testes 
citogenéticos de uma amostra de sangue.
Além disso, os cromossomos ainda podem apresentar alterações 
estruturais. São elas deleção, duplicação, inversão, translocação, isocro-
mossomos e fusão. A deleção é definida pela perda de um segmento 
em um dos braços do cromossomo, gerando uma monossomia parcial 
do segmento deletado. A deleção pode ser terminal ou intersticial, a 
terminal é caracterizada por um ponto de quebra, até a porção terminal 
do braço afetado. Ver figura 01. A deleção intersticial ocorre quando duas 
quebras acontecem em um mesmo braço, o segmento intermediário 
pode ser perdido, com posterior união dos pontos de quebra, formando 
assim um cromossomo menor que seu homólogo, devido à perda de 
uma porção intersticial. Ver figura 01. A deleção ainda pode ocorrer 
deleção por meio de um crossing‐over desigual entre cromossomos 
homólogos desalinhados, o qual também gera um segmento duplicado. 
Figura 1: Deleção do cromossomo terminal e intersticial
Fonte: http://bit.ly/2NdAoiC
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial14
A duplicação ocorre quando um segmento cromossômico esta ́ 
presente duas vezes no mesmo cromossomo, gerando uma trissomia 
parcial do segmento duplicado. Assim, como as deleções, as duplicações 
podem não ser visíveis ao microscópio por bandeamento convencional, 
sendo necessária a aplicação de técnicas de maior resolução, como 
a citogenética molecular. Podem ser de dois tipos: direta ou invertida. 
A direta ocorre quando o segmento duplicado apresenta a sequência 
de DNA no mesmo sentido da sequência inicial e a invertida quando o 
segmento duplicado está no sentido oposto ao original do cromossomo. 
Figura 2: Cromossomo duplicado
Fonte: https://bit.ly/2kcV2nH 
O isocromossomo resulta da perda de um dos braços (monossomia 
parcial) e duplicação do outro (trissomia parcial). Portanto, tais quebras, 
no centrômero ou perto dele, formam primeiro um cromossomo 
telocêntrico com um centrômero instável, o qual, durante a interfase, 
afasta as cromátides-irmãs, dando origem, na próxima metáfase, a um 
cromossomo com dois braços iguais. 
A inversão é caracterizada por duas quebras no mesmo 
cromossomo, seguidas de rotação de 180° do segmento cromossômico 
entre os pontos de quebra, com posterior ligação do segmento invertido. 
https://bit.ly/2kcV2nH
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 15
Podemos ser de dois tipos: a paracêntrica e a pericêntrica. A inversão 
paracêntrica tem suas quebras no mesmo braço do cromossomo, não 
incluindo o centrômero no segmento invertido, enquanto a inversão 
pericêntrica tem uma quebra em cada braço, de forma que o fragmento 
invertido inclua o centrômero. Este rearranjo afeta a morfologia do 
cromossomo.
A translocação recíproca é a troca de segmentos cromossômicos 
entre dois cromossomos, sendo o tipo de aberração cromossômica 
estrutural mais frequentemente encontrado. A translocação Robertso-
niana está associada aos cromossomos acrocêntricos 13, 14, 15, 21 e 22 e 
ocorre a partir da perda dos braços curtos de dois destes cromossomos, 
seguida de fusão dos centrômeros, unindo os braços longos dos 
cromossomos acrocêntricos envolvidos. 
Translocações de braço inteiro são translocações recíprocas 
nas quais os pontos de quebra estão nos centrômeros. Neste tipo de 
translocação, ocorre a troca de braços inteiros entre cromossomos. 
A translocação com origem definida e destino aleatório um evento 
citogenético muito raro em que o mesmo segmento doado por um 
cromossomo é recebido por diferentes cromos- somos, em diferentes 
clones de células. Isso ocorreprincipalmente em células neoplásicas.
Alterações dos cromossomos sexuais 
As alterações dos cromossomos sexuais a aneuploidia, deleções 
parciais ou duplicações dos cromossomos sexuais ou mosaicismo.
O cromossomo X é um cromossomo submetacêntrico de tamanho 
médio e apresenta cerca de 1.500 genes. Entre esses genes, há vários 
relacionados à função gonadal e hormonal, como o gene do receptor 
androgênico. Há também genes que determinam características 
independentes do sexo, como o gene da distrofina (gene DMD) e o gene 
do fator VIII da coagulação (gene F). Além desses, ainda há outros genes 
relacionados ao desenvolvimento mental, entre eles o gene FMR1. 
O cromossomo Y é um acrocêntrico que, diferente dos demais 
cromossomos acrocêntricos humanos, não apresenta regiões 
organizadoras de nucléolo em seu braço curto. No braço curto 
do cromossomo Y, na banda Yp11.31, está localizado o gene SRY 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial16
(sexdetermining region Y), principal gene responsável pela determinação 
gonadal e formação testicular. Além disso, no cromossomo Y há também 
vários genes relacionados à espermatogênese. O fator da azoospermia, 
denominado fator AZF, foi identificado como parte de três regiões 
distintas de Yq11, denominadas AZFa, AZFb, e AZFc, cujas deleções 
resultam em azoospermia.
As anomalias dos cromossomos sexuais são frequentes e podem 
causar síndromes, as quais estão ligadas às variações de anomalias 
congênitas e do desenvolvimento. Essas anomalias na sua grande 
maioria não são identificadas no pré-natal uma vez que no pré-natal, 
são feitos exames para a avaliação da saúde da mulher a exemplo de 
hemograma, glicemia de jejum, ultrassonografia, entre outros e testes 
como HIV e citomegalovírus (CMV), sem pesquisa de doenças genéticas. 
No entanto, esses testes são feitos quando a mulher está em idade 
materna avançada, onde o risco de doenças genéticas é bem maior. 
A grande maioria das anomalias do cromossomo X são benignas 
quando comparadas às anomalias autossômicas análogas. Por exemplo, 
mulheres com três cromossomos são quase sempre normais fisicamente 
e mentalmente, além de ser férteis. Segundo a Hipótese de Lyon, isso 
acontece porque um dos cromossomos X da mulher é inativada ainda na 
vida uterina, por volta do décimo sexto dia de gestação. 
IMPORTANTE:
As doenças genéticas relacionadas com as alterações dos 
cromossomos sexuais são a síndrome de Turner, síndrome 
de Klinefelder e síndrome do X frágil.
A síndrome de Turner uma das formas mais comuns de 
hipogonadismo hiper-gonadotrófico nos homens. Ela é decorrente da 
presença de um cromossomo X extra ou, mais raramente, de dois ou 
três cromossomos X extras. A síndrome não é reconhecida na infância, 
apesar de poder haver desvios de comportamento e dificuldades de 
aprendizagem. Os meninos entram na puberdade na idade normal, 
porém apresentam níveis mais baixos de testosterona. Os testículos, 
que em geral são pequenos durante a infância, se mantém pequenos 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 17
nos adultos, e as características sexuais secundarias permanecem 
pouco desenvolvidas. Outras anomalias presentes são pescoço alado 
e tórax largo, mamilos invertidos e hipertelorismo mamário. As meninas 
afetadas apresentam baixa estatura quando comparada à altura dos 
familiares. Outras características que podem aparecer são implantação 
baixa de cabelos na nuca, ptose, inúmeros nevos pigmentados, quarto 
metacarpo e metatarso curtos, coxins dos dedos proeminentes com 
estrias nos dermatóglifos da ponta dos dedos e hipoplasia ungueal e 
cúbito valgo. 
Além dessas alterações, o indivíduo pode apresentar anomalias 
cardíacas as quais incluem coarctação da aorta e válvula aórtica 
bicúspide. Com a idade, o indivíduo apresenta hipertensão arterial, 
mesmo sem coarctação, além de alterações renais e hemangiomas. E 
em alguns casos, pode ocorrer telangiectasia no trato GI, o que resulta 
em sangramento ou perda proteica. E o paciente pode apresentar perda 
auditiva; estrabismo e hipermetropia (hipermetropia). 
O diagnóstico mais frequente é realizado na vida adulta em 
decorrência da infertilidade, apesar de os sinais clínicos serem altamente 
variáveis. O único sinal obrigatório na síndrome é a presença de testículos 
pequenos, associados a azoospermia e, menos frequentemente, a 
oligospermia acentuada e níveis aumentados de FSH.
Além disso, para melhorar a acurácia do diagnóstica são realizados 
testes citogenéticos por cariotipagem, análises de Hibridização in situ e/
ou análise cromossômica por microarranjo. Cariótipo 47, X X Y, sendo 
que um dos cromossomos X permanece inativo durante a interfase e 
aparece como corpúsculo de Barr. Nesses casos, dados citogenéticos 
e moleculares sobre a origem parental e o estágio meiótico do erro de 
não disjunção responsável pela síndrome indicam que o cromossomo 
X extra pode ser, com igual frequência, de origem paterna ou materna.
Ainda, pode ser realizado o exame histológico do tecido testicular 
mostra que os testículos pré-puberais demonstram túbulos seminíferos 
com espermatogônias, havendo posteriormente uma perda progressiva 
de epitélio germinativo e a formação de túbulos seminíferos hialinizados 
atrofiados com ausência de elementos germinativos.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial18
Tabela 1: Incidência das doenças genéticas
Sexo Doença Cariótipo Incidência
Homens
Síndrome de Klinefelter
47, XXY
48, XXXXY
Outros
1: 1.000 homens
1: 25.000 homens
1: 10.000 homens
Síndrome do duplo Y 47, XYY 1: 1.000 homens
Outras alterações de X ou Y - 1: 1.500 homens
Mulheres
Síndrome de Turner
45, X
46, X, i(Xq)
Outros
1: 10.000 mulheres
1: 50.000 mulheres
1: 15.000 mulheres
Trissomia X 47, XXX 1: 1.000 mulheres
Outras anormalidades do X - 1: 3.000 mulheres
A síndrome 47, XYY corresponde à presença de dois cromossomos 
Y e um X, resultando em fenótipo masculino, ocorre em cerca de 1/1.000 
meninos nascidos vivos. Indivíduos com essa alteração apresentam alta 
estatura, anormalidades de comportamento com diminuição de tolerância 
à frustração e do autocontrole e também hiperatividade. Comportamento 
agressivo, no entanto, e ́ pouco comum. Os pacientes podem apresentar 
hipogonadismo e tendência a desenvolver acne facial.
A síndrome do X frágil é uma anormalidade no gene FMR1 no 
cromossomo X. A anormalidade é uma expansão tripla repetida instável; 
as pessoas normais têm < 60 repetições CGG e pessoas com a síndrome 
do X frágil tem > 200. O indivíduo com essa anomalia apresenta face mais 
alongada, testa larga, orelhas grandes e salientes, palatino mais alongado, 
pele sensível, articulações mais flexíveis, testículos grandes pós-puberdade 
(macroorquidismo), redução do tônus muscular e pés chatos. 
Na análise comportamental apresentam ansiedade social, evitam 
contato visual, atraso para aprender a engatinhar, andar e dar volta, atraso 
em aprender falar e escrever, dificuldade na fala, memória, apresentam 
impaciência e irritabilidade e são mais vulneráveis a transtornos de humor 
e de ansiedade. O diagnóstico, padrão-ouro, é a realização do exame do 
DNA para análise do número de repetições de tripletes CGG no Xq27.3. 
Atualmente já é possível a realização do diagnóstico pré-natal através 
das vilosidades coriônicas (entre 9ae 11a semanas de gestação) ou pelas 
células fetais contidas no líquido amniótico (15a semana de gestação).
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 19
Interpretação de padrões de herança
Heredograma
INTRODUÇÃO:
Uma técnica importante usada pelos geneticistas para 
estudar a herança humana é a análise dos heredogramas. 
Um heredograma é uma representação pictórica, ou seja, 
de símbolos acerca da história familiar, basicamente uma 
árvore genealógica que esboça a herança de uma ou mais 
características.
Quando uma característica ou doença específica é observada em 
uma pessoa, o geneticista estuda a família delaem um heredograma. Os 
símbolos mais usados no heredograma são quadrados que representam 
homens e círculos que representam mulheres. Uma linha horizontal 
desenhada entre homem e mulher indicam casamento e as crianças são 
conectadas aos seus pais por linhas verticais. 
Figura 3: Símbolos mais usados no heredograma
Fonte: http://bit.ly/37W8Vd0
A análise de heredograma requer um pouco de investigação, com 
base na identificação dos padrões associados aos diferentes modos 
de herança. Por exemplo, os traços autossômicos dominantes devem 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial20
aparecer com a mesma frequência em ambos os sexos e não devem 
pular geração, desde que o traço seja totalmente penetrante e não 
influenciado pelo sexo.
Normalmente, os traços autossômicos recessivos surgem com a 
mesma frequência em ambos os sexos (exceto se a penetrância, ou seja, 
à expressividade do gene em um conjunto de indivíduos, em termos 
percentuais for diferente em homens e mulheres) e aparecem apenas 
quando uma pessoa herda dois alelos para o traço, um de cada genitor. 
Se o traço não é comum, a maioria dos pais dos descendentes afetados 
é heterozigota e não afetada e, assim, temos a impressão de que o 
traço pula gerações (ver figura 06). Frequentemente, um alelo recessivo 
pode ser passado para várias gerações sem que o traço apareça em 
um heredograma. Independentemente de ambos os pais serem 
heterozigotos, espera-se que aproximadamente 25% dos descendentes 
expressem o traço, mas essa razão pode não ser evidente, exceto se a 
família for grande. No caso raro de ambos os pais serem afetados por 
um traço autossômico recessivo, todos os descendentes serão afetados.
Cada geração num heredograma é representado por um número 
romano (ex.: I), em cada geração cada membro é representado por um 
número arábico (ex.: 1), os símbolos cheios representam os indivíduos 
afetados pela doença genética e os símbolos vazios representam os 
membros não afetados e as crianças nascidas são listadas da esquerda 
para a direita na ordem do nascimento. 
Figura 4: Análise de heredograma para investigação de doença genética
Fonte: A autora
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 21
Quando um traço recessivo é raro, as pessoas fora da família 
são, em geral, homozigotas para o alelo normal. Assim, quando uma 
pessoa afetada se casa com uma pessoa de fora da família (aa × AA), 
em geral, nenhuma das crianças apresentará o traço, embora todas 
sejam portadoras (ou seja, heterozigotas). É mais provável que um traço 
recessivo apareça em um heredograma quando duas pessoas da mesma 
família se casem, porque existe uma chance maior de ambos os pais 
carrearem o mesmo alelo recessivo. O casamento de parentes próximos 
é chamado de consanguinidade. Um exemplo de traço autossômico é 
a síndrome de Waardenburg, a qual é caracterizada pelo deslocamento 
lateral dos cantos internos dos olhos, hiperplasia da porção medial dos 
supercílios (sinofris), base nasal proeminente e alargada, alterações na 
pigmentação da íris e da pele, surdez congênita, mecha branca frontal. 
Traços autossômicos
Os traços autossômicos recessivos surgem com a mesma 
frequência em homens e mulheres. É comum que as crianças afetadas 
sejam filhos de pais não afetados que são portadores do gene para o traço, 
e esse traço tende a pular gerações. Os traços recessivos aparecem mais 
frequentemente nos descendentes de acasalamentos consanguíneos.
Em contrapartida, os traços autossômicos dominantes surgem 
em ambos os sexos com a mesma frequência, e ambos são capazes de 
transmitir esses traços para seus descendentes. Cada pessoa com um traço 
dominante necessariamente herdou o alelo de pelo menos um genitor; 
dessa forma, os traços autossômicos dominantes não pulam gerações. As 
exceções para essa regra surgem quando as pessoas adquirem o traço 
como o resultado de uma nova mutação ou quando o traço tem penetrância 
reduzida. Um exemplo clássico é a hipercolesterolemia familiar. 
SAIBA MAIS:
Para entender o mecanismo da hipercolesterolemia familiar 
leia o artigo: Hipercolesterolemia Familiar: a Importância do 
Diagnóstico e Tratamento Precoces, disponível em: https://
bit.ly/2mfiyBg
https://bit.ly/2mfiyBg
https://bit.ly/2mfiyBg
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial22
Os traços recessivos ligados ao X têm um padrão diferente de 
herança. Primeiro, eles surgem mais frequentemente nos homens que 
nas mulheres, porque eles precisam herdar apenas uma única cópia do 
alelo (XY) para apresentar o traço, enquanto as mulheres precisam herdar 
duas (XX), uma de cada genitor, para serem afetadas. Segundo, como 
um homem herda seu cromossomo X da mãe, é comum os homens 
afetados nascerem de mulheres não afetadas portadoras do alelo para o 
traço. Como o traço é transmitido da mulher não afetada para o homem 
afetado e, então, para a mulher não afetada, ele tende a pular gerações. 
Quando uma mulher é heterozigota, aproximadamente 50% de seus 
filhos serão afetados e 50% de suas filhas serão portadoras não afetadas. 
Uma terceira característica importante dos traços recessivos ligados ao 
X é que eles não são transmitidos do pai para o filho, porque um filho 
herda o seu cromossomo Y do pai, não o X. Um exemplo clássico do 
traço ligado ao X é a hemofilia A. A hemofilia é uma doenc ̧a hemorrágica 
resultante da deficiência de fator VIII (hemofilia A) um fator importante 
da coagulação sanguínea. As pessoas com hemofilia A sangram em 
excesso e até pequenos cortes e contusões são potencialmente fatais. 
Ocorre sangramento espontâneo nas articulações como cotovelos, 
joelhos e tornozelos, produzindo dor, edema e erosão dos ossos.
Os traços dominantes ligados ao X aparecem em homens e 
mulheres, embora sejam mais frequentes nas mulheres. Cada pessoa 
com um traço dominante ligado ao X tem obrigatoriamente um genitor 
afetado (exceto se a pessoa tiver uma nova mutação ou se o traço for 
de penetrância reduzida). Os traços dominantes ligados ao X não pulam 
gerações; os homens afetados transmitem o traço para todas as suas 
filhas e para nenhum de seus filhos. Por outro lado, as mulheres afetadas 
(se forem heterozigotas) transmitem o traço para cerca de 1/2 de seus 
filhos e 1/2 de suas filhas. Como ocorre com os traços recessivos ligados 
ao X, um homem herda um traço dominante ligado ao X apenas de 
sua mãe; o traço não é transmitido do pai para o filho. Esse fato é que 
diferencia a herança dominante ligada ao X da herança autossômica 
dominante, na qual um homem pode herdar o traço de seu pai. Uma 
mulher, por outro lado, herda um cromossomo X de sua mãe e de seu 
pai, então as mulheres podem receber um traço dominante ligado ao X 
de qualquer um de seus genitores.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 23
Um exemplo de traço dominante ligado ao X nos seres humanos 
é a hipofosfatemia, também conhecida como raquitismo familiar 
resistente a vitamina D. As pessoas com esse traço têm características 
que lembram superficialmente o raquitismo: deformidades ósseas, 
coluna vertebral e articulações rígidas, joelho varo e leve deficiência 
de crescimento. Esse distúrbio, entretanto, é resistente ao tratamento 
com a vitamina D, que normalmente cura o raquitismo. A hipofosfatemia 
ligada ao X resulta do transporte defeituoso do fosfato, em especial nas 
células dos rins. Pessoas com esse distúrbio excretam muito fosfato na 
urina, resultando em níveis baixos no sangue e depósito reduzido de 
minerais nos ossos. O distúrbio é tratado com altas doses de calcitriol 
(uma forma hormonal ativa da vitamina D) e fosfato. Como ocorre com 
os traços dominantes ligados ao X, os homens com hipofosfatemia são, 
com frequência, afetados de forma mais grave que as mulheres.
Os traços ligados ao Y exibem um padrão específico, de fácil 
identificação, de herança. Apenas os homens são afetados e o traço é 
transmitido de pai para filho. Se um homem for afetado, todos os seusdescendentes masculinos também serão afetados.
Tabela 2: Características no heredograma dos traços autossômicos recessivos, 
autossômicos dominantes, recessivos ligados ao X, dominantes ligados ao Y e ligados ao Y
Traço 
autossômico 
recessivo
Traço autossômico 
dominante
Traço recessivo 
ligado ao X
Traço dominante 
ligado ao X
Traço ligado 
ao Y
C
ar
ac
te
rí
st
ic
as
Surge em 
ambos os sexos 
com a mesma 
frequência.
Surge em ambos os 
sexos com a mesma 
frequência.
Os homens são 
mais afetados que 
as mulheres.
Homens e 
mulheres são 
afetados, mas, em 
geral, as mulheres 
são mais afetadas.
Apenas os 
homens são 
afetados.
Tende a pular 
gerações.
Não pula gerações.
Os homens 
afetados têm 
mães não 
afetadas, ou 
seja, o traço pula 
gerações.
Não pula 
gerações. Os 
homens têm 
necessariamente 
a mãe afetada; 
as filhas afetadas 
devem ter a mãe 
ou o pai afetado.
Transmitido do 
pai para todos 
os filhos.
Os indivíduos 
afetados em geral 
têm pais não 
afetados.
Ambos os sexos 
transmitem o traço para 
seus descendentes.
Aproximadamente 
metade dos filhos 
de uma portadora 
(heterozigota) é 
afetada.
Os homens 
afetados 
transmitirão o 
traço para todas 
as suas filhas.
Não pula 
gerações.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial24
C
ar
ac
te
rí
st
ic
as
Quando os pais 
são heterozigotos, 
aproximadamente 
25% dos filhos 
serão afetados.
Os descendentes 
afetados têm 
necessariamente um 
genitor afetado, exceto 
se eles tiverem uma 
nova mutação.
Nunca é 
transmitido do pai 
para o filho.
As mães afetadas 
(se forem 
heterozigotas) 
transmitem o 
traço para metade 
de seus filhos e 
metade de suas 
filhas.
Aparece com 
maior frequência 
em crianças de 
casamentos 
consanguíneos.
Quando um dos 
genitores (heterozigoto) 
é afetado e o outro 
não, aproximadamente 
metade dos 
descendentes será 
afetada.
Todas as filhas de 
homens afetados 
são portadoras.
Os pais que não 
são afetados não 
transmitem o traço.
Fonte: Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araújo do 
Rosário. 5. ed. [Reimpr.] Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
Entender essas doenças e sobre a hereditariedade são 
importantes, sobretudo para o aconselhamento genético. 
Aconselhamento Genético
O aconselhamento genético é um campo que fornece 
informações a pacientes e outras pessoas que se preocupam com 
questões relacionadas à hereditariedade. É um processo educacional 
que ajuda pacientes e membros da família a lidar com muitos aspectos 
de uma condição genética, incluindo diagnóstico, informações sobre 
sintomas e tratamento e informações sobre o modo de herança. O 
aconselhamento genético também ajuda essas pessoas a lidar com o 
estresse psicológico e físico que está associado ao distúrbio.
Os motivos mais comuns para a busca do aconselhamento 
genético são doença genética na família, um casal que já tenha tido 
um filho com algum distúrbio genético, defeito congênito, anomalia 
cromossômica, déficit intelectual ou doença genética de uma parente 
próximo. Além desses fatores, podemos citar a gravidez após os 35 
anos de idade, parentesco entre marido e esposa, mulheres expostas 
na gravidez a substâncias lícitas como álcool e medicamentos ou a 
substâncias ilícitas como drogas de abuso, interpretação de um resultado 
feito no pré-natal ou os pais já são portadores de alguma doença. 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 25
Em geral, o aconselhamento genético inicia com o diagnóstico 
da condição. Com base no exame físico, testes bioquímicos, exame 
de DNA, análise cromossômica, história familiar e outras informações, 
o médico determina a causa. Um diagnóstico exato é crítico, porque 
o tratamento e a probabilidade de transmitir a condição podem variar, 
dependendo do diagnóstico.
Quando a natureza da condição é conhecida, um conselheiro 
genético faz uma reunião com o paciente e membros da família e 
explica o diagnóstico. Um heredograma da família pode ser construído 
e a probabilidade de transmitir a condição para gerações futuras pode 
ser calculada para diferentes membros da família. O conselheiro auxilia 
a família a interpretar os riscos genéticos e explica as várias opções de 
reprodução disponíveis, incluindo diagnóstico pré-natal, inseminação 
artificial e fertilização in vitro. Muitas vezes, os membros da família 
têm dúvidas sobre o exame genético que pode estar disponível para 
determinar se eles carreiam uma mutação. O conselheiro os ajuda a 
decidir se o exame genético é adequado e quais testes buscar. Após 
receber os resultados dos testes, o conselheiro ajuda a interpretá-los. A 
decisão de uma família sobre futuras gestações depende da magnitude 
do risco genético, da gravidade e dos efeitos da condição, da importância 
de ter filhos e das questões religiosas e culturais. Tradicionalmente, os 
conselheiros genéticos são treinados para aplicar o aconselhamento não 
direcionado, o que significa que eles fornecem as informações e facilitam 
a discussão, mas não emitem suas opiniões e valores para a discussão. 
O objetivo do aconselhamento não direcionado é que a família 
alcance sua própria decisão com base nas melhores informações 
disponíveis. Devido ao número crescente de testes genéticos e a 
complexidade da avaliação do risco genético, existe atualmente um 
movimento no sentido contrário do aconselhamento não direcionado. O 
objetivo ainda é fornecer informações à família sobre todas as opções e 
alcançar a melhor decisão, mas pode ser necessário que o conselheiro, 
em alguns casos, recomende algumas opções, como um médico 
recomenda os tratamentos mais adequados para seu paciente.
O profissional responsável por fazer o aconselhamento genético 
são aqueles habilitados nessa área.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial26
Exame genético
O principal objetivo é identificar o potencial para uma condição 
genética em um estágio inicial. Em alguns casos, o exame genético 
permite que as pessoas façam escolhas informadas sobre a reprodução. 
Em outros casos, ele permite a intervenção precoce que pode diminuir 
ou até evitar o desenvolvimento da condição. Para quem sabe que corre 
risco de desenvolver uma condição genética, esse exame pode ajudar 
a aliviar a ansiedade associada à incerteza da sua situação. O exame 
genético inclui exames pré e pós-natal. Os testes genéticos pré-natal são 
realizados antes do nascimento e atualmente incluem procedimentos 
para diagnóstico de várias doenças e distúrbios genéticos.
As abordagens diagnósticas para o aconselhamento genético são 
a ultrassonografia que permite avaliar o tamanho do feto, as condições 
genéticas como defeitos do tubo neural (defeitos no desenvolvimento da 
medula espinal e crânio) e anomalias no esqueleto. A ultrassonografia é 
um procedimento padrão feito durante a gestação para estimar a idade do 
feto, determinar seu sexo e verificar se há distúrbios de desenvolvimento ou 
outros problemas, aminiocentese, amostragem das vilosidades coriônicas, 
testes de triagem no sangue materno para a avaliação, por exemplo da 
alfa-fetoproteína a qual é normalmente produzida pelo feto durante o 
desenvolvimento e está presente no sangue fetal, no líquido amniótico e no 
sangue da mãe durante a gravidez. O nível da α-fetoproteína é muito maior 
que o normal quando o feto tem um defeito do tubo neural ou um entre vários 
outros distúrbios. Algumas anomalias cromossômicas produzem níveis de 
α-fetoproteína abaixo do normal. Medir a quantidade de α-fetoproteína no 
sangue da mãe fornece uma indicação dessas condições.
Além desses fatores, a avaliação dos níveis de gonadotrofina 
coriônica humana (hCG, um hormônio da gravidez) e uma substância 
chamada de proteína plasmática A, associada à gravidez (PAPP-A). Quando 
o feto tem alguns defeitos cromossômicos, o nível de PAPP-A tende a ser 
menor e o nível de hCG, maior. O risco de uma anomalia cromossômica é 
calculado com base nos níveis de hCG e PAPP-Ano sangue da mãe, junto 
com os resultados da ultrassonografia. Esses testes usando o sangue 
materno são interessantes e de primeira escolha por não serem invasivos. 
Em casos de mães portadoras de alguma doença genética, ainda 
pode ser feito o diagnóstico genético pré-implante (PGD), essa técnica 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 27
permite que as pessoas portadoras de um defeito genético evitem ter 
uma criança com a doença. O procedimento começa com a produção 
de vários embriões de uma célula por meio da fertilização in vitro. Os 
embriões se dividem várias vezes até alcançarem o estágio de 8 ou 16 
células. Neste momento, uma célula é removida de cada embrião e é 
feito o teste para detectar anomalia genética.
A remoção de uma única célula nesse estágio inicial não é prejudicial 
ao embrião. Após determinar quais embriões não têm o distúrbio, um 
embrião saudável é selecionado e implantado no útero da mulher. O 
diagnóstico genético pré-implante requer a capacidade de realizar um teste 
genético em uma única célula. Esse exame é possível graças ao uso da 
reação em cadeia da polimerase, pela qual pequenas quantidades de DNA 
podem ser amplificadas (replicadas) rapidamente. Após a amplificação do 
DNA da célula, a sequência de DNA é examinada. O diagnóstico genético 
pré-implante resultou no nascimento de milhares de crianças saudáveis. 
Seu uso levanta várias questões éticas, porque ele pode ser usado para 
selecionar ou descartar traços genéticos que não têm relação com 
questões clínicas. Por exemplo, ele pode ser usado para selecionar uma 
criança com genes para uma cor de olhos ou genes para estatura maior.
Além da investigação de doenças genéticas nos fetos e recém-
nascidos, atualmente é possível fazer exame em adultos saudáveis para 
pesquisar genes que podem predispô-los a uma condição genética. 
Esse tipo de exame é conhecido como exame genético pré-sintomático. 
Por exemplo, ele está disponível para membros de famílias que têm 
uma forma autossômica dominante do câncer de mama. Nesse caso, 
a identificação precoce do alelo responsável pela doença permite a 
observação e a detecção precoce dos tumores, a exemplo da pesquisa 
do BRCA. O exame pré-sintomático também está disponível para 
algumas doenças genéticas para as quais não existe tratamento, como a 
doença de Huntington, uma doença autossômica dominante que resulta 
em lenta deterioração física e mental em pessoas de meia-idade.
Outra forma de exame genético nos adultos é a triagem de 
heterozigoto. Nesse tipo de triagem, os membros de população 
são testados para identificar os portadores heterozigotos dos alelos 
responsáveis por doença recessiva, ou seja, pessoas que são saudáveis, 
mas podem ter filhos com uma doença específica.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial28
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 os estudos em genética permitiram entender as 
doenças genéticas, bem as desordens surgidas a partir de 
casamentos consanguíneos. Foi visto que para entender 
o risco entre esse casamento ou de quando os pais são 
portadores ou tem a doença é necessário a realização de 
um heredograma para avaliar o risco em que cada filho 
está exposto ao desenvolvimento da doença. Os traços 
autossômicos pulam gerações e tem a mesma frequência 
em homens e mulheres, os traços autossômicos dominantes 
também aparecem com a mesma frequência entre os sexos, 
porém, não pulam gerações, os traços recessivos ligados 
ao X aparecem com maior frequência nos homens do que 
nas mulheres, assim Quando uma mulher é portadora 
heterozigota de um traço recessivo ligado ao X e um homem 
não é afetado, aproximadamente metade de seus filhos terá 
o traço e metade de suas filhas será portadora não afetada. 
Os traços dominantes ligados ao X aparecem em homens e 
mulheres, embora sejam mais frequentes nas mulheres, não 
pulam gerações. Os homens afetados transmitem um traço 
dominante ligado ao X para todas as suas filhas e nenhum 
dos seus filhos e as mulheres heterozigotas transmitem o 
traço para metade de seus filhos e metade de suas filhas. 
Os traços ligados ao Y surgem apenas nos homens e são 
transmitidos do pai para todos os seus filhos. Assim, o exame 
genético inclui diagnóstico pré-natal, triagem para alelos 
responsáveis por doenças nos recém-nascidos, detecção 
de pessoas heterozigotas para alelos recessivos e exame 
pré-sintomático para a existência de um alelo responsável 
por doença em pessoas de risco, esses dados são usados 
também para o aconselhamento genético principalmente 
em indivíduos que tem a doença, são portadores ou tem 
casos na família. Contudo, o desafio maior ainda é na 
interpretação dos testes genéticos, uma vez que outros 
fatores estão associados como múltiplas mutações, 
penetrância incompleta e influência dos fatores ambientais.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 29
Genética de populações
População: Um conjunto de indivíduos da mesma espécie, que 
ocupa o mesmo local apresentando continuidade no tempo e cujos 
indivíduos possuem capacidade de se acasalarem ao acaso, portanto, 
de trocar alelos entre si.
A variabilidade está presente na vida humana seja por meio 
da variedade da cor dos olhos, cor do cabelo, pigmentação da pele, 
altura, peso, características faciais, tipos sanguíneos e susceptibilidade 
a doenças e distúrbios. Parte dessa variação ocorre a nível molecular 
devido, em parte, à redundância do código genético, que permite que 
diferentes códons especifiquem o mesmo aminoácido. Assim, dois 
membros de uma população podem produzir a mesma proteína mesmo 
se suas sequências de DNA forem diferentes. Sequências de DNA entre 
os genes e íntrons em genes não codificam proteínas; parte da variação 
nestas sequências também tem pouco efeito no fenótipo. Para entender 
a variação genética dois conceitos precisam ser entendidos, a saber 
frequência genotípica e alélica.
Frequência genotípica e alélica
A frequência genotípica é uma proporção ou uma porcentagem, 
em geral expressa como uma fração decimal. Por exemplo, se 30% dos 
alelos em um determinado locus em uma população são A, diríamos 
que a frequência do alelo A na população é 0,30. Para calcular uma 
frequência genotípica, simplesmente somamos o número de indivíduos 
com o genótipo e dividimos pelo número total de indivíduos na amostra 
(N), conforme a fórmula abaixo:
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial30
As frequências alélicas podem ser calculadas a partir do (1) 
número ou das (2) frequências dos genótipos. Para calcular a frequência 
alélica a partir dos números de genótipos, contamos o número de cópias 
de um determinado alelo encontrado em uma amostra e dividimos pelo 
número total de todos os alelos na amostra: (25.2) Para um locus com 
apenas dois alelos (A e a), as frequências dos alelos são representadas 
pelos símbolos p e q e podem ser calculados como se segue:
Para um locus com apenas dois alelos (A e a), as frequências dos 
alelos são representadas pelos símbolos p e q e podem ser calculados 
como se segue:
Em que nAA, nAa e naa representam os números de AA, Aa e 
aa individuais e N representa o número total de indivíduos na amostra. 
Para obter o número de cópias do alelo no numerador da equação, 
adicionamos duas vezes o número de homozigotos (porque cada um 
tem duas cópias do alelo para o qual a frequência está sendo calculada) 
para o número de heterozigotos (porque cada um tem uma única cópia 
do alelo). Dividimos por 2N porque cada indivíduo diploide tem dois 
alelos em um locus. A soma das frequências alélicas é sempre igual 
a 1 (p + q = 1), então, após p ser obtida, q pode ser determinada pela 
subtração q = 1 – p. Por outro lado, as frequências alélicas podem ser 
calculadas a partir das frequências genotípicas. Este cálculoé útil se 
as frequências genotípicas já estiverem calculadas e os números de 
genótipos diferentes não estiverem disponíveis.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 31
Frequências mendelianas
DEFINIÇÃO:
Para estudar as frequências mendelianas postulou-se o 
teorema Hardy-Weinberg. Teorema de Hardy-Weinberg: 
“Numa população mendeliana as frequências alélicas 
e genotípicas permanecerão constante ao longo das 
gerações se fatores como mutação, seleção, migração, 
desvio meiótico e deriva genética não tiverem atuando 
sobre essa população”.
Assim, esta lei nos diz que a reprodução sozinha não produz 
evolução. São necessários outros processos, como a seleção natural, 
mutação, migração ou acaso para que as populações evoluam. Para 
determinar se os genótipos de uma população estão no equilíbrio de 
Hardy-Weinberg, as proporções genotípicas esperadas dentro da lei de 
Hardy-Weinberg devem ser comparadas com as frequências genotípicas 
observadas. Para tal, primeiro calculamos as frequências alélicas, então 
encontramos as frequências genotípicas esperadas ao usar o quadrado 
das frequências alélicas e, finalmente, comparamos as frequências 
genotípicas observadas e esperadas ao usar o teste qui-quadrado. 
Fatores interferentes no equilíbrio
Alguns fatores podem interferir nesse equilíbrio, por exemplo 
mutações, migrações, deriva genética e seleção natural. A mutação é 
importante porque ajuda na variabilidade genética, a migração ou fluxo 
genético é a entrada de genes de outras populações, assim ela tem um 
efeito duplo: (1) evita que populações se tornem geneticamente diferentes 
uma da outra e (2) aumenta a variação genética dentro das populações. 
A deriva genética é um mecanismo de evolução no qual as frequências 
dos alelos de uma população se alteram ao longo das gerações, devido 
ao acaso (erro de amostragem) e a seleção natural ocorre quando 
os indivíduos com traços adaptados produzem um número maior de 
descendentes do que os produzidos por outros na população.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial32
Assim, os quatro processos modificam as frequências alélicas 
de uma população. Em alguns casos, estas mudanças continuam até 
um alelo ser eliminado e o outro se tornar fixo na população. A deriva 
genética e a seleção direcional resultarão na fixação, desde que estas 
forças sejam as únicas que atuem em uma população. Com as outras 
forças evolutivas, as frequências alélicas mudam até alcançar um ponto 
de equilíbrio e não há mudança adicional na frequência alélica. Mutação, 
migração e algumas formas de seleção natural podem levar aos equilíbrios 
estáveis. Diferentes forças evolutivas afetam a variação genética dentro 
das populações e a divergência genética entre as populações. As forças 
evolutivas que mantêm ou reduzem a variação genética incluem alguns 
tipos de seleção natural, como a sobredominância, na qual ambos alelos 
são favorecidos. A mutação e a migração também aumentam a variação 
genética dentro das populações porque elas introduzem novos alelos 
na população. As forças evolutivas que reduzem a variação incluem a 
deriva genética, que reduz a variação pela fixação dos alelos e algumas 
formas de seleção natural como a seleção direcional. As várias forças 
evolutivas também afetam a quantidade da divergência genética 
entre as populações. A seleção natural aumenta a divergência entre 
as populações se diferentes alelos forem favorecidos em diferentes 
populações, mas ela também reduz a divergência entre as populações 
ao favorecer o mesmo alelo nas diferentes populações. A mutação 
quase sempre aumenta a divergência entre as populações porque 
diferentes mutações surgem em cada população. A deriva genética 
também aumenta a divergência entre as populações porque mudanças 
nas frequências alélicas devido à deriva são aleatórias e é provável que 
mudem nas diferentes direções em populações separadas. A migração, 
por outro lado, reduz a divergência entre as populações porque ela torna 
a composição genética semelhante entre as populações. A migração e 
a deriva genética atuam em direções opostas: a migração aumenta a 
variação genética dentro das populações e reduz a divergência entre as 
populações, enquanto a deriva genética aumenta a variação genética 
dentro das populações e aumenta a divergência entre as populações. A 
mutação aumenta a variação dentro de populações e divergência entre 
populações. A seleção natural pode aumentar ou reduzir a variação 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 33
entre as populações e pode aumentar ou reduzir a divergência entre as 
populações. Um ponto importante a ter em mente é que as populações 
reais são simultaneamente afetadas por muitas forças evolutivas. 
Examinamos os efeitos da mutação, migração, deriva genética e seleção 
natural no isolamento de modo que a influência de cada processo 
estaria clara. Entretanto, no mundo real, as populações são afetadas por 
várias forças evolutivas ao mesmo tempo e a evolução resulta da ação 
complexa de numerosos processos.
SAIBA MAIS:
Para entender os cálculos para a utilização desse teorema 
acesse o artigo: Genética de Populações, disponível em: 
https://bit.ly/2khGzqJ
A genética de populações examina a composição genética de 
uma população e como esta pode mudar com o tempo. A composição 
genética da população é descrita por suas frequências genotípicas e 
alélicas. A lei de Hardy-Weinberg aponta os efeitos da reprodução e 
das leis de Mendel sobre as frequências alélicas e genotípicas de uma 
população. Os pontos que podem causar alterações nesse equilíbrio são 
mutação, migração e seleção natural. 
O acasalamento não aleatório afeta as frequências dos 
genótipos, mas não as frequências dos alelos, a endogamia, um tipo 
de acasalamento preferencial, aumenta a frequência dos homozigotos 
enquanto reduz a frequência de heterozigotos, porém é prejudicial 
porque aumenta o surgimento de traços recessivos letais e prejudiciais. 
A mutação, migração, deriva genética e seleção natural podem mudar 
as frequências alélicas. A mutação recorrente leva a um equilíbrio, 
com as frequências alélicas sendo determinadas pelas taxas relativas 
de mutação direta e reversa. A mudança pela mutação em uma única 
geração em geral é muito pequena porque as taxas de mutação são 
baixas, a migração aumenta a quantidade de variação genética dentro 
das populações e reduz o número de diferenças entre as populações, 
a deriva genética aumenta quando uma população composta por um 
pequeno número de indivíduos é estabelecida por poucos fundadores, 
https://bit.ly/2khGzqJ
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial34
ou sofre uma grande redução de tamanho, ela muda as frequências 
alélicas, reduz a variação genética dentro das populações e provoca 
divergência genética entre as populações, os efeitos da seleção natural 
sobre a frequência alélica podem ser determinados ao aplicar o modelo 
de seleção geral. A seleção direcional leva à fixação de um alelo, a 
taxa de mudança na frequência alélica devido à seleção depende da 
intensidade da seleção, das relações de dominância e das frequências 
iniciais dos alelos. Assim, a mutação e a seleção natural podem produzir 
um equilíbrio, no qual o número de alelos introduzidos pela mutação é 
balanceado pela eliminação dos alelos pela seleção natural.
Técnicas de diagnóstico 
A primeira etapa na análise molecular de um segmento de DNA 
ou gene é isolá-lo do resto do DNA e fazer muitas cópias de modo que 
possam ser feitas mais análises. O isolamento e a ampliação do DNA 
exigem que ele seja combinado com outras moléculas de DNA. Para 
tanto o primeiro passo é o corte e união dos fragmentos de DNA.
Para que esse corte seja executado são usadas enzimas de 
restrição, também chamadas de endonucleases de restrição, as quais 
reconhecem e fazem cortes de fita dupla no DNA após o reconhecimento 
de sequências de nucleotídeos específicas. 
As enzimas de restriçãoreconhecem e atuam sobre sequências 
específicas de DNA, catalisando a destruição de uma ligação fosfodiéster 
entre dois nucleotídeos consecutivos ligados a determinadas bases. 
Após o corte produzem extremidades coesivas, ou seja, extremidades 
complementares a cada uma e podem parear espontaneamente 
para ligar os fragmentos. Assim, os fragmentos de DNA podem ser 
“colados”: dois fragmentos quaisquer rompidos pela mesma enzima 
terão extremidades complementares e vão parear. Ainda após o corte 
podem formar extremidades cegas, ou seja, não possuem a capacidade 
de estabelecer entre si pontes de hidrogénio por complementariedade 
de bases. 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 35
Figura 5: Enzimas de restrição e o seu ponto de corte
Fonte: A autora
Após o corte precisa-se responder três questionamentos: A 
enzima de restrição cortou o DNA? O DNA foi cortado em quantos 
fragmentos? Quais são os tamanhos dos fragmentos produzidos? Para 
responder a esses pontos é feita a eletroforese em gel. 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial36
Eletroforese
A eletroforese é uma técnica que visa separar as moléculas com 
base no seu tamanho e carga elétrica. Existem vários tipos diferentes de 
eletroforese, a eletroforese em gel é usada para separar as moléculas 
de DNA. Um gel poroso preparado a partir de agarose (um polissacarídio 
isolado das algas) é colocado em uma solução tampão e transferido 
para um molde de plástico. À medida que ele esfria, a agarose solidifica, 
fazendo com que o gel fique similar a uma gelatina dura. São feitos 
pequenos poços em uma extremidade do gel para manter as soluções 
dos fragmentos de DNA e uma corrente elétrica passa pelo gel. 
Como o grupo fosfato de cada molécula de DNA tem carga 
elétrica negativa, os fragmentos de DNA migram para a extremidade 
positiva do gel. Nesta migração, o gel poroso funciona como uma 
peneira, separando os fragmentos de DNA por tamanho. Os pequenos 
fragmentos de DNA migram mais rapidamente do que os maiores, e 
com o passar do tempo, os fragmentos se separam com base no seu 
tamanho. Os fragmentos de DNA de tamanho conhecido (padrões 
de tamanhos) são colocados em outro poço. Ao comparar a distância 
de migração de fragmentos desconhecidos com a distância viajada 
pelos padrões de tamanho, um analista clínico e/ou pesquisador pode 
determinar o tamanho aproximado dos fragmentos desconhecidos. 
Os fragmentos de DNA ainda são muitos pequenos para serem 
visualizados, então é necessário resolver a questão de visualizar o DNA. 
É possível visualizar de várias formas. O procedimento mais simples é 
corar o gel com um corante específico para os ácidos nucleicos, como o 
brometo de etídio, que penetra firmemente (intercala) entre as bases de 
DNA e fluoresce quando exposto à luz UV, produzindo bandas brilhantes 
no gel. Por outro lado, os fragmentos de DNA podem ser visualizados ao 
adicionar um marcador ao DNA antes de colocá-los no gel. 
Por exemplo, marcadores químicos podem ser detectados ao 
adicionar anticorpos ou outras substâncias que carreiam um corante e 
se fixarão ao DNA em questão, que pode ser visualizado diretamente. 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 37
Figura 6: Eletroforese em gel de DNA 
Fonte: a autora
No entanto, após a separação das bandas no gel de eletroforese 
surgem inúmeras bandas de DNA, porém nem todas as bandas são 
carreadoras específicas de um gene. Assim, como é possível localizar 
os fragmentos desejados nessa mistura de DNA? Podem ser utilizadas 
algumas técnicas, a exemplo o Southern blotting. 
O Southern blotting é uma técnica usada para transferir os 
fragmentos de fita única, desnaturados, de um gel para um meio sólido 
permanente. Após os fragmentos de DNA de fita única serem transferidos, 
a membrana é colocada em uma solução de hibridização de uma sonda 
marcada. A sonda se ligará a qualquer fragmento de DNA na membrana 
que tenha as sequências complementares. Uma sonda se liga apenas 
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial38
a uma parte do fragmento de DNA e então este fragmento pode ter 
sequências não encontradas na sonda, após a membrana é lavada para 
remover qualquer sonda não ligada, e um método bioquímico revela a 
presença de sonda ligada. 
Figura 7: Southen blotting 
Fonte: a autora
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 39
Reação de cadeia em polimerase (PCR)
Outra técnica que pode ser usada é a reação de cadeia em 
polimerase (PCR). Como cada gene é raro, ele deve ser isolado e 
amplificado antes que possa ser estudado. A base da PCR é a replicação 
catalisada por uma DNA polimerase. A replicação neste caso tem duas 
exigências essenciais: (1) um molde de DNA a partir do qual uma nova 
fita de DNA pode ser copiada e (2) um par de iniciadores ou primers com 
um grupo 3′-OH ao qual podem ser adicionados novos nucleotídeos. 
Como uma molécula de DNA tem duas fitas de nucleotídeos, cada uma 
pode servir como molde e a quantidade de DNA dobra em cada evento 
de replicação. Os primers usados na PCR para replicar os moldes são 
fragmentos curtos de DNA, em geral de 17 a 25 nucleotídeos, que são 
complementares a sequências conhecidas no molde.
Para a realização dessa técnica, a primeira etapa é uma solução 
que inclui o DNA-alvo, a DNA polimerase, todos os quatro trifosfatos de 
desoxirribonucleosídio (dNTPs, os substratos para a DNA polimerase), 
primers e íons magnésio e outros sais necessários para a reação. Uma 
típica reação em cadeia da polimerase inclui três etapas. Na etapa 1, 
uma solução inicial de DNA é aquecida entre 90° e 100°C para romper 
as pontes de hidrogênio entre as fitas e produz os moldes de fita única 
necessários. A mistura reacional é mantida nesta temperatura por apenas 
um minuto ou dois. Na etapa 2, a solução de DNA é resfriada rapidamente 
entre 30° e 65°C e mantida a esta temperatura por um minuto ou menos. 
Durante este curto intervalo, as fitas de DNA não têm chance de se 
reunir, mas os primers serão capazes de se fixar às fitas molde. Na etapa 
3, a solução é aquecida por um minuto ou menos a 72°C, a temperatura 
na qual a DNA polimerase consegue sintetizar novas fitas de DNA. No final 
do ciclo, duas moléculas de DNA de fita dupla novas são produzidas para 
cada molécula original do DNA-alvo. O ciclo inteiro é repetido. Com cada 
ciclo, a quantidade de DNA-alvo dobra, então a quantidade de DNA-alvo 
aumenta geometricamente. Uma molécula de DNA aumenta em mais de 
1.000 moléculas em 10 ciclos de PCR, para mais de 1 milhão de moléculas 
em 20 ciclos e em mais de 1 bilhão de moléculas em 30 ciclos. Cada 
ciclo é completado dentro de alguns minutos, então pode ser obtida uma 
grande amplificação de DNA dentro de algumas horas.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial40
Figura 8: Como ocorre a reação de cadeia em polimerase
Fonte: https://bit.ly/2kMla98
No entanto, existem limitações na técnica de PCR, por exemplo, 
requer o conhecimento prévio de pelo menos parte da sequência 
do DNA-alvo para permitir a construção dos primers. Segundo a 
capacidade da PCR em amplificar quantidades muito pequenas de DNA 
torna a contaminação um problema grave. Quantidades mínimas de 
DNA da pele dos funcionários do laboratório ou pequenas partículas no 
ar podem entrar no tubo de reação e ser amplificadas com o DNA-alvo. 
São necessários cuidados na execução da técnica, além de protocolos 
bem estabelecidos e salas separadas de extração de DNA e de análise, 
além do uso de controles para contornar este problema. Uma terceira 
limitação da PCR é a acurácia. 
Diferente das outras DNA polimerases, a Taq polimerase sob 
as condições da PCR, ela incorpora um nucleotídeo incorreto a cada 
20.000 pares de bases. Foram isoladas novas DNA polimerases 
estáveis sob calor com a capacidade de revisar, dando mais precisão 
aos resultados da PCR. A aplicação básica de PCR é uma ferramenta 
de Biologia Molecular. Outra aplicação comum da PCR é identificara 
variação genética em populações naturais. A PCR também permite o 
isolamento do DNA de fontes ancestrais, como DNA de neandertais. É 
comum usar esta ferramenta para amplificar pequenas quantidades de 
DNA de cenas de crime e identificar a fonte de uma amostra de DNA por 
meio de detecção da variação microssatélite.
https://bit.ly/2kMla98
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 41
O uso de sequências de DNA para identificar pessoas é chamado 
de fingerprinting do DNA ou perfil de DNA. Como alguns pares do 
genoma são muito variáveis, a sequência de DNA de cada pessoa é única 
e, como uma impressão digital tradicional, fornece uma característica 
distinta que permite a identificação. 
Atualmente, a maior parte do fingerprinting do DNA utilizam 
microssatélites ou repetições curtas em tandem (STRs), que são 
sequências de DNA muito curtas repetidas em tandem. Estas sequências 
repetidas são encontradas em muitos loci pelo genoma humano. As 
pessoas apresentam variação no número de cópias de sequências 
repetidas que elas têm em cada locus. As STRs são detectadas com 
PCR, usando primers que flanqueiam as repetições microssatélites 
de modo que um fragmento de DNA com as sequências repetidas é 
amplificado. O comprimento do segmento amplificado depende do 
número de repetições; o DNA de uma pessoa com mais repetições vai 
produzir um segmento amplificado maior que o DNA de uma pessoa 
com poucas repetições. 
Os primers usados na reação de PCR são marcados com um 
marcador fluorescente de modo que os fragmentos de DNA resultantes 
possam ser detectados com um laser. Primers de diferentes loci de 
STR são marcados com diferentes primers coloridos, então podem 
ser diferenciados produtos de diferentes tamanhos de diferentes 
loci. Após a PCR, os fragmentos são separados em um gel ou por 
máquina de eletroforese capilar. Na eletroforese capilar, a presença de 
cada fragmento é detectada à medida que ele migra pelo laser e um 
computador então calcula o tamanho de cada fragmento com base na 
sua taxa de migração. Os fragmentos são representados como picos 
em um gráfico; a distância no eixo horizontal representa o tamanho 
do fragmento, enquanto a altura do pico representa a quantidade de 
DNA. Os homozigotos para um alelo STR têm um único pico alto, os 
heterozigotos têm dois picos mais baixos. Quando são examinados 
vários loci microssatélites diferentes, a probabilidade de que duas 
pessoas tenham o mesmo conjunto de padrões se torna muito menor, 
exceto que sejam gêmeos idênticos.
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial42
RESUMINDO:
As endonucleases de restrição são enzimas que fazem 
cortes de fita dupla no DNA em sequências de base 
específicas. Os fragmentos de DNA podem ser separados 
com o uso de eletroforese em gel e visualizados ao corar 
o gel com um corante específico para os ácidos nucleicos 
ou marcar os fragmentos com marcadores radioativos ou 
químicos. A reação em cadeia da polimerase é um método 
para amplificar enzimaticamente o DNA sem clonagem. 
Uma solução contendo DNA é aquecida, as duas fitas de 
DNA se separam e são rapidamente resfriadas, permitindo 
que os primers se prendam ao DNA molde. A solução é 
aquecida novamente e a DNA polimerase sintetiza novas 
fitas a partir dos primers. Cada vez que o ciclo é repetido, 
a quantidade de DNA dobra, a hibridização in situ pode ser 
usada para determinar a localização cromossômica de um 
gene e a distribuição do mRNA produzido por um gene. As 
repetições curtas em tandem (STRs) e os microssatélites 
são usados para identificar as pessoas por meio de suas 
sequências de DNA (fingerprinting do DNA).
Citogenética no Diagnóstico Laboratorial 43
BIBLIOGRAFIA
ARRUDA, Jalsi Tacon et al. Proteína P53 e o câncer: controvérsias 
e esperanças. Estudos Goiânia, Goiânia, v. 35, n. 1, p. 123-141, 01 fev. 2008. 
SILVA, Bárbara V. et al. Proteínas quinases: características 
estruturais e inibidores químicos. Quim. Nova, Rio de Janeiro, v. 32, n. 1, 
p. 453-462, 05 fev. 2009.
FARRELL, S.O.; CAMPBELL, M.K. Bioquímica. 5a ed. São Paulo, 
Thomson, 2007. CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica 
Ilustrada. 4a ed. Rio Grande do Sul, Artmed, 2009.
SNUSTAD, D.P. Fundamentos de Genética. 4a ed. Rio de Janeiro, 
Guanabara Koogan, 2008.
GRIFFITHS, A.J.F. Introdução a Genética. 9 ed. Rio de Janeiro, 
Guanabara Koogan, 2009.
Turnpenny, Peter & Ellard, Sian (2009) Emery - Genética Médica. 
13a Edição. Elsevier Editora Ltda, Rio de Janeiro, RJ, 426 pp.
Dudek, Ronald W. & Wiley, John E. (2009) Genética Humana 
Bá ́sica. Editora Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, 177 pp.
Lewin, Benjamin (2009) GENES IX. 9a Edição. Artmed Editora S.A., 
Porto Alegre, RS, 893 pp.
Read, Andrew & Donnai, Dian (2008) Genética Clínica: uma nova 
abordagem. Artmed Editora S.A., Porto Alegre, RS, 425 pp.
Nussbaum, Robert L.; McInnes, Roderick R.; Willard, Huntington 
F. (2008) Thompson & Thompson – Genética Médica. Sétima Edição. 
Editora Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, RJ, 525 pp.
Disponível em; http://bit.ly/2P2DINR. Acesso em 28 de agosto de 
2019.
	Princípios da citogenética clínica 
	Alterações cromossômicas numéricas 
	Alterações dos cromossomos sexuais 
	Interpretação de padrões de herança
	Heredograma
	Traços autossômicos
	Aconselhamento Genético
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