Cariótipo

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Biologia
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PROFESSOR FLÁVIO LANDIM
ASSUNTOS DA AULA.
• Cariótipo ou Idiograma
• Montagem do cariótipo
• Número diploide de cromossomos por espécie
• Mutações ou Aberrações cromossômicas
• 1. Mutações cromossômicas estruturais
• 2. Mutações cromossômicas numéricas
• Aneuploidias autossômicas 
• Aneuploidias Sexuais
• Cromatina sexual de Barr e a hipótese de 
Lyon (mecanismo de compensação de dose)
• Testes de diagnóstico
CARIÓTIPO OU IDIOGRAMA
Como já visto, diz se que uma célula é diploide ou 
2n quando ela possui seus cromossomos aos pares de 
homólogos. Uma célula haploide ou n só possui um 
cromossomo de cada par de homólogos. Um conjunto 
haploide de cromossomos é chamado genoma. As célu-
las que compõem o corpo, ditas células somáticas, são 
diploides, e as células responsáveis pela reprodução, di-
tas células sexuais ou gametas, são haploides.
Somente em 1956, depois de inúmeros trabalhos, ficou 
demonstrado que na espécie humana há 46 cromosso-
mos, ou seja, 2n = 46. Estes são numerados em 23 pares, 
segundo dois critérios: 
Cariótipo ou idiograma é o conjunto diploide de 
cromossomos presentes em uma célula somática.
- tamanho (dos maiores para os menores);
- posição dos centrômeros (dos metacêntricos 
para os acrocêntricos; não há cromossomos 
telocêntricos na espécie humana). 
Os primeiros 22 pares são ditos autossomos ou cro-
mossomos somáticos, não tendo relação com a deter-
minação do sexo na maioria das espécies. Dentro dos 
autossomos, os cromossomos homólogos são idênticos 
quanto à forma, tamanho e tipos de genes, podendo ser 
diferentes em relação aos seus alelos. 
O último par, de número 23, corresponde aos cro-
mossomos ditos alossomos ou cromossomos sexuais. 
Os homólogos podem ser de dois tipos, X (maior e sub-
metacêntrico) e Y (menor e acrocêntrico). Estes são 
responsáveis pela determinação cromossômica do sexo. 
Se o indivíduo possuir dois cromossomos X, será do sexo 
feminino, se possuir um cromossomo X e um Y, será do 
sexo masculino. Indivíduos YY são inviáveis.
Clique no assunto desejado e seja direcionado para o tema.
Tome nota: 
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MONTAGEM DO CARIÓTIPO
Para montar o cariótipo, retira-se um pouco de sangue e coloca-se num meio de cultura, um frasco con-
tendo todos os nutrientes necessários ao desenvolvimento adequado das células. Adiciona-se ao meio uma 
substância denominada fito-hemaglutinina, que ativa as divisões celulares e faz com que, após três dias, o 
frasco esteja povoado por grande número de leucócitos em divisão. 
Nesse ponto, adiciona se à cultura outra substância, denominada colchicina. Esta impede a formação 
das fibras do fuso, impedindo a separação dos cromossomos na anáfase. Os cromossomos ficam então em 
permanente estágio de metáfase, fase em que o grau de espiralização e consequentemente de visualização 
ao microscópio é máximo. 
Coloca-se as células separadas por centrifugação em uma solução hipotônica para que sofram 
plasmoptise e os cromossomos se separem. Os cromossomos são então corados e fotografados, separan-
do-se os mesmos aos pares de homólogos.
Para ordenar os cromossomos, utiliza-se como critério inicial o tamanho, numerando-se do maior para 
o menor. Nos cromossomos de dimensões semelhantes, um outro critério de identificação é o tipo. Assim, 
numeram-se primeiro os metacêntricos, depois os submetacêntricos e por último os acrocêntricos. 
Por fim, os cromossomos são recortados um a um e arrumados por ordem de tamanho em sete grupos. 
Nessa classificação é também levada em conta a posição do centrômero de cada cromossomo.
Uma outra técnica usada na identificação de um determinado cromossomo é o bandeamento. Na técni-
ca do bandeamento, utiliza-se uma enzima que digere algumas partes do cromossomo, mas outras não, 
fazendo com que o cromossomo assuma uma aparência com listras transversais, sendo algumas áreas mais 
claras (que foram digeridas) e algumas áreas escuras (que não foram digeridas). Dois cromossomos homólo-
gos entre si apresentam o mesmo padrão de bandeamento. Alguns defeitos podem inclusive ser detectados 
por alterações nesse padrão. 
Cariótipo humano normal de indivíduo do sexo masculino.
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PROFESSOR L ANDIM
NÚMERO DIPLOIDE DE CROMOSSOMOS POR ESPÉCIE
MUTAÇÕES OU ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS
1. MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
1.1. DEFICIÊNCIA OU DELEÇÃO
O número diploide 2n de cromossomos varia de espécie para espécie e não tem relação com nenhum 
aspecto como grau de parentesco ou complexidade. Assim, enquanto na espécie humana 2n = 46, em 
jumentos 2n = 62 e nem por isso eles são mais complexos que a gente. Entretanto, espécies aparentadas po-
dem ter números diploides próximos, devido a fenômenos como fusão de cromossomos. Assim, o homem 
tem 46 cromossomos e o chimpanzé tem 48 cromossomos devido a uma provável fusão de cromossomos: o 
ancestral comum entre as duas espécies possuía 2n = 48 cromossomos, sendo que a fusão levou aos atuais 
2n = 46 cromossomos na espécie humana.
Qualquer alteração acidental no material genético é chamada mutação. Mutações podem ser gênicas 
ou cromossômicas.
- Mutações gênicas alteram a sequência de bases nitrogenadas em um gene, ou seja, alteram um gene, 
de modo a criar novos alelos. 
- Mutações ou aberrações cromossômicas não alteram a sequência de bases nitrogenadas em um gene, 
ou seja, não alteram um gene, de modo a não criar novos alelos, mas sim alteram a posição do gene no 
cromossomo, o número de cópias do gene no cromossomo e/ou o número de cromossomos. Mutações cro-
mossômicas podem ser numéricas ou estruturais.
Existem alguns tipos básicos de modificações na estrutura dos cromossomos, como veremos a seguir.
A deleção ou deficiência consiste na perda de um segmento do cromossomo. Deficiências demasiado 
acentuadas podem ser letais, pois implicam a perda de muitos genes. Durante a prófase 1 da meiose, uma 
deficiência pode ser percebida por intermédio do pareamento anômalo dos cromossomos. Na figura abaixo, 
um cromossomo com os genes ABCDEFG perdeu um segmento com os genes CDE; o segmento FG se 
solda novamente ao pedaço AB.
Cariótipo preparado pela técnica de bandeamento.
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A síndrome de Cri-du-Chat ou síndrome do miado-de-gato 
é uma séria anomalia que pode atingir a espécie humana como 
decorrência de uma deleção no cromossomo 5. Há má-for-
mação do crânio (microcefalia), da face e da laringe, além de 
deficiência neuromotora e mental. O conjunto desses fatores 
produz o típico choro da criança portadora da anomalia, que 
lembra o miado de um gato e deu nome à síndrome.
1.2. DUPLICAÇÃO
1.3. INVERSÕES
A duplicação consiste na repetição de um determinado segmento do cromossomo. Acredita-se que no 
decorrer da evolução de alguns organismos, a intensificação de certos caracteres tenha se dado pela du-
plicação de genes relacionados a eles. Por exemplo, a duplicação de genes para a produção de melanina 
pode ter levado ao surgimento de populações de coloração mais escura. Além disso, a duplicação permite 
que a cópia produzida fique livre para assumir novas funções. Por exemplo, as cadeias α e β da hemoglobina 
devem ter surgido a partir de um único gene que foi duplicado, e por mutação, originou outro gene, para a 
outra cadeia.
A inversão consiste numa situação em que um segmento de cromossomo se quebra, sofre uma rotação 
de 180°, e se solda novamente. Esse fenômeno pode levar à transferência de um determinado gene de uma 
região ativa do cromossomo (na forma de eucromatina) para uma região inativa do mesmo (na forma de 
heterocromatina) ou vice-versa, de modo a alterar a manifestação dos genes.
As inversões podem ser classificadaspela posição do segmento invertido em relação ao centrômero do 
cromossomo. Assim, as inversões pericêntricas envolvem a região do centrômero, e as inversões paracên-
tricas não envolvem a região do centrômero.
Na prófase I da meiose, o pareamento ocorre formando uma figura característica, como vemos a seguir. 
Tome nota: 
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1.4. TRANSLOCAÇÕES
Ocasionalmente, os cromossomos podem sofrer quebras, soldando-se os pedaços quebrados em cro-
mossomos não homólogos. Na translocação recíproca, há uma troca de pedaços entre cromossomos não 
homólogos, fenômeno distinto do crossing-over, em que a permuta ocorre entre cromátides homólogas. 
Um indivíduo heterozigoto para uma translocação recíproca, ou seja, no qual a translocação envolveu 
apenas um de cada cromossomo homólogo, formará na meiose (prófase I) uma figura semelhante a uma 
cruz, na qual estão pareados os cromossomos translocados com os homólogos normais.
Na espécie humana, a translocação que une uma cópia de um determinado segmento cromossomo 21 ao 
14 ou ao 15 resulta em síndrome de Down. Mais comumente, porém, ela resulta da trissomia do cromossomo 
21.
Em algumas ocasiões, ocorre uma translocação do cromossomo 22 com o 9, gerando uma anomalia 
conhecida como cromossomo philadelphia. Essa situação leva a um descontrole na divisão celular, o que 
resulta em câncer, particularmente um tipo de leucemia.
Quebras ou translocações cromossômicas podem ter sido mecanismos evolutivos de formação de novas 
espécies. Existe uma hipótese acerca de algumas espécies de drosófila, todas com um número diferente de 
cromossomos, que poderiam ter se originado de uma espécie ancestral.
2. MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS
2.1. EUPLOIDIAS
Euploidias são alterações no número de cromossomos que alteram o número de genomas (n) no 
indivíduo, de modo a se perder ou ganhar genomas (conjuntos cromossômicos n) inteiros.
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Nos eucariontes, a grande maioria de organismos é diploide (2n), a não ser os vegetais inferiores, que são 
haploides na maior parte de seu ciclo vital. Em algumas espécies de insetos, como nas abelhas, o macho é 
normalmente haploide e produzido por partenogênese.
Na maior parte das espécies animais diploides, os indivíduos haploides ou monoploides (n) desen-
volvem-se de maneira anômala ou sucumbem; quando sobrevivem são estéreis, devido à não ocorrência 
de pareamento na meiose (já que não há pares de homólogos). Os gametas porventura formados terão um 
número de cromossomos variável e são inviáveis.
O termo poliploide é usado para indicar indivíduos com mais de dois conjuntos cromossômicos. Como os 
triploides (3n), tetraploides (4n), etc. Fala-se em autopoliploidia quando o acréscimo é de cromossomos da 
própria espécie: se um zigoto sofrer uma mitose anômala, na qual os cromossomos duplicados permane-
cem no mesmo núcleo, ele fica tetraploide (4n). Daqui por diante, as mitoses podem ocorrer normalmente, e 
todas as células resultantes serão 4n. Existem certas substâncias, como a colchicina, que inibem a formação 
das fibras do fuso nas células em divisão, favorecendo então a ocorrência de poliploidias. Meioses anômalas 
podem também levar à formação de gametas 2n; esses gametas, fecundados por um gameta n normal, 
originam indivíduos triploides.
Plantas autopoliploides são frequentes na natureza. 
Quando o número de genomas é ímpar (3n, 5n, 7n...), as plantas poliploides apresentam problemas no 
pareamento de cromossomos na meiose e produzem gametas inviáveis, sendo, portanto, estéreis.
A banana utilizada na alimentação humana é uma espécie triploide, apresentando meiose anômala e, 
por isso, sendo estéril. Assim, ela não fecunda seus óvulos, de modo a produzir frutos partenocárpicos, 
ou seja, sem semente. A propagação das bananeiras, então, se dá apenas de modo assexuado. Existem 
bananeiras selvagens na natureza, que são diploides, e por isso apresentam gametas viáveis e reprodução 
sexuada, gerando frutos com semente. 
Alguns frutos são artificialmente gerados de modo a serem partenocárpicos, como algumas variedades 
de uva ou de melancia. Uma das maneiras de produzi-los se dá pela produção de variedades triploides 
dessas plantas. 
Quando o número de genomas é par (4n, 6n, 8n...), as plantas poliploides apresentam meiose viável e são 
férteis.
Muitas das plantas cultivadas são poliploides: existem variedades de trigo hexaploide (6n) e alguns mo-
rangos são octoploides (8n). Os poliploides muitas vezes apresentam fenótipos mais robustos que seus 
ancestrais diploides, e quase sempre mostram folhas, flores e frutos maiores. Certos vegetais tetraploides, 
como batata, alfafa, café e amendoim são também maiores e mais vigorosos do que as variedades diploides. 
É por esse motivo que técnicas especiais têm sido usadas para obter esses efeitos, como, por exemplo, o uso 
da colchicina, que citamos acima.
Animais poliploides são normalmente inviáveis, com algumas poucas exceções, caso dos sapos do gênero 
Xenopus.
2.2 ANEUPLOIDIAS
Aneuploidias são alterações no número de cromossomos que não alteram o número de genomas (n) 
no indivíduo, de modo a se perder ou ganhar cromossomos individuais, mas não genomas (conjuntos 
cromossômicos n) inteiros. 
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1. SÍNDROME DE DOWN OU MONGOLISMO (47, XX OU XY)
2. SÍNDROME DE EDWARDS (47, XX OU XY)
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS 
Os aneuploides podem ser, portanto, indivíduos 2n + 1, 2n + 2 ou 2n - 1, 2n - 2, isto é, com cromossomos a 
mais ou a menos do que o número diploide normal. Na espécie humana são conhecidos muitos casos de 
aneuploidias relativas à variação do número de autossomos (aneuploidias autossômicas) ou de cromosso-
mos sexuais (aneuploidias sexuais).
Como decorrência do ganho ou perda de muitos genes, manifesta-se no indivíduo aneuploide um 
conjunto de sintomas (isto é, uma síndrome), às vezes muito graves.
Os indivíduos com três cromossomos do mesmo tipo são chamados trissômicos e os que têm apenas um 
são ditos monossômicos.
A síndrome de Down é a trissomia do cromossomo 21, de modo que os indivíduos com esta síndrome 
têm 47 cromossomos. Fala-se em trissomia do 21. Os portadores podem ser de sexo masculino (XY) ou femi-
nino (XX). Aproximadamente uma criança entre 700 e 800 nascidas apresentam o problema. 
A síndrome de Down manifesta-se por um grande número de sintomas, que variam de indivíduo para 
indivíduo. Na prática, basta a presença de quatro dos citados abaixo para firmar o diagnóstico:
- quociente intelectual (QI) muito baixo;
- face em lua cheia;
- prega palpebral (“olhos puxados”);
- língua fissurada;
- macroglossia (“língua grande”, o que leva a boca a estar frequentemente aberta)
- inflamação das pálpebras;
- uma única prega no dedo mínimo;
- uma prega transversal contínua na palma da mão (prega plantar ou simiesca); 
- obesidade;
- hipotonia (“flacidez”) muscular.
As crianças com a síndrome de Down, além de todos os sintomas citados, frequentemente nascem com 
defeitos cardíacos, que são a maior causa de morte nos 12 primeiros meses de vida. Quando sobrevivem, a 
expectativa média de vida é menor que a de um indivíduo não Down. 
Foi demonstrado estatisticamente que a incidência dessa anomalia é maior em filhos de mulheres que 
engravidaram em idades mais avançadas. Parece que a idade do pai não influi na frequência da anomalia.
Nas aneuploidias autossômicas humanas os cromossomos sexuais são normais (XX ou XY), mas há um 
dos autossomos em dose tripla. Fala-se, portanto, em trissomias, das quais as mais comuns são as descritas 
a seguir.
A síndrome de Edwards é a trissomia do cromossomo 18, de modo que os indivíduos com esta sín-
drome também têm 47 cromossomos. As crianças com essa síndrome apresentam baixa expectativa de 
vida, morrendo em algunspoucos meses após o nascimento. Apresentam microftalmia, defeitos de flexão 
dos dedos, defeitos cardíacos, renais e hérnia umbilical.
Tome nota: 
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ANEUPLOIDIAS SEXUAIS
3. SÍNDROME DE PATAU (47, XX OU XY)
1. SÍNDROME DO TRIPLO X OU DA SUPERFÊMEA (47, XXX)
2. SÍNDROME DE KLINEFELTER (47, XXY)
3. SÍNDROME DO DUPLO Y OU DO SUPERMACHO (47, XYY)
4. SÍNDROME DE TURNER (45, X0)
A síndrome de Patau (pronuncia-se “patô”) é a trissomia do cromossomo 13, de modo que os indivíduos 
com esta síndrome também têm 47 cromossomos. As crianças com essa síndrome também apresentam 
baixa expectativa de vida, morrendo em alguns poucos meses após o nascimento. Apresentam microcefalia, 
micrognatia, lábio leporino, palato fendido, defeitos cardíacos, renais e do tubo digestivo.
São homens em geral de estatura maior que a média da população. Têm pequeno desenvolvimento dos 
órgãos genitais, ausência de espermatozoides (azoospermia), desenvolvimento dos seios (ginecomastia) e 
outras alterações das características sexuais secundárias. Há distúrbios de comportamento e QI menor do 
que a média. 
São homens normais e férteis, não detectáveis apenas pela observação do fenótipo. Há trabalhos 
sugerindo que apresentam retardamento mental e agressividade acentuada, havendo maior incidência 
desses indivíduos em grupos de presidiários. Trabalhos modernos, entretanto, levantam sérios questiona-
mentos a respeito desses dados.
São mulheres estéreis, de baixa estatura, pescoço alargado, sem desenvolvimento mamário, ovários rudi-
mentares, fibrosos, e defeitos vasculares. A síndrome parece não causar retardamento mental. Estatísticas 
mostram que, em 75% dos casos, as mulheres com esta síndrome carregam o cromossomo X da mãe. Isso 
demonstra que o gameta defeituoso (sem cromossomo sexual) é frequentemente o espermatozoide.
Observação: Indivíduos Y0 são inviáveis pela falta de um cromossomo X, pois este é portador de um 
grande número de genes indispensáveis no desenvolvimento.
São fêmeas férteis, embora com alguns distúrbios sexuais e às vezes retardamento mental.
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CROMATINA SEXUAL DE BARR E A HIPÓTESE DE LYON
(MECANISMO DE COMPENSAÇÃO DE DOSE)
Cromatina sexual em células de mulher; observe no leucócito (à direita) a localização do mesmo na baqueta.
Fotomicrografia óptica de células de mulher evidenciando a cromatina sexual (setas).
Segundo a hipótese de Lyon, a inativação de um dos cromossomos X aconteceria muito cedo no desen-
volvimento embrionário e permite que a relação entre X e autossomos se mantenha a mesma, tanto em 
machos (que têm um só X) quanto em fêmeas (que só possuem um X funcional).
De fato, analisados vários indivíduos na espécie humana (XY, XX, XXY, XXX), a dosagem de uma determina-
da enzima, fabricada por um gene localizado no cromossomo X, mostrou-se mais ou menos a mesma para 
todos, apesar da variação do número total de cromossomos X. Esse mecanismo foi chamado compensação 
de dose.
Se apenas um dos cromossomos X é funcional, podemos deduzir que indivíduos com mais de dois X de-
vem mostrar mais de uma cromatina sexual. De fato, constata-se que o número de cromatinas sexuais é o 
total de X menos 1.
Na década de 40, Barr descobriu que na interfase de células somáticas das mulheres aparece, junto à 
face interna da membrana nuclear, uma pequena mancha de cromatina (heterocromatina). Essa mancha, 
chamada cromatina sexual ou corpúsculo de Barr, não ocorre nos homens.
A cromatina sexual pode ser observada em células da mucosa bucal e de outros tecidos. Nos leucócitos 
ela aparece como um pequeno lóbulo arredondado, preso ao núcleo, denominado baqueta.
Tome nota: 
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Importante: Cerca de 10% do cromossomo X extra não é inativado, permanecendo na forma de 
eucromatina, o que justifica as diferenças entre mulheres normais XX (que têm um cromossomo X 
ativo mais 10% do outro cromossomo X ativo) e mulheres Turner (que só têm um cromossomo X ati-
vo) e as diferenças entre homens normais (que só têm um cromossomo X ativo) e homens Klinefelter 
(que têm um cromossomo X ativo mais 10% do outro cromossomo X ativo).
Muitas outras aberrações cromossômicas já foram constatadas em natimortos e seguramente uma 
grande porcentagem dos casos de abortos espontâneos (não provocados) deve-se a aneuploidias 
diversas. Há até mesmo citações de embriões triploides, inviáveis, isto é, com 3n = 69.
Este teste de cromatina pode ser realizado extraindo-se células do embrião ainda no útero materno, 
através de técnicas como a amniocentese. Esta é feita por punção direta do útero de gestantes e coleta de 
líquido amniótico. Este líquido amniótico apresenta células que descamaram do corpo do embrião, que po-
dem ser retiradas e mantidas em cultura para obter o cariótipo. A amniocentese pode ser realizada por volta 
da 16ª a 18ª semana de desenvolvimento embrionário.
Outra maneira de realizar esse teste é a biópsia das vilosidades coriônicas, por volta da 9ª semana de 
desenvolvimento embrionário, que também pode detectar anomalias no cariótipo. 
Ambos os testes são muito invasivos e trazem riscos para a mãe e o feto, só sendo justificados em caso de 
gravidez de risco. Mulheres grávidas com idade avançada ou que já tenham apresentado filhos com defeitos 
são exemplos dessas situações. Caso seja detectada anomalia muito grave, que leve, por exemplo, à má-for-
mação fetal, alguns países optam pela realização do aborto clínico.
TESTES DE DIAGNÓSTICO
Veja que na síndrome de Turner não há cromatina sexual, apesar de o indivíduo ser fenotipicamente 
fêmea, e que na síndrome de Klinefelter há uma cromatina, apesar de o indivíduo ser macho.
Isso é de grande interesse clínico, pois já no nascimento, ao se suspeitar de um caso de aneuploidia sexual, 
basta fazer o teste da cromatina e depois completar o diagnóstico pela análise do cariótipo.