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AULA 03 – MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS PARTE 1 – Estrutura e Classificação Cromossômica Antes de discutir sobre as mutações cromossômicas é interessante entendermos a estrutura dos cromossomos e como estes são classificados e organizados em um Cariótipo. O cromossomo metafásico (aquele que encontramos durante a fase da metáfase na mitose) é composto por duas Cromátides-Irmãs (esquerda e direita) unidas em uma região conhecida por Centrômero. É neste centrômero que encontramos os Cinetócoros, placas proteicas que permitem a ligação dos microtúbulos aos cromossomos, importantes para o direcionamento destes cromossomos durante a divisão celular. Já nas extremidades das cromátides-irmãs existem os Telômeros. Estes são estruturas que impedem que o cromossomo consiga ligar-se a outros cromossomos, ou seja, sem os telômeros, as extremidades dos cromossomos se tornam adesivas e podem ligar- se a outros cromossomos. Isto pode causar problemas no momento da divisão celular e desorganizar a separação do material genético para as células filhas. Outra parte da estrutura dos cromossomos são os Braços Cromossômicos, olhando a partir do centrômero a porção superior do cromossomo é considerada um braço cromossômico, enquanto a porção inferior seria o outro braço (slide 3). É importante também salientar que alguns cromossomos possuem tamanhos de braços iguais, sendo classificados como Metacêntricos. Já aqueles que possuem braços com tamanhos diferentes são divididos entre Submetacêntricos, Acrocêntricos e Telocêntricos. Nos Submetacêntricos, a diferença entre os tamanhos dos braços é pequena, ou seja, os braços quase têm o mesmo tamanho, mas não o tem. Enquanto isso, os Acrocêntricos possuem um braço consideravelmente menor do que o outro, e nos Telocêntricos o menor braço é tão pequeno que não é visível durante a observação do cromossomo (slide 4). Para estes cromossomos com tamanhos dos braços diferentes, adotamos a nomenclatura da letra “p” para braço curto (menor) e “q” para braço longo (maior). Esta classificação é importante para organizarmos um Cariótipo, que é o conjunto completo diploide de cromossomos de uma espécie (slides 5-9). Esta organização é importante para verificarmos se todos estão presentes (Cariótipo Normal), se tem algum ausente ou presente em cópias a mais (Mutações Cromossômicas Numéricas) (slide 14), ou mesmo com sua estrutura alterada (Mutações Cromossômicas Estruturais). PARTE 2 Responda as questões (01 a 03) referentes a esta aula 03 – Mutações Cromossômicas. PARTE 3 Existem Síndromes em animais causadas por alterações em seus cromossomos? Leia o Artigo 1 - Testes genéticos na eqüideocultura (Página 1 e coluna da esquerda da página 2). PARTE 4 – Mutações Cromossômicas Numéricas As alterações cromossômicas numéricas são divididas em Euploidias e Aneuploidias. As Euploidias correspondem ao fato de que uma célula possuir um número múltiplo do conjunto haploide de cromossomos a mais, ou a menos. Por exemplo: Célula diploide = 2n (Equinos: 2n = 64 cromossomos, onde n = 32), em um indivíduo com euploidia do tipo Triploide, esta célula seria 3n, ou seja, com 3.32 = 96 cromossomos. Ainda pode existir a Tetraploidia (célula = 4n), porém esta e mesmo a triploidia são inviáveis em animais (resultam em aborto espontâneo). Por outro lado, podem ocorrer as Aneuploidias. Neste caso, ao invés de apresentarem um excesso ou falta de um conjunto inteiro haploide de cromossomos, os indivíduos apresentam a falta ou o excesso de um ou poucos cromossomos. Por exemplo: Chimpanzé Normal: 2n = 48 cromossomos, e a Chimpanzé Kanako: 2n = 49, ou melhor, 2n = 49, XX, +22. Explicando a nomenclatura apresentada, 2n = 49 significa que a Kanako possui 1 cromossomo a mais que os demais seres da mesma espécie (que deveria ser 2n = 48), XX demonstra que entre os 49 cromossomos ela apresenta dois cromossomos sexuais X (ou seja, é uma fêmea), e +22 representa o ganho de um cromossomo 22 a mais. Assim, pelo fato de a Kanako apresentar 3 cópias do cromossomo 22, denominamos isto de Trissomia do 22. Uma condição genética que produz efeitos similares aos da Síndrome de Down em Humanos, contudo não pode ser chamada pelo mesmo nome, visto que em Chimpanzés a trissomia é do 22 e não do 21. Caso esta trissomia seja nos sexuais, como por exemplo, em Gatos Machos Tricolores (Pelagem branca, preta e laranja) com 2n = 39, XXY (Ver Artigo 2 - Alterações genéticas envolvidas na expressão das pelagens tortoiseshell e cálico em gatos domésticos machos: Revisão), dizemos que este indivíduo apresenta uma condição similar àquela encontrada na Síndrome de Klinefelter em Humanos (2n = 47, XXY). Além disso, ainda são possíveis encontrar em animais e humanos as Nulissomias (onde falta um par de cromossomos homólogos, por exemplo 2n = 44, XY, -5;-5. Onde um feto abortado de humanos possui em suas células 44 cromossomos, sendo os sexuais, XY e os cromossomos que estão em falta são os membros do par 5 de cromossomos homólogos); e as Monossomias em que o indivíduo apresenta um cromossomo a menos do que o esperado, por exemplo gatos (Normal: 2n = 38; e Monossômico: 2n = 37; XY, -16). Normalmente as monossomias toleradas (onde o indivíduo nasce vivo, apesar de apresentar uma diversidade de condições resultando em um Síndrome) entre humanos e animais envolvem os cromossomos sexuais. Como por exemplo, a Síndrome de Turner Equina (Normal: 2n = 64, XX ou XY; Turner: 2n = 63, X0) apresentada no artigo da Parte 3 deste roteiro. PARTE 6 Responda as questões (04 a 06) referentes a esta aula 03 – Mutações Cromossômicas. PARTE 7 – Mutações Cromossômicas Estruturais Saindo das alterações no número de cromossomos e entrando nas modificações das estruturas dos cromossomos, seguimos para as Mutações Cromossômicas Estruturais. Temos as Deleções, as Inversões, as Duplicações e as Translocações. Nas Deleções, segmentos (ou partes) do cromossomo são deletadas. Isto faz com que um membro do par de cromossomos homólogos possua todo o conteúdo gênico, enquanto o outro (Deletado), tenha falta de parte dos seus genes, denominamos isso de Rearranjo não equilibrado. Já na Inversão, ocorrem duas quebras em um mesmo cromossomo, o seguimento é rotacionado em 180 graus e posteriormente é ligado novamente ao cromossomo. Apesar dos dois membros do par cromossômico de homólogos agora possuírem a ordem dos genes diferentes, ambos continuam possuindo os mesmos genes, pois apenas a ordem aqui foi alterada. Chamamos isso de Rearranjo Equilibrado. Na Duplicação, regiões de um determinado cromossomo aparecem duas vezes, ou seja, são duplicadas. Como seu par de homólogo não possui a mesma duplicação, podemos dizer que este causa um Rearranjo não Equilibrado. E por fim, nas Translocações seguimentos de cromossomos não homólogos (ou Heterólogos) são trocados. PARTE 8 Resolvam a atividade 07. PARTE 9 – Híbridos Interespecíficos e Infertilidade Assistam ao vídeo no link abaixo sobre o caso do híbrido entre duas espécies: o Tigre (asiático) e o Leão (africano), conhecido como Ligre. Link: https://www.youtube.com/watch?v=Sxfp1KkJAR0 A palavra “Híbrido” remete a mistura de duas partes diferentes, no caso dos chamados Híbridos Interespecíficos especifica o cruzamento (com a manipulação humana) de indivíduos de duas espécies diferentes. Lembrando que Espécie é um grupo de indivíduos que são capazes de cruzar entre si e produzir descendentes (filhos) férteis, ou seja, com a mesma capacidade de se reproduzir. Assim, quando o ser humano cruza duas espécies diferentes, mesmo que muito próximas, como a Égua (Equus caballus, 2n = 64 e n = 32) e o Jumento (Equus asinus, 2n = 62 e n = 31), o resultado são descendentes inférteis (estéreis), neste caso a Mula (Fêmea) ou o Burro (Macho) ( 2n = 63). O problema reside no fato de que as duas espécies possuem números cromossômicos diferentes (64 e 62)e quando seus gametas (32 e 31) se fecundam, produz indivíduos com o número cromossômico ímpar (63). Desta forma, quando os tecidos germinativos destes indivíduos tentam produzir gametas através da Meiose, o pareamento dos cromossomos homólogos não é 100% correto, pois são cromossomos de duas espécies diferentes e a separação do material genético para as células filhas também não ocorre corretamente. Isto acaba gerando gametas com falta ou excesso de material genético, e quando estes fecundarem outro gameta, produzirá indivíduos com menos ou mais conteúdo gênico. Desta forma, acaba sendo inviável e o feto é abortado. Entretanto, mesmo quando falamos de indivíduos de uma mesma espécie cruzando existem vários fatores que podem afetar a capacidade de se reproduzirem, a conhecida Infertilidade. Alguns exemplos destes são: Fatores Orgânicos, Nutricionais, Endócrinos, Climáticos, Infecciosos e mesmos fatores Genéticos, como a Consanguinidade (cruzamento entre indivíduos aparentados) ou Mutações Cromossômicas.
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