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Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 1 Variações numéricas dos cromossomos ou HETEROPLOIDIA 1. CONCEITO Heteroploides são organismos cujo n.º de CRS presentes em cada célula somática (2n) não é exatamente o dobro do nº básico de CRS da espécie (X): 2n = 2X Diploides = Padrão 2n 2X Heteroploides (resto) (X = nº básico de CRS da espécie e 2n = nº de CRS presentes em uma célula somática) ORIGEM: erros durante a mitose ou meiose. 2. TIPOS DE HETEROPLOIDES Aneuploides Monossômico, trissômico, etc Euploides Monoploides Poliploides Alopoliploides Autopoliploides 3. ANEUPLOIDES ANEUPLOIDES são organismos heteroploides que possuem em cada uma de suas células somáticas um ou mais CRS adicionais ou em falta, em relação ao nº normal de CRS da espécie. Portanto, o nº de CRS presentes em cada célula somática (2n) de um aneuploide não é um múltiplo exato do nº básico de CRS (X) 3.1. TIPOS DE ANEUPLOIDES Referência: espécie 2n=2X=8 X=4 (diploide; X = 1, 2, 3, 4) Tipo de aneuplóide Constituição cromossômica Fórmula Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 2 Normal (1,2,3,4) (1,2,3,4) 2n = 2X = 8 Monossômico (1,2,3,4) (1,2, 4) 2n = 2X - 1 = 7 Trissômico (1,2,3,4) (1,2,3,4) (2) 2n = 2X + 1 = 9 Tetrassômico (1,2,3,4) (1,2,3,4) (4,4) 2n = 2X + 2 = 10 Nulissômico (1,2,3 ) (1,2,3 ) 2n = 2X – 2 = 6 Combinações dos tipos acima 3.2. EXEMPLOS DE ANEUPLOIDES Aneuploides mais comuns: trissômicos e monossômicos. Exemplos na espécie humana: ENTRE FETOS ABORTADOS, já foram encontrados trissômicos para cada um dos CRS, exceto o cromossomo número 1. SÍNDROME DE PATAU (trissomia do 13): a morte geralmente ocorre em horas ou em dias, mas o feto pode sofrer aborto espontâneo SÍNDROME DE EDWARDS (trissomia do 18): a morte geralmente ocorre aos 3-4 meses de idade, mas pode ser protelada até 2 anos SÍNDROME DE DOWN (trissomia do 21). Síndrome de Turner: AAX0 Síndrome de Klinefelter: AAXXY 4. EUPLOIDES EUPLOIDES são organismos heteroploides cujo nº de cromossomos presentes em cada célula somática (2n) é um múltiplo exato do nº básico de CRS da espécie (X). Portanto, os euploides possuem genomas (X) inteiros em cada uma de suas células somática. 4.1. TIPOS DE EUPLOIDES Referência: X = 1, 2, 3, 4 Euplóide Constituição cromossômica Fórmula Monoplóide (1,2,3,4) 2n = X Triplóide (1,2,3,4) (1,2,3,4) (1,2,3,4) 2n = 3X Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 3 Tetraplóide (1,2,3,4) (1,2,3,4) (1,2,3,4) (1,2,3,4) 2n = 4X Pentaplóide X X X X X 2n = 5X Os MONOPLOIDES são euploides que possuem apenas uma cópia do conjunto básico de CRS (X) em cada uma de suas células somáticas, enquanto os POLIPLOIDES possuem três ou mais cópias do conjunto básico de CRS em cada uma de suas células somáticas. Grau de ploidia é o número de vezes que o conjunto básico de CRS (X) é repetido em cada célula somáticas do poliploide. Um grau de ploidia par indica que o indivíduo pode ser fértil, enquanto um grau de ploidia impar indica que o indivíduo é estéril. Por exemplo, os triploides tem grau de ploidia “3” e são estéreis, enquanto há os tetraploides férteis, com grau de ploidia “4”. 4.2. OCORRÊNCIA DE POLIPLOIDES. Comum em plantas. Várias plantas de interesse comercial são poliploides: alfafa, banana, maçã, café, algodão, amendoim, batata, morango, cana-de-açúcar, tabaco e trigo. 4.3. TIPOS DE POLIPLOIDES 4.3.1. AUTOPOLIPLOIDES Os autopoliploides possuem um único genoma ou conjunto básico de CRS (“X”) que é repetido três ou mais vezes dentro de cada célula somática. Portanto, eles possuem CRS oriundos de uma única espécie diploide. 2n=4X=AAAA → Autotetraploide (alfafa e batata) 2n=3X=AAA → Autotriploide (alguns clones de bananas, maçãs e peras) ORIGEM: a) Erros na mitose ou meiose que levem a produção de células somáticas ou gametas não reduzidos, ou seja, gametas que tem o mesmo número de CRS da célula somática. Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 4 b) Os triploides podem ser produzidos pelo cruzamento de um tretraploide (2n=4X) com um diplóide (2n=2X). EXEMPLO de produção de um autotriploide de melancia (Citrullus lanatus). 4.3.2. ALOPOLIPLOIDES Os alopoliploides possuem, dentro de cada uma de suas células somáticas, genomas ou conjuntos básico de CRS (“X”) oriundos de espécies diferentes. O Triticum aestivum (trigo), por exemplo, é um alohexaploide e reúne genomas oriundos de três espécies diferentes. Representação: Espécie 1: 2n=2X=20=AA (diploide) Espécie 2: 2n=2X=20=BB (diploide) Espécie 3: 2n=2X=18=CC (diploide) Espécie 4: 2n=AABB=40 (alotetraplóde) Espécie 5: 2n=AACC=38 (alotetraploide) Espécie 6: 2n=AABBCC=28 (alohexaploide) n = 2x = 22 Melancia 2n = 2x = 22 (Fértil) Duplicação dos CRS X Melancia 2n = 2x = 22 (Fértil) Gametas Semente Embrião (Estéril) 2n = 3x = 33 Planta (Estéril) 2n = 3x = 33 Fruto sem semente Melancia 2n = 4x = 44 (Fértil) n = X = 11 Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 5 ORIGEM: cruzamento interespecífico seguido de duplicação dos CRS somáticos ou irregularidades na meiose, produzindo gametas não reduzidos. EXEMPLO- Esquema de formação de um alotetraplóide hipotético. Um anfidiplóide possui dois genomas oriundos de espécies diferentes em cada uma de suas células somática (“A” e “B”). Mesmo quando os dois genomas tem o mesmo número de CRS, não há homologia perfeita entre os CRS do genoma A com os CRS do genoma B e, por essa razão, os CRS não formam pares perfeitos na meiose I, o que é necessário para produção de gametas balanceados viáveis. A consequência disso é a esterilidade do anfidiploide. EXEMPLO: Algodão do Velho Mundo: 2n=2x=AA= 26 CRS (espécie diploide) Algodão do Novo Mundo: 2n=2x=BB=26 CRS (espécie diploide) Algodão cultivado: 2n=2X=AABB=52 CRS (espécie alotetraploide) Espécie B (genoma BB) 2n = 2x” = 24 Espécie A (genoma AA) 2n = 2x = 22 X Gameta B n = X” = 12 Gameta A n = X = 11 Gametas AB n = x+x” = 23 Duplicação dos CRS alotetraploide (Fértil) AABB 2n=2x+2x”=46 Anfidiploide AB (estéril) 2n=x+x”=23 Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 6 EXEMPLO- “Raphanobrássica” é um alotetraploide produzido artificialmente em 1928, por G.D. Karpechenko. Ele é resultante do cruzamento entre duas espécies da família cruciferae: - Brassica oleracea (couve): utilizam-se as folhas na alimentação. - Raphanus sativus (rabanete): “ as raízes “ “ - “Raphanobrássica”: não tinha valor comercial; suas folhas eram semelhantes às de rabanete e suas raízes às de repolho. Repolho Brássica olerácea 2n = 2x = 18 = BB Híbrido Estéril 2n = x’ + x = AB = 18 “Raphanobrássica” Fértil 2n =36 = AABB = Alotetraplóide Rabanete Raphanus sativus 2n = 2x = 18 = AA Gametas Gametas não- reduzidos X A B AB AB Roteiro de aula da disciplina “BIO 240 - Genética”/DBG/UFV. Professor: Marcos Ribeiro Furtado “Heteroploidia” 7 ORIGEM DE ANEUPLÓIDES a) Movimento retardado do CR durante a anáfase na mitoseou na meiose. Exemplo/ Anáfase I: b) Não disjunção na anáfase da mitose ou da meiose. Exemplo/Anáfase II: c) Assinapse (não pareamento de CRS homólogos na meiose): Zigoto 2X = Normal 2X-1 = Monossômico Gameta X X Gameta X X-1 + + Perdido Zigoto 2X+1 = Trissômico 2X -1 = Monossômico Gameta X X Gameta X + 1 X - 1 + + Zigoto 2X+1= Trissômico 2X-1 = Monossômico Gameta X X Gameta X + 1 X - 1 + +
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