aulas 3 4 e 5 DB

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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Numéricas e Estruturais
Princípios de Genética
Qualquer alteração no cariótipo é considerada uma mutação ou aberração cromossômica e causa grandes alterações no funcionamento celular, produzindo doenças graves ou mesmo a morte.
Alterações cromossômicas
Tipos de mutação
NUMÉRICAS: Quando ocorrem em cromossomos inteiros (faltam ou sobram cromossomos)
ESTRUTURAIS: Quando ocorrem internamente, em um ou mais genes ou segmentos cromossômicos.
Causados por agentes físicos, químicos e biológicos que provocam rupturas nos cromossomos, resultando em cromossomos com falta ou excesso de um segmento.
Alterações estruturais
Não balanceadas – deleção e/ou duplicação
 		Fenótipo anormal
Balanceadas – inversões e translocações
		Fenótipo normal
Tipos de alterações estruturais
Não-balanceadas
DELEÇÃO: É a perda de um segmento do cromossomo. Na espécie humana a deleção do braço curto do cromossomo 5. resulta na síndrome de cri du chat ou síndrome do choro do gato, provocando o atraso neuropsicomotor.
Haploinsuficiência
46,XX,del(5p)
Tipos de alterações 
F
J
G
H
I
A
E
B
C
D
Perda de uma região cromossômica é denominada de DELEÇÃO ou DEFICIÊNCIA
D
Deleção do segmento D
F
J
G
H
I
A
E
B
C
Alterações Estruturais de Cromossomos
Alterações Estruturais de Cromossomos
Deleções de segmentos cromossômicos em humano
Sindrome de Cri du Chat
Síndrome do miado do gato perda de parte do braço 5p (46, -5p)
1/37000 nascimentos mais comum síndrome ocasionada por deleção em humanos
A região deletada varia de pequenos trechos até a perda de todo o braço p
do cromossomo 15
De acordo com a extensão da deleção a síndrome é mais ou menos severa e determina a sobrevida do indivíduo
Região deletada
Par de cromossomos 5 de indivíduo com síndrome do Cri du Chat em que apresenta extensa deleção do cromossomo 5
7
Alterações Estruturais de Cromossomos
Características
Ao nascer a criança, quando chora, emite um som semelhante ao miado de um gato
Apresenta microcefalia (pequeno diâmetro da caixa craniana
Olhos bastante afastados
 (hipertelurismo)
Mandíbula recuada (hipognatia)
Orelhas malformadas e com inserção abaixo do normal
Desenvolvimento anormal de
habilidades motoras
Grave retardo mental
8
Tipos de alterações estruturais
DELEÇÃO:
Rearranjo Subtelomérico:
Rearranjos de regiões que contem muitos genes.
Uma deleção de milhares de pbs no cromossomo 1 gera a síndrome de deleção do 1q36
Alterações Estruturais de Cromossomos
Deleções cromossômicas e tumores em humanos
Deleções cromossômicas 
Também podem ser diagnosticadas com a utilização de sondas de DNA
Vantagem – pode se determinar precisamente a extensão da mutação 
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Alterações Estruturais de Cromossomos
Deleções cromossômicas 
Diversas formas de câncer estão relacionadas com deleções cromossômicas
Por que podem levar ao aparecimento do câncer?
Estudos demonstram que por dois motivos principais
1) Deleção de supressores de tumor
1) Disrupção da estrutura da heterocromatina onde o protooncogene está localizado e consequente ativação (oncogene)
11
Tipos de alterações estruturais
DUPLICAÇÕES: é a duplicação de parte ou do cromossomo total. 
		Síndrome de Pallister-Killian:
Duplicação de parte ou de todo o braço p do cromossomo 12
Trissomia e tetrassomia dos genes duplicados
F
J
G
H
I
A
E
B
C
D
Duplicação do segmento B
F
J
G
H
I
A
E
B
C
D
B
Tipos de alterações estruturais
Cromossomos em anel: corresponde à circularização do cromossomo que sofreu deleção das extremidades.
		
Geralmente são perdidos gerando monossomia do gene
46,X,r(X)
Tipos de alterações estruturais
ISOCROMOSSOMO: é um cromossomo proveniente de uma divisão no eixo perpendicular ao seu eixo usual de divisão. 
		
- Divisão defeituosa dos centrômeros
- Troca de um braço de um cromossomo com o seu homólogo
46,X,i(Xq) – Síndrome de Turner
Tipos de alterações estruturais
Cromossomos Dicêntricos: união de dois fragmentos de cromossomos, cada um com um centrômero com perda de fragmentos acêntricos.
		
Balanceadas
TRANSLOCAÇÃO: É a troca de segmentos de dois cromossomos não homólogos, com a permuta recíproca dos segmentos partidos. Esta alteração resulta em pacientes com Leucemia Mielóide por exemplo
Alterações Estruturais de Cromossomos
Recíprocas
Robertsonianas
Recíprocas
Alterações Estruturais de Cromossomos
Fenótipo normal
46,XX t(3;6)(p13;p14)
Recíprocas
Alterações Estruturais de Cromossomos
Fenótipo relacionado com a trissomia parcial do cromossomo 6
Recíprocas
Alterações Estruturais de Cromossomos
Translocação recíproca entre q22 e q9 (Filadélfia) 
Leucemia Mielóide Crônica
Robertsonianas
Alterações Estruturais de Cromossomos
Fusão dos braços longos de dois cromossomos
Cromossomos acrocêntricos
13, 14, 15, 21 e 22
45,XY der(14;21)(q14;q21)
Alterações Estruturais de Cromossomos
Robertsonianas – padrões de segregação
Alterações Estruturais de Cromossomos
Robertsonianas – padrões de segregação
Alterações Estruturais de Cromossomos
Robertsonianas – padrões de segregação
F
J
G
H
I
A
E
B
C
D
Dois cromossomos não homólogos trocam partes para produzir uma mutação denominada TRANSLOCAÇÃO
Q
V
R
S
T
U
K
P
L
M
N
O
Translocação
Alterações Estruturais de Cromossomos
A expressão do gene pode ser afetada por sua localização no genoma
Alterações Estruturais de Cromossomos
Translocações e câncer 
As translocações estão associadas à diversos tipos de câncer 
Linfomas de Burkitt câncer de células produtoras de anticorpos (células B)  altamente agressivo  grande comprometimento do SNC
Através da translocação de um protooncogene (MYC) presente no braço longo (q) do cromossomo 8 é re-alocado no braço longo(q) do cromossomo 14
Alterações Estruturais de Cromossomos
O protooncogene fica localizado em região de eucromatina relacionada a produção de anticorpos (acentuada atividade gênica) 
Alterações Estruturais de Cromossomos
Translocações encontradas em tumores 
INVERSÃO: Ocorre quando um fragmento cromossômico resultante de duas quebras pode sofrer uma rotação de 180° e em, seguida resoldar-se. Esta alteração resulta em indivíduos com vários tipos de anomalias, tanto físicas quanto mentais.
Alterações Estruturais de Cromossomos
F
J
G
H
I
A
E
B
C
D
F
J
I
H
G
A
E
B
C
D
Cromossomo pode quebrar girar 180  resultando em uma mutação denominada INVERSÃO
Inversão
Alterações Estruturais de Cromossomos
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Alterações Estruturais de Cromossomos
Inversão
paracêntrica
Paracêntrica não envolve o centrômero
Inversão
pericêntrica
Cromossomo pode quebrar e girar 180  resultando em uma mutação denominada INVERSÃO
Pericêntrica envolve o centrômero
30
INVERSÕES
Apesar de não haver perda ou ganho de material genético a inversão pode-se criar novos genes 
Alterações Estruturais de Cromossomos
31
Alterações Estruturais de Cromossomos
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Numéricas
Tipos de mutação
NUMÉRICAS: Quando ocorrem em cromossomos inteiros (faltam ou sobram cromossomos)
ESTRUTURAIS: Quando ocorrem internamente, em um ou mais genes ou segmentos cromossômicos.
Alterações numéricas
São alterações que ocorrem no número de cromossomos das células somáticas e podem ser de dois tipos:
EUPLOIDIAS: Envolvem genomas inteiros. 
			Alterações múltiplas da carga haplóide.
ANEUPLOIDIAS: Envolvem parte do genoma.
			Alterações não múltiplas da carga haplóide.
Monoploidia: Quando há apenas uma cópia de cada cromossomo (haplóide).
Triploidia: Quando há três cópias (triplóide).
Poliploidia: Quando há quatro ou mais cópias (tetraplóide, poliplóide)
Alterações numéricas
Alterações Numéricas de Cromossomos
POLIPLOIDIAEM HUMANOS
Extremamente letal
Normalmente aborto espontâneo ou natimorto
Deformidades internas e externas extensas
Alterações numéricas
EUPLOIDIAS
Triploidia
Tetraploidia - letal
1 a 3% dos nascimentos
Fecundação de um óvulo por 2 espermatozóides
Incidência 1/10.000 nascimentos
XYY – viável e gestação apresenta molas hidatiformes parciais
XXY – naturalmente abortados
92,XXXX ou 92, XXXY – insucesso na clivagem do zigoto
Aneuploidia ou Somias: São alterações que abragem apenas uma parte do genoma, envolvendo diminuição ou acréscimo de um ou mais cromossomos no cariótipo normal.
Alterações numéricas
Nulissomia: Quando falta um dos pares de cromossomos. Na espécie humana é letal.
Monossomia: Quando falta um cromossomo de um dos pares. Há um cromossomo a menos no total do cariótipo. Na espécie humana existe o caso da síndrome de Turner.
Trissomia: Quando há um cromossomo a mais em um dos pares. Portanto um cromossomo a mais no cariótipo.
Alterações numéricas
Causas das aneuploidias
ERROS MEIÓTICOS = NÃO-DISJUNÇÕES DOS CROMOSSOMOS
vírus, raio x, substâncias químicas (drogas como LSD, maconha, nicotina, cafeína, ciclamatos ...), idade materna, calor, radiações, predisposição genética a não-disjunção dos cromossomos na divisão celular meiótica.
 Não-disjunção meiótica 
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
Aneuploidias bem caracterizadas
TRISSOMIAS DOS CROMOSSOMOS 13, 18 E 21
Síndrome de Down (Trissomia do par 21) : ocorre em pessoas do sexo masculino com cariótipo 47 XY + 21 ou 45A + XY = 47, ou do sexo feminino com cariótipo 47, XX + 21 ou 45A + XX = 47.
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
John Langdon Down (1866)
1959 – trissomia do cromossomo 21
QI baixo(variável); prega transversal contínua na palma da mão (simiesca), pálpebras edemaciadas, língua fissurada grande e grossa, boca entreaberta, hiperflexibilidade ligamentar e tendinosa, ângulo de abertura maior entre hálux e segundo artelho, complicações cardíacas..
Síndrome de Down
Frequência 1-2/1.000 nascimentos (aumentando com a idade da mãe: 1/350 (35 anos).
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
Genes candidatos no cromossomo 21
DYRK1A – quinase
Defeitos na aprendizagem e memória
APP – proteína precursora β amilóide
Sinais clínicos da doença de Alzheimer
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
Anomalia que ocorre na concepção
Apenas 5% dos fetos afetados nascem
Síndrome de Edwards (trissomia do cromossomo 18): Os indivíduos com essa síndrome apresentam atrofia do sistema nervoso, retardo de crescimento, anomalia no septo ventricular cardíaco, orelhas deformadas, espinha bífida, hérnia diafragmática.
50% morrem em 1 semana
5% vivem até 1 ano
Problemas sérios de desenvolvimento
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
Síndrome de Patau (trissomia do cromossomo 13): Os indivíduos com essa síndrome apresentam polidactilia, atrofia do sistema nervoso, calcanhares com proeminências, deficiência mental e testa inclinada.
95% morrem no primeiro ano
80% apresentam trissomia total
20% apresentam trissomia parcial do 13q – translocação
ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS
Aumento da não disjunção meiótica
EXEMPLO
Mulher de 45 anos
- Todos os óvulos são formados no início da vida.
Todos os óvulos estão em prófase I.
A meiose ocorre durante a ovulação.
Óvulos de 45 anos tem maior incidência de não disjunção meiótica
ANEUPLOIDIAS EM CROMOSSOMOS SEXUAIS
Sindrome de Turner: São indivíduos do sexo feminino 45, X ou 44A +X0 = 45.
 Apresentam ovários atrofiados, deficiência hormonal, esterilidade, mamas pequenas, vulva infantil, pescoço alado, estatura baixa, deficiência cardíaca. Raramente apresentam deficiência mental
Henry Turner, 1938
Anormalidades no X- deleção parcial ou total do Xp
Falta do X paterno 
Sindrome de Klinefelter: Ocorre em indivíduos do sexo masculino com cariótipo tipo 47, XXY ou 44A + XXY = 47 (com cromatina sexual positiva, pois possuem dois cromossomos X). 
Apresentam testículos pequenos, esterilidade, infantilismo dos órgãos sexuais, mamas desenvolvidas e deficiência mental em grau variado.
ANEUPLOIDIAS EM CROMOSSOMOS SEXUAIS
Harry Klinefelter, 1942
X extra proveniente da mãe – 50%
48,XXYY – 48, XXXY – 49, XXXXY alto grau de retardo mental
ANEUPLOIDIAS EM CROMOSSOMOS SEXUAIS
Síndrome do Triplo X (47, XXX) 
ocorre em indivíduos do sexo feminino, com aparência normal, geralmente férteis. (Super-fêmea)
Inativação dos cromossomos X extras
ANEUPLOIDIAS EM CROMOSSOMOS SEXUAIS
Síndrome do Duplo Híbrido 47, (XYY) 
encontrada nos homens, de aparência normal, (Super-macho).
Frequência na população encarcerada – 1/30
Frequência na população em geral – 1/1000
Alta agressividade
violência
Décadas 60 e 70
Hiperatividade
Déficit de atenção
Dificuldade de aprendizagem
PRINCÍPIOS DE CITOGENÉTICA CLÍNICA
O que é Citogenética?
É o estudo dos cromossomos, sua estrutura e sua herança, aplicado à prática da genética médica.
É o ramo da Genética que estuda a estrutura, função e comportamento dos cromossomos e suas anomalias.
55
Pra que serve a Citogenética?
A Citogenética atua na identificação de alterações no número e na estrutura dos cromossomos
Doenças Genéticas.
56
Distúrbios Cromossômicos
Qualquer tipo de alteração de números e estrutural dos cromossomos
Perdas reprodutivas
 Malformações congênitas
Retardo mental
Câncer, etc.
São amplamente mais frequentes que alterações monogênicas
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Distúrbios Cromossômicos
Distúrbios citogenéticos
1% em todos os nativivos
2% em gestações de mulheres acima dos 35 anos.
50% de todos os abortos espontâneos.
Estimativa de 15% entre todos os ciclos menstruais de mulheres com vida sexual ativa e sem contracepção
58
Material biológico:
		- sangue, biópsia de pele, líquido aminiótico, medula óssea, etc.
2. Cultura de células
		- leucócitos, fibroblastos, aminiócitos
Estudo citogenético
Tratamento com drogas inibidoras da mitose
Colchicina (inibe a formação das fibras do fuso)
Como se faz um estudo citogenético?
Bloqueio da mitose em metáfase
Como se faz um estudo citogenético?
- Lise hipotônica do núcleo
- Coloração e visualização em microscópio
CARIÓTIPO
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Estrutura do cromossomo
Braço curto (p)
Braço longo (q)
Identificação cromossômica
Tamanho – cariótipo
Centrômero
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Identificação cromossômica
Bandas Cromossômicas
Colorações diferentes
Giemsa (padrão G) 
Padrão R (reverso)
Em metáfase
300 a 450 bandas
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Identificação cromossômica
Bandas Cromossômicas
Colorações diferentes
Quinacrina (padrão Q)
Padrão de bandas C
fluorescência
Coloração de centrômeros e heterocromatina constitutiva
Identificação cromossômica
Padrão de bandas 
Identificação cromossômica
Padrão de alta resolução 
550 a 850 bandas
prófase
metáfase
prometáfase
Anomalias estruturais sutis
Identificação cromossômica
Sítios frágeis
Lacunas não coradas em locais característicos
É necessário expor as células a condições que alterem ou inibam a síntese de DNA (ex. drogas antineoplásicas).
Síndrome do X frágil em homens – retardo mental
Repetição da trinca CGG - + que 200 cópias 
Identificação cromossômica
Hibridação in situ por fluorescência - FISH
Sondas específicas pra cada cromossomo
Hibridação in situ por fluorescência 
(FISH)
Centrômero Cr 17
Centrômero Cr 17
Sonda para 17p
Deleção do braço p do cromossomo 17 – Síndrome de Smith-Magenis
Identificação cromossômica
Sondas específicas 
para genes individuais
Gene fator VIII Cr. X
Centrômero Cr. 17
Cromossomo X
Hibridação Genômica Comparativa
Identificação cromossômica
Hibridação Genômica Comparativa
Deleção
Duplicação