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Profa. Clarisse Beltrão É o ramo da genética dedicado ao estudo dos cromossomos (Chroma – cor; soma - corpo). Os cromossomos se coram intensamente com determinados corantes biológicos (Giemsa). Cromátide Braço Curto Braço Longo Centrômero Telômeros Telômeros Lócus gênico: posição do gene no cromossomo. Mapa gênico: gráfico de localização dos genes nos cromossomos. É típico de cada espécie, sendo idêntico entre todos os indivíduos da mesma espécie. Tipos de Cromossomos humanos Classificação dos Cromossomos Metafásicos: Cromátide Centrômero Constrição Secundária Satélite Cariótipo Cada espécie possui um conjunto cromossômico típico em termos do número e da morfologia dos cromossomos. Cariótipo Humano Normal: 46,XX ou 46,XY. 23 pares de cromossomos: 22 autossomos e 1 par sexual Meta: 1, 3, 19 e 20 Submeta: 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 17, 18 e X Acro: 13, 14, 15, 21, 22 e Y Grandes: 1, 2, 3, 4 e 5 Médios: 6, X, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 e 18 Pequenos: 19, 20, Y, 21 e 22 Cariótipo Humano Cariótipo Humano Classificação por Grupos Roteiro para elaboração de cariótipo humano O cariótipo humano está organizado em SETE grupos: A a G, perfeitamente identificáveis sob coloração convencional. 1) Identificar os cromossomos dos grupos, deixando-se por último aqueles do grupo C. GRUPO A (maiores cromossomos) #1 maior metacêntrico #2 maior submetacêntrico #3 segundo maior metacêntrico GRUPO B (submetacêntricos): 2 pares de submetacêntricos, cujos braços longos têm tamanho aproximado ao do cromossomo 3 Roteiro para elaboração de cariótipo humano GRUPO D: 3 pares de acrocêntricos médios GRUPO E: 3 menores pares de submetacêntricos, em tamanho total semelhante aos do grupo D #16 maior do grupo, centrômero ligeiramente descentralizado. #17 tamanho e posição do centrômero intermediária entre os demais do grupo #18 menor braço curto do grupo GRUPO F: dois pares de metacêntricos pequenos Roteiro para elaboração de cariótipo humano GRUPO G: dois pares de acrocêntricos pequenos (os menores), incluindo o Y (cromatina mais descondensada, pernas mais próximas) 2) Os sete pares de cromossomos restantes devem pertencer ao grupo C. São cromossomos submetacêntricos, com tamanhos médios. O cromossomo X faz parte deste grupo, logo as mulheres têm oito pares no grupo C. São organizados em ordem decrescente do tamanho do braço longo. Uma nova era da genética médica foi inaugurada em 1959 com duas descobertas praticamente simultâneas: ◦ Lejeune e cols.: O enfant mongoliens (crianças com mongolismo) possuem 47 cromossomos. ◦ Ford e cols. e Jacobs e Strong observaram anomalias dos cromossomos sexuais em pacientes com distúrbios do desenvolvimento sexual. Estima-se que essas anomalias afetem 0.7% de todos os nascidos vivos, 2% das gestações em mulheres com mais de 35 anos de idade e 50% dos abortos espontâneos no primeiro trimestre. As anormalidades dos cromossomos podem ser numéricas ou estruturais e envolver um ou mais autossomo ou cromossomos sexuais ou ambos. Mudanças numéricas geralmente são descritas como variações na ploidia do organismo. Euplóides: organismos com conjuntos completos ou normais de cromossomos. Mudanças numéricas geralmente são descritas como variações na ploidia do organismo. Poliplóides: organismos que carregam conjuntos extras de cromossomos. O nível de poliploidia é descrito referindo- se ao número básico de cromossmos, geralmente indicado por n. Diplóides: 2n cromossomos. Triplóides: 3n cromossomos. Tetraplóides: 4n cromossomos. Mudanças numéricas geralmente são descritas como variações na ploidia do organismo. Aneuplóides: organismos nos quais um determinado cromossomo ou segmento cromossômico está menos representado, sofrendo portanto um desequilíbrio genético específico. A aneuploidia refere-se a uma mudança numérica em parte do genoma, geralmente em um só cromossomo. Sub ou hiper representação de um cromossomo ou segmento de um cromossomo. A poliploidia refere-se a uma mudança numérica em todo o conjunto de cromossomos. A aneuploidia significa um desequilíbrio genético, mas a poliploidia não. Descreve uma mudança numérica em parte do genoma, geralmente uma mudança na dosagem de um único cromossomo. Indivíduos aneuplóides possuem mais ou menos cromossomos do que um múltiplo exato do conjunto haplóide. A maioria dos pacientes aneuplóides apresenta trissomia, menos frequentemente monossomia. O mecanismo mais frequente é a não- disjunção na Meiose I ou Meiose II. (Fig. 92. pag 140 genética médica). A presença de conjuntos extras de cromossomos é mais comuns em plantas que em animais. Um efeito da poliploidia é que o tamanho da célula aumenta, em geral os organismos poliplóides tendem a ser maiores e mais robustos que os demais diplóides. ◦ Ex: algumas cultivares de trigo, café, bananas... Os rearranjos estruturais resultam de quebra cromossômica, seguida de reconstituição numa combinação anormal. O rearranjo mais comum é denominado de translocação robertsoniana, ocorrem em 1 a cada 500 recém nascidos. ◦ Ocorre de forma espontânea ou é induzido através de clastógenos, tais como: radiação ionizante, infecções virais e substâncias químicas. ◦ Balanceados x não balanceados = Se o conjunto de cromossomos possuir o complemento normal de informações genéticas ou se tiver informações a mais ou a menos. Nos rearranjos não-balanceados o fenótipo provavelmente é anormal por causa da deleção ou duplicação de parte do cromossomo. ◦ Deleção ◦ Duplicação ◦ Cromossomos em anel ◦ Isocromossomos ◦ Cromossomos dicêntricos É a perda do segmento cromossômico. O portador é hemizigótico para as informações genéticas no segmento correspondente ao homólogo normal. Podem originar-se por crossing over desigual. (fig. 9.4B pag 142) Eles formam-se quando o cromossomo sofre duas quebras e as extremidades rompidas se reúnem numa estrutura circular. Num isocromossomo um braço está ausente e o outro duplicado. Um indivíduo com 46 cromossomos tem uma única cópia do material genético de um braço e três do outro. Dois seguimentos cromossômicos, cada um com seu cêntrômero, fundem-se, extremidade a extremidade e perdem seus seguimentos acêntricos. Os rearranjos cromossômicos não costumam ter efeito fenotípicos se forem balanceados. ◦ Inversões ◦ Translocações Um único cromossomo sofre duas quebras e é reconstituído com o segmento entre as quebras invertido. Envolvem a troca de segmentos de cromossomos não homólogos. ◦ Translocações recípocras: Quebra de cromossomos não homólogos com troca recíproca dos segmentos soltos. ◦ Translocações robertsonianas: envolve dois cromossomos acrocêntricos que se fundem próximo a região do centrômero com perda dos braços curtos. OBS: apesar do cariótipo desses indivíduos serem de 45 cromossomos, os braços curtos dos 5 pares de acrocêntricos existentes em humanos possuem cópias múltiplas dos genes nessa região, assim a perda desses braços não é nociva. A anomalia mais comum e mais bem conhecida em seres humanos é a Síndrome de Down, trissomia do 21. Fenótipo: retardo mental leve a moderado; achatamento da parte de trás da cabeça, inclinação das fendas palpebrais, pequenas dobras de peleno canto interno dos olhos, língua proeminente, ponte nasal achatada, orelhas ligeiramente menores, boca pequena, tônus muscular diminuído, ligamentos soltos, mãos e pés pequenos, pele na nuca em excesso. Malformações congênitas importantes e uma sobrevida que em geral não ultrapassa 1 ano. Grande índice de mortalidade intra-uterina. Características: fendas lábio-palatinas, anormalidades oculares, polidactilia, punhos cerrados e plantas dos pés arqueadas. Retardo no crescimento fetal, polidrâmnio (excesso de líquido amniótico), sobreposição dos dedos da mão, anormalidades cardíacas e crâneo-faciais. Olhos e região periocular: ptose palpebral (queda da pálpebra superior), estrabismo, pregas epicanticas, hipertelorismo ocular (afastamento excessivo dos olhos) e sobrancelhas espessas. Orelhas: implantação baixa. Boca: alterações dentárias. Cabelos: implantação baixa. Micrognátia (queixo pequeno) Pescoço curto e/ou alado. A característica mais comum é a esterilidade. Possuem função sexual normal, mas não podem produzir espermatozóides (Azoospermia) devido à atrofia dos canais seminíferos. Estatura elevada e magros, com braços relativamente longos; pênis pequeno; testículos pouco desenvolvidos devido à esclerose e hialinização dos túbulos seminíferos; pouca pilosidade no púbis; níveis elevados de LH e FSH, podem apresentar uma diminuição no crescimento de barba; ginecomastia (crescimento das mamas), devido aos níveis de estrogênio (hormônio feminino) mais elevados do que os de testosterona (hormônio masculino). Células masculinas e femininas humanas possuem cromossomos sexuais diferentes. Corpúsculo de Barr – presente nas células femininas. Nas células somáticas de mulheres normais um cromossomo X é inativado, igualando a expressão dos genes ligados ao x nos dois sexos. A inativação ocorre no início da vida embrionária, cerca de 3 dias após a fertilização, completando o processo ao final da 1a semana de desenvolvimento. Até a sexta semana de desenvolvimento embrionário, as células germinativas primordiais migram para as cristas gonadais, formando gônadas primitivas. Até essa etapa a gônada é bipotencial, podendo se desenvolver em ovário ou testículos a depender da ausência ou presença do cromossomo Y. Em alguns recém nascidos a determinação do sexo é impossível em razão da genitália ambígua. Um hermafrodita verdadeiro possui tecido testicular e ovariano, genitália ambígua e, em 90% dos casos é 46,XX (maioria SRY negativo para células não gonadais). Uma pequena percentagem dos hermafroditas verdadeiros possuem células 46XX e 46XY, proveniente de dois zigotos diferentes (organismo quimera). Possuem tecido gonadal de apenas um sexo. Homens 46,XY ou mosaicos. Mulheres 46,XX Em ambos os casos a genitália externa é ambígua ou típica do sexo cromossômico oposto.