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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Doutoranda Jemima Barros Departamento de Genética CARIÓTIPO HUMANO - Conjunto de cromossomos específico da espécie humana: - Células humanas diploides (dois conjuntos cromossômicos) 46c n n 2n ♀ 46,XX ♂ 46,XY Metáfase Cariótipo Feminino: 46,XX CARIÓTIPO HUMANO CARIÓTIPO HUMANO Cariótipo Masculino: 46,XY Metáfase ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Alterações cromossômicas Variações no conjunto cromossômico de uma espécie. Alterações no conjunto cromossômico Desbalanço da informação genética Alterações fisiológicas, metabólicas, anatômicas e de função ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Responsáveis por uma série de condições clínicas distúrbios cromossômicos: - Perdas fetais (Abortos espontâneos 42%) - Malformações congênitas - Retardo mental - Distúrbios do desenvolvimento sexual e infertilidade - Patogenia do câncer 1 em cada 160 nativivos 2% de todas as gestações (mulheres > 35 anos) ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS INDICAÇÃO DO ESTUDO CROMOSSÔMICO Diagnóstico clínico Malformação / retardo mental Atraso da puberdade Baixa estatura RDNPM Problemas reprodutivos Infertilidade Abortamento de repetição Diagnóstico pré-natal Idade materna avançada Alteração cromossômica equilibrada Alteração ao ultrassom/exames laboratoriais OBTENÇÃO CROMOSSÔMICA TECIDO AMOSTRA Sangue Periférico Punção venosa Líquido amniótico Aminiocentese Vilosidade Aspiração Sangue Fetal Cordocentese Produto de Aborto Curetagem Medula óssea Punção esternal/iliaca Tecidos sólidos Biopsia ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS CULTURA DE LINFÓCITOS • sangue • meio de cultura • soro fetal bovino • fito-hemaglutinina estufa 37o C 72 horas colchicina 2 horas Preparação cromossômica: • hipotônica • fixador Lâminas: • preparação • coloração • análise Gianna Carvalheira – Unifesp Rápido, fácil e baixo custo Permite a contagem do número de cromossomos Permite avaliar a qualidade dos preparados cromossômicos Coloração Convencional: - Incorporação de corante DNA-específico (Giemsa) TÉCNICAS CITOGENÉTICAS Técnicas de Bandeamento e Coloração Produzem bandas ou faixas ao longo dos cromossomos Diferenciação longitudinal dos cromossomos Identificação dos cromossomos Bandas G, R e Q Marcam regiões específicas Bandas C, RON... ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS TÉCNICAS CITOGENÉTICAS Tratamento cromossômico de desnaturação ou digestão enzimática seguida da incorporação de corante DNA-específico. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO G - Desnaturação com Tripsina seguida de coloração com Giemsa Cada par tem padrão típico de bandas claras e escuras Sistema Internacional para Nomenclatura em Citogenética Humana ISCN (1985; 1995; 2013) • Padronização internacional da nomenclatura •São organizados em pares (homólogos) Grupos A a G (Tamanho, posição do centrômero e padrão de Bandas) • 22 autossomos + 1 sexual = 46,XX e 46,XY • p e q regiões bandas sub-bandas NOMECLATURA C p q Ex: 2q32, 2p25, 1q42.1 Ideograma mostrando padrão de bandeamento G, com cerca de 400 bandas. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO G ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO R Gianna Carvalheira – Unifesp Banda Reversa - Bandeamento R: Cromossomos recebem pré-tratamento com calor e coloração Giemsa. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDAS G/ R 4 der(4) 13 der(13) p16 q11 4 der(4) 13 der(13) p16 q11 A B BANDA G - Bandas Reversas bandas R claras e escuras são o inverso das observadas no bandeamento G. 4 der(4) 13 der(13) p16 q11 4 der(4) 13 der(13) p16 q11 A B BANDA R ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO Q Borck et al.J Med Genet 38 (2001). -Bandeamento Q: Coloração feita com quinacrina-mostarda, observada em microscopia de fluorescência. As bandas são brilhantes e opacas (bandas Q). As bandas Q brilhantes correspondem às bandas G escuras – ricas em AT. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO C -Bandeamento C: desnaturação com hidróxido de bário e coloração com Giemsa. Coloração da região centromérica regiões de heterocromatina constitutiva. Cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22 Região rica em DNAr, que constitui o nucléolo ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS BANDEAMENTO NOR (Nucleolar Organizer Regions) - RON Região organizadora do nucléolo Impregnação com o Nitrato de Prata ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS TÉCNICAS CITOGENÉTICAS Esclarecer rearranjos complexos ou detectar rearranjos indetectáveis à análise convencional, para confirmação ou diagnóstico rápido. - Hibridização in situ Fluorescente (FISH) - Hibridização Genômica Comparativa (CGH) - Cariótipo Espectral (SKY) - FISH-multicolor (M-FISH) - Multicolor Banding (MCB) Citogenética Molecular: Hibridização in situ Fluorescente (FISH) TÉCNICAS CITOGENÉTICAS Verificar a presença da sequência de interesse e qual a exata localização elucidar anormalidades ao nível de gene segmento de DNA ou RNA (sonda) sequência de nucleotídeos complementar (sequência-alvo) + ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS TÉCNICAS CITOGENÉTICAS Sonda WCP 4 Xpter e CEP 13 green 21 red M-FISH SKY MCB Alterações Numéricas Alteração no número total de cromossomos Alterações Estruturais Alteração na estrutura dos cromossomos Euploidias Aneuploidias Balanceadas Não Balanceadas ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Euploidias:Múltiplos exatos do conjunto haplóide; Condições normais: n = 23 Conjunto haploide (gametas normais) 2n = 46 Conjunto diploide normal (células somáticas) Condições Anormais: 3n = 69 Triploidia (69,XXX) 4n = 92 Tetraploidia (92,XXXX) ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Poliploidia mais que dois conjuntos cromossômicos É um evento raro, quase incompatível com a vida! - Erros durante a divisão celular nos gametas, - Falha na conclusão da divisão inicial do zigoto. Triploidia - Quase sempre resulta em aborto espontâneo. - A sobrevida até o nascimento é rara. TRIPLOIDIA (3n) Aneuploidias: Ganho ou perda de um ou poucos cromossomos Principais Aneuploidias: 2n-1 = 45 Monossomias 2n+1 = 47 Trissomias Aneuploidias Raras: 2n+2 = 48 Tretrassomia 2n-2 = 44 Nulissomia (par) Trissomia dupla 2 cromossomos distintos – 3 cópias - São decorrentes da não disjunção Mitótica (Mosaicismo) Meiótica poucos de pares ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Não disjunção Mitótica Mosaicismo cromossômico Resultante da não disjunção mitótica no início do desenvolvimento embrionário. Devido a existência de duas ou mais linhagens celulares derivadas de um mesmo zigoto. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Presença de dois ou mais cariótipos distintos em um indivíduo ou tecido EX: 47,XY,+21[20]/46,XY[80] 47,XX,+21[70]/46,XX[30] ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS ORIGEM DAS ANEUPLOIDIASGametas Anormais (100%) 24 24 22 22 Gametas Anormais (50%) Não disjunção - Meiótica 23 23 23 23 23 24 22 23 Gametas Normais (100%) n (n+1) (n-1) n (n+1) (n-1) 23 + = + = + = 23 23 24 23 22 Zigoto Zigoto Zigoto Fecundação ORIGEM DAS ANEUPLOIDIAS 23 + = + = + = 23 23 24 23 22 Zigoto 2n = 46 (diploide normal) Zigoto 2n + 1 = 47 (Trissomia) Zigoto 2n – 1 = 45 (Monossomia) Fecundação ORIGEM DAS ANEUPLOIDIAS ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DE DOWN Distúrbio cromossômico mais comum 1:800 nascimentos Descrita: Langdon Down, 1866 47,XX,+21 Ponte nasal baixa Boca aberta com língua protusa Face achatada e Braquicefalia Mão curta com prega palmar única Pescoço curto Prega epicântica 95% - trissomia livre 21, 5% - t(14;21), t(21;21) e 2% - mosaicismo Hipotonia ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DE EDWARDS Retardo mental / desenvolvimento 1:7500 nascimentos Grave malformação cardíaca Orelhas malformadas Mãos cerradas “Pé de cadeira de balanço” Hipertonia 95% dos conceptos são abortados Sobrevida baixa 47,XX ou XY,+18; 47,XY,+18/46,XY 47,XY,+18 Occipúcio proeminente e mandíbula recuada ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DE PATAU 1:15.000 a 1:25.000 nascimentos Retardo mental e do crescimento Graves Malformações SNC Anormalidades oculares Lábio leporino e fenda palatina “Pé de cadeira de balanço” Polidactilia e mãos fechadas Defeitos cardíacos e urogenitais 47,XX ou XY,+13; 46,XX ou XY,t(13;14) 47,XX,+13 ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DE TURNER Inteligência normal 1:4000 nascimentos Linfedema mãos e pés dos bebês Baixa estatura Disgenesia gonadal Pescoço alado Retardo no desenvolvimento sexual / Infertilidade Anomalias renais e cardiovascular Tórax largo e mamilos afastados 45,X; 46,X,r(X)/46,XX; 45,X/46,X,r(X)/46,XX; 45,X/46,X,del(Xp); 46,X,i(Xq) 45,X ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DE KLINEFELTER Altos, magros com membros longos 1:1000 nascimentos Inteligência reduzida, dificuldade de aprendizado, problemas sociais e de adaptação psicossocial Testículos pequenos Ginecomastia Quase sempre inférteis Características sexuais secundárias não se desenvolvem 47,XXY; 48,XXXY; 49,XXXXY 47,XXY ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias SÍNDROME DO DUPLO Y Não possui fenótipo anormal 1:1000 nascimentos Homens altos Desenvolvimento sexual e inteligência normal Fertilidade geralmente normal Risco aumentado para problemas educacionais e comportamentais 47,XYY 47,XYY ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS Aneuploidias TRIPLO X / TRISSOMIA DO X Não possui fenótipo anormal 1:1000 nascimentos Fertilidade em geral normal* Estatura acima da média 70%: dificuldade de aprendizagem (Déficit de QI) Hiperatividade e tendência à esquizofrenia 47,XXX; 48,XXXX; 49,XXXXX 47,XXX Comportamento anormal Alterações Numéricas Alteração no número total de cromossomos Alterações Estruturais Alteração na estrutura dos cromossomos Euploidias Aneuploidias Balanceadas Não Balanceadas ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Modificações na estrutura dos cromossomos Alterações Estruturais Balanceadas Não Balanceadas Induzidas: Agentes físicos, químicos ou biológicos Quebras cromossômicas reconstituição em configuração anormal rearranjos estruturais Espontâneas Alterações Balanceadas: Complemento normal de informações genéticas, sem consequências para o portador gametas alterados. Alterações não balanceadas: Balanço gênico alterado, trazendo consequências para o portador e desenvolvimento anormal. ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Ex: Inversão, Translocação, Inserção Ex: Deleção, Duplicação, Cromossomo em anel, Isocromossomo ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS INVERSÃO (inv) Único cromossomo sofre duas quebras e é incorretamente reconstruído com segmento invertido. Inversões Paracêntrica Inversões Pericêntrica Balanceada ou Não? ALÇAS DE INVERSÃO É uma estrutura tridimensional formada para possibilitar o pareamento de segmentos equivalentes dos cromossomos homólogos quando um deles possui um segmento invertido. • Ocorre durante a gametogênese dos indivíduos portadores de uma inversão cromossômica (meiose I). Alças de Inversão Crossing-over A forma como ocorre e os produtos cromossômicos formados são diferentes entre os 2 tipos de inversões. ALÇAS DE INVERSÃO - PARACÊNTRICA -Balanceado – Não recombinante -Cromossomo dicêntrico/-hij+abcd -Cromossomo acêntrico/-abcd+hij -Normal – Não recombinante Crossing over dentro das alças de inversão ALÇAS DE INVERSÃO - PERICÊNTRICA - Balanceado – Não recombinante - Não balanceado + abcd / –hij - Não balanceado + hij / -abcd - Normal – Não recombinante Crossing over dentro das alças de inversão ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Translocação Recíproca (rcp/t) Há quebras em dois cromossomos não homólogos troca recíproca de material (cromossomo derivativo) TRANSLOCAÇÃO Troca de segmentos gênicos - cromossomos não homólogos Alteração cromossômica mais comum em seres humanos 1/500 Balanceada ou Não? Diagrama de uma translocação balanceada entre os cromossomos 3 e 11, t(3;11)(q12;p15.5) ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Rearranjos Balanceados TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA Estrutura Quadrirradial 1 2 TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA 2 gametas formados: - 1 normal e - 1 portador da translocação recíproca (balanceado) Produtos viáveis! Prole clinicamente normal Gameta normal TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA 2 gametas formados: - Trissomia parcial do 3q e monossomia parcial do 11p. - Trissomia parcial do 11p e monossomia parcial do 3q. Produtos INviáveis! Produtos duplicados e deletados 1 Gameta normal TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA 2 gametas formados: - Monossomia parcial do 3p e trissomia parcial do 11 - Monossomia parcial do 11 + Trissomia parcial do 3p Produtos INviáveis! Produtos duplicados e deletados Adjacentes 1 e 2: Aborto Espontâneo (Seleção uterina contra zigotos anormais) 2 Gameta normal Translocação Robertsoniana (rob/t) Fusão cêntrica dois acrocêntricos Em humanos: cromossomos do grupo D (13,14,15) e do grupo G (21,22) cromossomo derivativo ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS TRANSLOCAÇÃO 45,XX,t(14;21) Translocação Robertsoniana Estrutura Trirradial ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS TRANSLOCAÇÃO Figura Adaptada: Genética Médica. Jorde et al., 2004. t(14;21): 45,XX,t(14;21) - 1/3 normal - 1/3 t(14;21) - Balanceada- 1/3 S. de Down Possível prole de um indivíduo 45,XX ou XY, t(14;21) INVIÁVEIS Portador da t(14;21) Fenótipo Normal 45,XX,t(14;21)(q10;q10) Portador da t(14;21) Trissomia do 21 46,XY,rob(14;21)(q10;q10),+21 ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS INSERÇÃO (ins) Tipo de Translocação não recíproca Balanceada ou Não? ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Perda de um segmento cromossômico DELEÇÃO (del) Os efeitos variam em função da extensão e do tipo de informação alterada. • Tipos • Terminal • Intersticial Balanceada ou Não? Deleção DELEÇÃO - Choro característico, - Microcefalia, - Mandíbula pequena, - Dismorfia crânio-facial, - Atrasos mentais e - Neuromotores graves 46,XX,5p- ou 46,XX,del(5p21.1pter) Síndrome Cri-du-Chat DELEÇÃO Síndrome de Prader-Willi 70% dos casos de Prader Willi apresentam a deleção no 15q do pai. Caracteriza-se por hipotonia severa, choro fraco e dificuldade para alimentar-se. Após o período neonatal: hiperfagia, obesidade, baixa estatura, hipogonadismo, mãos e pés pequenos e atraso geral do desenvolvimento. FISH del 15q ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Repetição de um segmento cromossômico no genes DUPLICAÇÃO (dup) Efeitos da extensão, do tipo de informação alterada e do ponto de quebra Consequências menos graves deleção Duplicação •Tipos • Reversa: 1 2 3 3 2 4 • Em tandem: 1 2 3 2 3 4 Balanceada ou Não? Podem originar-se por: -Crossing-over desigual (pareamento assimétrico) -Segregação anormal da meiose num portador de uma translocação ou inversão. DUPLICAÇÃO • 46, XX ou XY, 5q • Retardamento Físico e Mental, Boca pequena, Testa protusa •Duplicação - 10q24 a qter •Deficiência de crescimento e mental •Microcefalia •Face achatada com região frontal alta •Fissuras palpebrais pequenas •Sindactilia •Malformações Cardíacas e Renais Duplicação no cromossomo 5q Duplicação no cromossomo 10q Duplicação no cromossomo 22 • Duplicação - 22pter a q11 • Deficiência Mental Leve • Defeitos Cardíacos e respiratórios • Atresia Anal • Hipertelorismo leve ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Deleções terminais em p e q fusão das extremidades livres perda dos fragmentos (acêntricos). Apresenta instabilidade na divisão celular são perdidos monossomia CROMOSSOMO EM ANEL (r) 46,X,r(X) = Síndrome de Turner Há descrição para cada um dos cromossomos humanos! RDNPM, incisivos proeminentes, displasia auricular, retrognatismo... 46,X,r(13) Balanceada ou Não? Erro na Divisão do centrômero transversalmente cromossomo com duas cópias de um braço Cromossomo 18, i(18p) e 12, i(12p) ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS ISOCROMOSSOMO (i) 46,X,i(Xq) Síndrome de Turner Balanceada ou Não? ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS ISOCROMOSSOMO (i) 46,X,i(Xq) monossomia parcial (p) e trissomia parcial (q) Síndrome de Turner ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Paciente 46,X,i(Xq), com um isocromossomo dicêntrico do X. Os sinais verdes indicam os centrômeros funcionais e os vermelhos os centrômeros do X. ISOCROMOSSOMO OBRIGADA! jemimaeline@gmail.com
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