5 Mutações alt. cromossômicas (folhetos)

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20/05/2015
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Mutações
Prof. MSc.: Luiz Eduardo Lacerda
Abril/2015
Faculdade Maurício de Nassau
Curso: Enfermagem, Fisioterapia, Nutrição e Psicologia 
Disciplina: Genética humana
São mudanças ou alterações súbitas da informação (código) genética de um organismo.
Provocam alterações no genótipo, que por sua vez pode afetar seu fenótipo.
Genótipo - corresponde ao conjunto de genes de um organismo.
Fenótipo - refere-se às características visíveis (morfológicas, fisiológicas e comportamentais dos 
indivíduos). Resultado da interação entre genótipo e ambiente.
Podem ocorrem em qualquer estágio de desenvolvimento do organismo
Sempre ocorrem ao acaso  não se prevê com antecedência qual o gene que irá sofrer a mutação e 
nem em que célula.
Mutações
• Mutação é a fonte básica de variabilidade genética, gerando novos alelos no gene. 
• A recombinação (por crossing over e segregação dos homólogos na meiose) gera novas combinações 
desses alelos.
• A variabilidade é a matéria-prima sobre a qual a seleção natural atua.
• A seleção natural atua:
preservando as combinações mais bem adaptadas às condições ambientais existentes
(sobrevivência), permitindo que esta seja transmitida às gerações seguinte (reprodução), se
espalhando pela população;
eliminando as características deletérias (ruins) em organismos menos adaptados.
Assim a mutação + recombinação + seleção natural = evolução.
Mutação e evolução
Tipos de mutações
Quanto ao tipo de célula afetada:
Somática – em células diploides do corpo que não estão diretamente envolvidas na reprodução. Não 
são herdáveis.
Germinativa – em células haplóides, envolvidas diretamente na reprodução, os gametas. Herdáveis.
Quanto ao surgimento das mutações:
Espontânea – ocorrem naturalmente na célula, numa taxa normalmente muito baixa.
 Induzidas – por agentes ambientais mutagênicos
 Quimicamente – subst. químicas como benzeno, nicotina, alcatrão, agrotóxicos, poluentes...
 Fisicamente – radiações (UV, raios X...)
 Biologicamente – vírus e bactérias
Mutações
Tipos de mutações
Quanto aos seus efeitos:
 Benéficas - resultam em novas versões de proteínas que ajudam o organismo e futuras gerações a
adaptar-se melhor a mudanças no seu ambiente.
 Silenciosas - não resultam numa mudança da sequência de aminoácidos de uma proteína.
 Deletérias - causam erros na sequência dos aminoácidos, formando proteínas parcial ou
completamente não-funcionais  causam doenças genéticas ou morte do individuo.
Relativo: a característica produzida pode ser favorável em um ambiente, mas desfavorável em outro.
A redundância do código genético confere proteção contra efeito deletério da mutação.
Quanto ao local do material genético afetado:
 Mutação gênica - Mudança dentro de um gene, geralmente em um par de bases.
 Mutação cromossômica - Mudança em uma região cromossômica que envolvem vários genes. 
Remodelam o genoma numa escala maior que as mutações gênicas.
Mutações
Também chamadas de anomalias ou aberrações cromossômicas.
São mudanças ou alterações estruturais ou numéricas nos cromossomos em relação ao cariótipo normal.
Humano normal: 23 pares cromossomos (2n=46)  22 pares autossômicos (2n=44) e 1 par sexual (2n=2)
Mutações cromossômicas
Cariótipo feminino normal (46,XX)Cariótipo masculino normal (46,XY)
Cromossomos são 
identificados e identificados 
pelo:
• tamanho
• posição dos centrômeros
• padrões de bandeamento
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Nulissomia
Causam anomalias na célula e no funcionamento do organismo ou até sua inviabilidade.
Tipos de mutações cromossômicas
Alterações 
cromossômicas
Numéricas
Estruturais
Euploidias
Aneuploidias
Deleção
Monossomia
Duplicação
Inversão
Translocação
Polissomia
Monoploidia
Poliploidia
São variações na quantidade (ploidia) dos organismos  alteram dosagem gênica
Euploidia
• Euploidia normal – conjunto básico de cromossomos completo. 
Em humano n=23 (gametas haplóides) e 2n=46 (células vegetativas diplóides).
• Euploidia aberrante – mudanças no conjunto total de cromossomos.
Tem um conjunto de cromossomos a menos ou a mais em relação ao indivíduo normal.
Aneuploidia (“somias”)
• mudança em partes de conjuntos cromossômicos, geralmente apenas em só um cromossomo.
• Deleta ou duplica um cromossomo inteiro ou partes dele  altera a dosagem e os níveis de
expressão dos genes geram desequilíbrio genético específico.
• Surgem de perda anafásica ou erros de segregação cromossômica na mitose ou meiose.
Alterações cromossômicas numéricas
Monoploidia (n)
Tem um conjunto de cromossomos a menos em relação ao indivíduo normal.
Não ocorre em humanos indivíduos monoplóides.
Característicos de abelhas, formigas e vespas (desenvolvem por partenogênese).
Euploidia
2n 2n n
Poliploidia - triplóide (3n), tetraplóide (4n), pentaplóide (5n)...
Tem um ou mais conjuntos de cromossomos a mais em relação ao indivíduo normal.
Pouco frequente em humanos, a maioria é espontaneamente abortada ou morrem após parto. 
Retardamento do crescimento e letalidade em no máximo 5 meses. 
Os cromossomos adicionais codificam grande quantidade de produto gênico excedente  defeitos 
coração e sistema nervoso morte.
Euploidia
Aborto espontâneo
• Causas:
Triploidia (3n)  69,XXX ou 69,XXY ou 69,XYY 
dispermia (2 espermatozóides em 1 ovócito)
 falha meiótica produzindo gameta diploide 
 fusão de ovócito ao glóbulo polar formando gameta diplóide
Tetraploidia (4n)  92,XXXX ou 92,XXXY ou 92,XXYY
 falha mitótica no início do desenvolvimento embrionário: 
1) todos os cromossomos duplicados migram para uma das células filhas; 
2) separação da cromátide sem citocinese. 
 fusão de gametas diploides.
Euploidia
Dispermia
Ovulo fecundado com 4 núcleos
Euploidia
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 XX Y
Triploida 69,XXY
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Deleção ou duplicação de um cromossomo inteiro ou parte dele.
Maior o n° de cromossomos afetados maiores serão as alterações.
Tipo mais comum e significativo em termos clínicos de distúrbio cromossômico humano  Síndromes
Os que sobrevivem tem deficiência no desenvolvimento físico e mental
Fatores que levam a aneuploidias:
Vírus
Calor e radiação (x, UV...) 
Substâncias químicas (drogas como LSD, maconha, nicotina, cafeína, ciclamatos ...)
Idade materna (+ determinante) ou paterna
Predisposição genética a não-separação dos cromossomos na divisão celular meiótica.
Formula genética:
N° total de cromossomos, os cromossomos sexuais + par cromossômico alterado 
Ex: 47,XY+21 (1 cromossomo a mais do tipo 21) ou 45,X (1 cromossomo a menos do tipo sexual) 
Aneuploidia
Ocorre por perda anafásica na meiose
Aneuploidia
Meiose I
Meiose II
Perda anafásica
n n n - 1 n - 1
Gametas
Aneuploidia
Meiose I
Meiose II
Não separação 
dos cromossomos
n n n - 1 n + 1
Gametas
n - 1 n - 1 n + 1 n + 1
Não separação dos 
cromossomos
Meiose I
Meiose II
Gametas
Ocorre por erro de segregação na meiose  não disjunção dos cromossomos.
Pode ocorrer erro nas duas divisões meióticas: 
1 gameta com 4 cromossomos do mesmo tipo (n+3) e 3 gametas sem cromossomos (n-1)
Possíveis cruzamentos:
Aneuploidia
Pessoa com um 
cromossomo a mais
TRISSOMIA
Gameta normal
n - 1
n + 1
n
n
n
nn
n + 1
Pessoa normal
Pessoa com um 
cromossomo a mais
TRISSOMIA
Pessoa com um 
cromossomo a menos
MONOSSOMIA
n + 1
n
n + 1
n + 1
n + 1
n + 1
Pessoa normal
Gameta n+1
Pessoa com um 
cromossomo a mais
TRISSOMIA
Pessoa com 2 
cromossomo a mais
TERASSOMIAPessoa com um 
cromossomo a mais
TETRASSOMIA
n + 1
n - 1
n
Gameta n-1
n - 1
n - 1
n - 1
n - 1
Pessoa normal
DISSOMIA UNIPARENTAL
Pessoa normal
Pessoa com 2 
cromossomos a menos
NULISSOMIA
Pessoa com um 
cromossomo a menos
MONOSSOMIA
n + 1
n + 1
n -1
Tipos de Aneuploidia
• Cromossomo a menos – hipoplóides
Nulissomia (2n-2)  perda de um par inteiro de cromossomos. Letal para o homem (sem informação genética).
Monossomia (2n-1)  um cromossomo a menos no cariótipo. Alta letalidade ou redução da fertilidade.
• Cromossomo a mais – hiperplóides
 Trissomia (2n+1)  um cromossomo a mais no cariótipo.
 Duplo trissômico (2n+1+1)  dois cromossomos, um de cada tipo, a mais no cariótipo.
 Tetrassomia (2n+2)  dois cromossomos do mesmo tipo a mais no cariótipo.
 Polissomia (2n+...)  mais de dois cromossomos, geralmente sexuais, do mesmo tipo a mais no cariótipo. Raro 
e com mosaicismo frequente.
• Tipo de cromossomo afetado
 Autossômicas  em cromossomos não sexuais 
 Alossômicas  em cromossomos sexuais
Aneuploidia
Também pode ocorrer no zigoto, após fertilização, por erro na disjunção cromossômica ou perda 
anafásica na mitose  gerando um mosaicismo
Aneuploidia
Mitose
Erro na
disjunção
2n+1 2n-1
2n
2n+1
Mitose
Perda 
anafásica
2n
2n+1
Células inviável
não se desenvolve
Tem-se células alteradas e células 
normais (2 cariótipos) num mesmo 
indivíduo ou tecido, porém foram 
provenientes de um mesmo zigoto.
A descendência das células alteradas 
também serão alteradas.
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Aneuploidia
46,XX
47,XX+21 / 46,XX
2 cariótipos para indivíduo aneuplóide em mosaico Mosaicismo
O tipo e n° de células aneuplóides no moasicismo depende do momento do erro na disjunção.
No início do desenvolvimento mais células serão afetadas pela alteração e maior a gravidade da 
doença
Em estágios mais avançados de desenvolvimento menor n° células afetadas e menor a gravidade 
da doença
Aneuploidia
Trechos do 
corpo são 
aneuplóides.
Alterações na forma e tamanho dos cromossomos  altera quantidade ou localização de genes.
Surgem de rupturas (quebras bifilamentares) espontâneas ou induzidas do cromossomo, seguida de 
perda de pedaços ou reconexão em posições diferentes (REARRANJOS)  erros na leitura dos genes.
Rearranjos balanceados – não há perda nem ganho de material genético. Geralmente não produzem 
consequências sérias à saúde. 
Rearranjos não balanceados – há perda ou ganho de material genético, alterando a quantidade de 
material genético. Produzem consequências serias em indivíduos e sua prole.
Rupturas ocorrem mais facilmente na interfáse, quando os cromossomos estão distendidos mais 
vulnerável a variações ambientais.
Podem ocorrer na mitose e meiose também.
Alterações cromossômicas estruturais
Variação do número de genes 
Deleção – perda de genes por perda de um segmento do cromossomo
Duplicações – aumento de genes pelo cromossomo ganhar um pedaço repetido
São não balanceados
Variação na disposição (localização) dos genes
 Inversão – inversão de genes devido a inversão de um pedaço do cromossomo
Translocação – intercambio de genes entre os cromossomos pela troca de pedaços dos cromossomos
São balanceados
Alterações cromossômicas estruturais
Quebra seguida de perda do material genético.
Terminal – única quebra levando a perda que inclui a ponta do cromossomo.
 Intersticial – Ocorrem duas quebras e o material entre elas é perdido.
Deleção ou deficiência
Os efeitos das deleções dependem da quantidade e qualidade do 
material genético perdido.
Consequências graves a não ser que afetem genes desnecessários ou 
existam alelos normais dos genes deletados no seu homólogo.
É irreversível e podem ser letais. 
Cromossomo que sofre deleção de ambos telômeros e suas extremidades, sem telômeros, tendem a se 
reunir formando um cromossomo em anel.
Geralmente esses cromossomos em anel são perdidos  resulta em monossomia nas células afetadas.
Deleção
Cromossomo em anel
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Repetição de um segmento cromossômico  aumento do n° de genes  dupla leitura.
Surge por:
 replicação de um segmento do DNA mais de uma vez; 
 quebra de cromossomos homólogos em diferentes posições e reconexão aos parceiros errados 
(crossing desigual).
Menos prejudicial que a deleção. 
Duplicação
Deleção
Duplicação
Quebra
Quebra
Tipo de duplicação especial.
Erro na separação dos cromossomos na anáfase  ao invés de separar as cromátides, ocorre separação 
dos braços cromossômicos, resultando em um cromossomos com braços iguais, com genes duplicados. 
Geralmente letais. Frequente envolvido em neoplasia de testículos.
Duplicação
Isocromossomos
Inversão
Quebra seguido de inserção do segmento em ordem inversa, alterando a ordem dos genes.
Se o segmento invertido incluir a parte do DNA codificante, a proteína pode ser alterada tornando-a não 
funcional.
Dificuldade de pareamento na prófase I  pode produzir gametas anormais (duplicados ou deficiente) e 
infertilidade
Quebra Inversão
 Inversão pericêntrica:
Envolve centrômero. Muda o tamanho 
relativo de cada braço.
 Inversão paracêntrica:
Não envolve centrômero, ocorrendo 
dentro do mesmo braço cromossômico.
Troca de segmentos cromossômicos entre dois cromossomos, geralmente não homólogos.
Recíproca – quebra cromossômica entre não homólogos, com troca recíproca dos seguimentos quebrados, 
sem perdas. Se não houver a quebra em um gene, não tem efeito no fenótipo. 
Alto risco de gerar gametas aneuplóides e prole anormal. Aborto e infertilidade.
Robertsoniana – 2 cromossomos acrocêntricos perdem os braços curtos (pequenos e não contem material 
genético essencial) e unem seus braços longos no centrômero, formando um único cromossomo. 
Fenotipicamente normal – braço pequeno não contem informação essencial, mas só tem 45 cromossomos.
Translocação
Não homólogos
Cromossomo acrocêntrico:
Centrômero próximo aos telômero
13, 14, 15, 21, 22 14
21
Translocação 
robertsoniana
Perde um cromossomo 14 normal e 
um 21 normal
fica um único cromossomo com 
parte do braço longo do 14 e do 21Cromossomo 
perdido
Cromossomo
14q21q 
14
Translocação
21
14q21q 
14 2114
14 21
Genitor normal
Genitor com translocação 
robertsoniana
Cruzamento:
Possíveis filhos
1414q21q 2121 2114 2114
1414q21q 2114 2114
OuOu
Trissomia 21
Normal
Translocação 
balanceada
Monossomia 21
Translocação não 
balanceada
1414q21q 21
Trissomia 14
Não balanceada
14 21
Monossomia 14
21
= Morte
Cariótipo de prole de genitor com Translocação
45,XY, t(14q21q) 46,XY, -14, +t(14q21q)
BALANCEADA NÃO BALANCEADA – Síndrome de Down 
5% dos casos dessa síndrome