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Citogenética Ciclo celular interfase Diferenças entre as divisões celulares Mitose, Isolamento na metafáse mostrando a visão em três tipod de contraste em microscópia eletrônica (Courtesy of E.D. Salmon and R.R. Segall, from J. Cell Biol. 86:355-365, 1980) Separação das cromatides na Anafáse . (A) Na transição da Metafáse para anafáse (B) Cromatides irmãs sendo puxadas pelo microtúbulos (Courtesy of Andrew Bajer.) O comportamento das partículas hereditárias de Mendel são similares aos comportamentos dos cromossomos durante a meiose Walter Sutton ( estudante de pós-graduação- Americano) Theodor Boveri (biológo Alemão) Número de Cromossomos • Todas as células de um mesmo indivíduo apresentam o mesmo número de cromossomos. • Espécies diferentes têm numero altamente característicos de cromossomos Partes do Cromossomos • Heterocromatina (parte mais corada) mais helicoidizada do DNA • Eucromatina, partes mais claras, menos helicoidizada Cromossomos Posição do centromêro Telocêntrica (em uma ponta) Acrocêntrica (deslocada do centro) Metacêntrica (no meio) Tamanho dos cromossomos Genoma Humano 1 par de cromossomo é o maior 21 é o menor Obtenção das metáfases 1-2 ml de sangue total Meio de cultura 72 horas ~37ºC • Bandas C – regiões centroméricas • Bandas G – bandas escuras ricas em AT • Bandas R (reverse)– bandas escuras ricas em GC • Bandas Q – semelhante a G, mas com bandas heterocromáticas mais marcadas. • Bandas NORs – regiões organizadoras do nucléolo Citogenética clássica Bandas G de alta resolução Citogenética molecular Citogenética molecular Como identificar os genes nos Cromossomos? Mutações cromossômicas variações em larga escala por alterações na estrutura do cromossomo, por mudanças no número de cópias ou deleções de pequenos fragmentos. Mudanças na estrutura dos cromossomos M u d a n ç a s n a e s tr u tu ra d o s c ro m o s s o m o s M u d a n ç a s n a e s tr u tu ra d o s c ro m o s s o m o s Mudanças nos números cromossomos • Euploidia: Mudanças em conjunto totais de cromossomos Monoploides: perda de um dos conjuntos (haploides) machos de vespas, zangões e fomigas Poliploidia: a presença de um conjunto completo extra de cromossomos em uma célula (triploides, tetraploides) 1- autopoliplóides 2- alopoliplóides • Aneuploidia: Mudanças nos pares de cromossomos Mudanças nos números cromossomos • Aneuploidia: Mudanças nos pares de cromossomos Ex em organismos diploídes: Monossômico 2n-1 Trissômicos 2n+1 Nulissômicos 2n-0 A maioria das aneuplóidias é resultado da não disjunção cromossômica no curso da meiose e mitose Não são conhecidos os processos moleculares que levam a essas falhas- Experimentos de laboratório indicam que ocorre falhas na formação dos microtúbulos Crossing-over, a formação de quiasmas, ajuda a manter as tetrades juntas garantindo que membros de par cromossômico migrem para lados opostos Síndrome de Turner – Monossômia do cromossomo sexual X0 44 cromossomos autossômicos 1 cromossomo sexual X 1 caso a cada 5.000 nascimentos femininos 98% dos fetos são abortados naturalmente Monossômia do Cromossomo 21 • Raro com somente 50 casos descritos na literatura • Perda de parte do braço do cromossomo 21, a monossômia completa é inviável a vida • Características: 1. Atraso mental 2. Anomalias congênitas (má formação cardiáca, atrofia cerebral, redução do tônus muscular, problemas respiratórios) Síndrome de Klinefelter XXY • Indivíduos do sexo masculino • Constiuição corporal esguia, alta estatura • QI levemente prejudicado Síndrome do super macho ou Síndrome de Jacobs 47 XYY • Relacionada durante muitos anos ao excesso de violência • São ferteis, na meiose há pareamento normal X com o Y e o outro Y não pareia, portanto não é transmitido para prole Trissomia do X – Síndrome do triplo X Super-fêmeas Algumas características • Estatura maior que o normal; • Pregas verticais que possa cobrir os cantos internos dos olhos (pregas epicânticas); • Atraso no desenvolvimento da fala e linguagem; • Tônus muscular mais fraco (hipotonia); • Dedos mindinhos mais curvos (clinodactilia); • Falência ovariana prematura ou anormalidades no ovário; • Constipação ou dores abdominais • Fenótipos normais • Mulheres férteis • Cromossomos X extra são inativados Trissomia do 21 (47,XY, +21 ou 47, XX, +21) • Podem ser férteis: Genótipo A/a/a Produz gametas 1/6 A 2/6 a 2/6 A/a 1/6 a/a Trissomia do 21 (47,XY, +21 ou 47, XX, +21) ou seja, metade dos gametas são normais Expectativa de vida é de 17 anos, somente 8% sobrevivem amis de 40 anos TRANSLOCAÇÃO CROMOSSOMICA ENTRE O 21 E 14 Nesse caso a translocação pode ser transmitida de pai para filho, como é observados em heredogramas IDADE GESTACIONAL MATERNA Não se sabe as causas, porém suposições indicam: 1- com a idade é provável que as tétrades não permanecem juntas na prófase I 2- bloqueio meiótico; em mulheres todos os ovócitos estão parados no diplóteno antes do nascimento, o que significa que os tétrades devem permanecer unidas por décadas, aumentando a probabilidade de se separar acidentalmente com o tempo. Trissomia do 18- Síndrome de Edwards Quase todos os indivíduos morrem nos primeiras 4 meses A incidência é de cerca de 0,3 por 1000 nascimentos. As crianças apresentam: • Retardo físico e mental • Defeitos cardíacos • Crânio alongado na região ocipital • Pescoço curto • Orelhas dismórficas com pouco sulcos • Dedo indicador maior e flexionado sobre o médio Trissomia do 13- Síndrome de Patau Fenótipo: 1. Fenda Labial 2. Cabeça pequena e mal formada 3. Pé em cadeira de balanço 4. Expectativa de vida de 130 dias (4 meses e pouco) somente 6% sobrevive até os 3 anos de idade 5. Frequência 1 caso a cada 6000 nascimentos Perguntas para estudo- entrega em folha separada 1- Um trissômico é um aneuplóide ou poliplóide? 2- João é portador da Síndrome do Super-macho, desenhe os possíveis gametas que a mãe e o pai dele podem ter produzido para ele ser portador da síndrome. 3- Trissomia do 21 pode surgir de duas formas distintas, não disjunção do cromosomo 21 na meiose e translocação do cromossomo 14 e 21. Explique as diferenças entre essas duas formas, e desenhe os gametas de cada um dessas formas. 4- Numa mitose normal em uma célula diploide de genótipo A/a; B/b. Quais são os genótipos que podem representar as células filhas? a. A; B b. A; b c. a; B d. A/A; B/B e. A/a; B/b f. a/a; b/b 5- Uma determinada espécie tem três pares de cromossomos: um par metacêntrico, uma par acrocêntrico e um par telocêntrico. Desenhe uma célula desse tipo na metáfase da mitose 6-Uma célula na fase G1 da interfase tem 12 cromossomos. Quantos cromossomos serão encontrados por célula, quando essa célula original estiver nos seguintes estágios: a) G2 da interfase b) Metáfase I da meiose c) Prófase da mitose d) Anáfase I da Meiose e) Anáfase IIda Meiose f) Profáse II da Meiose g) Depois da citocinese subsequente da Mitose h) Depois da citocinese subsequente da Meiose II 7- Um cromossomo tem os seguintes segmentos, onde * representaria o centromêro: ABCDE*FG Que tipos de mutações cromossomicas são necessárias para transformar esse cromossomo em cada um dos cromossomos abaixo: A) ABE*FG B) AEDCB*FG C) ABABCDE*FG D) AF*EDCBG E) ABCDEEDC*FG