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14/10/2015 1 Cromossomos humanos e suas alterações Profa Janainna Olegario FACTHUS / 2015 Citologia + Genética = Citogenética “Compreende todo e qualquer estudo relativo ao cromossomo isolado ou em conjunto, condensado ou distendido, tanto no que diz respeito a sua morfologia, organização, função e replicação quanto a sua variação e evolução” Marcelo Guerra Denver – 1960 (Colorado/USA) 1- Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro) 2- Tamanho (Grande, Médio e Pequeno) Classificação dos cromossomos 1. Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro) 14/10/2015 2 Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico 2. Tamanho (Grande, Médio e Pequeno) www.geneticamedica.com.br/.../ citogenetica.htm 14/10/2015 3 coloração uniforme dos cromossomos:identificação morfológica dos pares cromossômicos: 1, 2, 3, 16, 17, 18 e Y. Classificação dos cromossomos em grupos: A - G COLORAÇÃO USUAL Grupo Características No. de Cromossomos Pares Cromossômicos Tamanho Posição do Centrômero A Grandes Meta Submeta Meta 6 1 2 3 B Grandes Submeta 4 5 e 6 C Médios Submeta ♀ 16 ♂ 15 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e X D Médios Acro 6 13, 14 e 15 E Pequenos Submeta 6 16, 17 e 18 F Pequenos Meta 4 19 e 20 G Pequenos Acro ♀ 4 ♂ 5 21, 22 e Y Total 46 Cromossomos ISCN: An International System for Human Cytogenetic Nomenclature CLASSIFICAÇÃO DOS CROMOSSOMOS HUMANOS (GRUPOS A – G) Bandeamento cromossômico • Coloração usual com Giemsa • Bandeamento Q • Bandeamento G • Bandeamento R • Bandeamento C • Coloração Ag-NOR BANDA GTG: Seabright (1971) • Tratamento com tripsina e coloração com Giemsa • Bandas claras e escuras intercaladas (450 bandas) • Bandas G+ ricas em AT (pobre em genes) • Bandas G- ricas em GC (rica em genes) • Identificação de alterações estruturais e pareamento dos cromossomos 14/10/2015 4 www.ucm.es/.../AVG/practicas/ cariotipo/carioP.htm http://www.scielosp.org/scielo.php?pid=S1413-81232002000300013&script=sci_arttext Nomenclatura em cariótipos humanos Cariótipo Humano • Em 1960 foi criado o sistema Denver. • Numerou os cromossomos de 1 a 22 e os separou em sete grupos distintos. • Patau então nomeou cada grupo com uma letra (A, B, C, D, E, F e G). • Incluiu o X no grupo C e o Y no grupo G. • Mais tarde, constrições secundárias foram usadas para distinção mais detalhada. Análise de Cariótipo • Fotomicrografias de metáfases são tiradas e os cromossomos identificados. • O primeiro padrão é o tamanho e a posição do centrômero. • O padrão de bandas característico de cada cromossomo ajuda na distinção. 14/10/2015 5 Aberrações Numéricas • Definição: Desvio do número normal de cromossomos de uma célula humana. • Pode ser dividido em: – Euploidia – Aneuploidia Euploidia • Poliploidia: acontece quando há duplicação dos cromossomos sem ocorrer citocinese. A alteração é múltiplo exato do número haplóide (n). – Tumores malignos e abortos espontâneos. – Células: 3n, 4n, 8n... Aneuploidia • Número irregular de cromossomos devido a mudanças que envolvem cromossomos individualmente e não o conjunto todo. • Há um aumento ou diminuição de um ou mais pares de cromossomos, mas não de todos. • A maioria dos pacientes aneuplóides apresenta trissomia (três cromossomos em vez do par normal) ou, menos frequente, monossomia (apenas um representante de um cromossomo). Trissomia Monossomia 14/10/2015 6 Aberrações Estruturais A estrutura dos cromossomos pode ser alterada de diversas maneiras: DELEÇÃO - perda de um segmento do cromossomo INVERSÕES - quando um segmento do cromossomo originado de duas quebras sofre rotação de 180° e é ressoldado. Quando a inversão envolve o centrômero – pericêntrica. Quando não envolve o centrômero - paracêntrica. TRANSLOCAÇÃO - troca de segmentos entre cromossomos não homólogos. DUPLICAÇÃO - quando um segmento de um cromossomo apresenta- se duplicado ISOCROMOSSOMOS - Resultam de um erro na divisão do centrômero que ao invés de separar as cromátides separa os braços do cromossomo. Deleções: É a quebra ou perda de fragmento cromossômico e sua consequente perda. Por estar desprovido de centrômero, não podendo segregar na Anáfase. Há perda da informação genética que vai com o fragmento. a) terminal: perda extremidade do cromossomo b) intersticial: duas quebras com a perda da parte intercalar a estas duas quebras Inversões: Quando pedaços dos cromossomos fazem um giro de 180o e são ressoldados, invertendo as sequências dos genes. São possivelmente as mais comuns. Geralmente não causam mudanças fenotípicas, exceto se envolverem exons durante a meiose. • a) Paracêntricas: duas quebras ocorrem em um braço do cromossomo (não inclui o centrômero). Geralmente associada a esterilidade devido ao comportamento cromossômico na meiose. • b) Pericêntricas: cada quebra se dá em cada braço (inclui o centrômero). Só formam gametas inviáveis e muda a morfologia do cromossomo) . Inversões: 14/10/2015 7 Translocação recíproca • TRANSLOCAÇÕES: São mudanças de um segmento cromossômico para outro não homólogo. A mais comum é a translocação recíproca que não provocam alterações no conteúdo gênico. • Heterozigotos para uma translocação recíproca: quando possui dois cromossomos translocados e dois normais. Translocação Robertsoniana • Ocorrem quando dois cromossomos acrocêntricos (em humanos os cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22) perdem seus braços curtos e se unem próximo à região centromérica, formando um único cromossomo derivado . Duplicações • Duplicações: Há ganhos extras de segmentos de cromossomos. Podem ser de várias maneiras: a) Tandem ou fila; b) Tandem reverso; c) Transporte para um braço diferente; d) Deslocamento para um outro cromossomo. Em geral, as duplicações são menos deletérias do que as deficiências. • Genes poliméricos: São aqueles derivados de uma série de duplicações. • Efeito de posição: Transposons ISOCROMOSSOMOS Resultam de um erro na divisão do centrômero que ao invés de separar as cromátides separa os braços do cromossomo. 14/10/2015 8 Cromossomos em anel As deleções terminais nos dois braços de um cromossomo podem dar origem a um cromossomo em anel, se as extremidades livres fraturadas se soldarem. Os rearranjos estruturais podem ser: • Equilibrados (ou balanceados) e • não-equilibrados (ou balanceados) Mosaicismo • O mosaicismo descreve a ocorrência de células que diferem em seu componente genético de outras células do corpo. • O mosaicismo é causado quando a mutação eleva-se precocemente no desenvolvimento. • O indivíduo resultante será uma mistura de células. 14/10/2015 9 Doenças advindas de Alterações estruturais nos cromossomos •Deleção •Duplicação •Cromossomo em anel •Isocromossomo •Translocação Deleção • Depende da quantidade e tipo de material genético perdido • Microdeleções do cromossomo y podem ser uma das causas da infertilidade masculina • Microdeleções podem estar relacionadas ao retardo mental inexplicável em crianças Síndrome do “miado-do-gato” • Dr. Lejeune na França, em 1963 • Malformação da laringe choro muito similar ao de um pequeno gato em sofrimento • Deleção parcial do braço curto do cromossomo 5 ( Síndrome do 5p-) • Nascimento de 1 em 50.000 crianças no mundo • Somente em 20% dos casosé herdada dos pais Síndrome do “miado-do-gato” • Dr. Lejeune na França, em 1963 • Malformação da laringe choro muito similar ao de um pequeno gato em sofrimento • Deleção parcial do braço curto do cromossomo 5 ( Síndrome do 5p-) • Nascimento de 1 em 50.000 crianças no mundo • Somente em 20% dos casos é herdada dos pais 14/10/2015 10 Cariograma: 46, XX, 5p- Bebês Microcefalia Cara redonda em forma de lua Pregas Epicanticas Orelhas mais baixas que a linha do nariz (Baixo implantadas) Hipotonia (tônus muscular deficiente) Atraso nos desenvolvimentos cognitivo e motor Alguns nascem com problemas cardíacos e/ou renais Prega única na palma da mão e dedos longos. Crianças • Quando crianças são magros e baixos. • Têm como características faciais: queixo pequeno, nariz longo, alguns são estrábicos • Atrasados em relação ao desenvolvimento motor, da fala e do controle fisiológico. • Algumas crianças mais velhas têm frequentemente os dentes projetados para frente apesar dos tamanhos normais, porque tem cabeça e maxilar pequeno • Alguns desenvolvem escoliose. Síndromes de Microdeleções 14/10/2015 11 Duplicação • Repetição de um segmento cromossômico, causando um aumento do número de genes • As microduplicações, em geral, não são danosas uma vez que o excesso de genes é menos prejudicial que a falta deles. Duplicação do cromossomo 3 - Síndrome Cornélia de Lange • Fenotipicamente, esta síndrome inclui um grupo de sintomas mórbidos: – natimortos; – mortes neonatais; – abortos espontâneos cabeça torta; sobrancelhas baixas; cílios grandes; veias dilatadas no couro cabeludo; fendas palpebrais oblíquas; Hipertelorismo; um nariz muito curto com uma base larga rebaixada e narinas antevertidas; maxila protusa e micrognatia; lábio superior fino implantação baixa das orelhas; pescoço curto e alado. Ocorrem frequentemente manchas marrom, glaucoma congênito, córneas opacas, palato fendido e lábio leporino. Cromossomo em anel • Extremidades cromossômicas sem telômeros se unem formando um anel. • XXr 46 • Cariótipo: um dos cromossomos X está em forma de anel • Fenótipo semelhante ao da Síndrome de Turner 14/10/2015 12 Alto grau de retardo mental Isocromossomo • Divisão do centrômero é transversal e não longitudinal • 46,X,i(Xq) • Cariótipo: um dos cromossomos X proveio da duplicação do seu braço longo (q) com monossomia do seu braço curto • Fenótipo semelhante ao da Síndrome de Turner Síndrome de Pallister-Killian ou tetrassomia do braço curto do cromossomo 12 em mosaico fácies grotesco crânio de aspecto dolicocefálico com bossa frontal cabelos esparsos na região têmporo- parietal fendas palpebrais de inclinação para cima Pregas epicanticas nariz pequeno com narinas antevertidas Translocação Cromossomo Filadélfia : • translocação não recíproca • Entre cromossomos 9 e 22 • Braço longo do 22 é translocado para o cromossomo 9 • Cromossomo 22 (Filadélfia) fica com uma deleção em seu braço curto • Encontrado em leucócitos de indivíduos com leucemia mielóide crônica • A experiência com os transplantes de medula-óssea, nos anos 1990, mudou o prognóstico da doença 14/10/2015 13 CROMOSSOPATIAS Autossômicas: Trissomia do 21 Trissomia do 13 Trissomia do 18 Sexuais Turner Klinefelter Triplo X DuploY Trissomia do 21 Síndrome de Down Características Gerais • Cariótipo: 47,XX ou XY, +21 • Descoberta por John Langdon Down em 1866 • 95% dos casos é por não disjunção e outros 5% por translocação. • Correlação com a idade materna (não disjunção). • Geralmente pode ser diagnosticada ao nascimento ou logo depois por suas características dismórficas, que variam entre os pacientes, mas produzem um fenótipo distintivo. Cariótipo 14/10/2015 14 Diagnóstico • Fendas Palpebrais • Face achatada e arredondada • Palato pequeno e em arco • Boca pequena • Língua Grande e enrugada / sulcada • Anomalias dentais • Baixa estatura • Braquicefalia (occipital achatado). • Orelhas pequenas e dismorficas. • Mãos curtas e largas. Diagnóstico • Prega Palmar Única- dobra de flexão profunda na palma da mão Diagnóstico • Manchas de Brushfield na íris (Manchas redondas e pontilhadas na íris aspecto pontilhado • Retardo mental de grau variável • Hipotonia tônus muscular diminuído • Pescoço curto e grosso Diagnóstico • Doenças cardíacas congênitas • Leucemia aguda – Taxa de sobrevida é diminuída • Homens: são quase sempre estéreis • Mulheres: podem se reproduzir (40%) 14/10/2015 15 • O critério mais conhecido para identificar gestantes de risco para síndrome de Down é a idade materna: quanto maior a idade materna, maior o risco de síndrome de Down. • Porém a maioria das crianças afetadas são filhas de mães com idade inferior a 30 anos. Isso ocorre porque há um numero maior de gravidez nesta faixa etária do que em mulheres mais velhas. Idade Materna e Síndrome de Down Idade Materna e Síndrome de Down • Idade Risco de síndrome de Idade Risco de síndrome de materna Down ao nascimento materna Down ao nascimento 20 1 / 1529 34 1 / 475 21 1 / 1508 35 1 / 385 22 1 / 1482 36 1 / 308 23 1 / 1448 37 1 / 243 24 1 / 1405 38 1 / 190 25 1 / 1352 39 1 / 147 26 1 / 1287 40 1 / 113 27 1 / 1209 41 1 / 86 28 1 / 1120 42 1 / 66 29 1 / 1019 43 1 / 50 30 1 / 910 44 1 / 38 31 1 / 797 45 1 / 29 32 1 / 684 46 1 / 21 33 1 / 525 47 1 / 16 Trissomia do 18 Síndrome de Edwards Características Gerais • Cariótipo: 47, XX ou XY, +18 • Segunda trissomia mais comum • Acontecem por trissomia livre e por translocações • Maior frequência no sexo feminino (3F:1M) • Ligado a idade materna (não disjunção). 14/10/2015 16 Cariótipo Diagnóstico • Deficiência de crescimento pré-natal (peso baixo para idade gestacional) • Orelhas pequenas com hélices pouco distintas (dismorfico) • Boca pequena • Esterno curto • O crânio é excessivamente alongado na região occipital. • O pescoço é curto. • Há uma grande distância intermamilar. • Os genitais externos podem ser anômalos. • O dedo indicador é maior do que os outros e flexionado sobre o dedo médio. • Os pés têm as plantas arqueadas. • As unhas costumam ser hipoplásticas. Diagnóstico • Retardo mental • Defeitos cardíacos congênitos defeito no septo ventricular (mais comum) • Onfalocele protrusão do intestino no cordão umbilical • Hérnia diafragmática • Espinha bífida 14/10/2015 17 Estatística • 50% das crianças morrem no primeiro mês de vida • 10% das crianças ficam viva aos 12 meses • 90% dos casos resultam de um cromossomo extra vindo da mãe. Trissomia do 13 Síndrome de Patau Características Gerais • Cariótipo: 47,XX ou XY, +13• 80% dos casos é por trissomia 20% dos casos é por translocação • Leve preferência pelo sexo feminino • Aumento de incidência com o aumento da idade materna (não disjunção) Cariótipo 14/10/2015 18 Diagnóstico • Fendas orofaciais, microftalmia (olhos pequenos e mau formados) • Orelha dismórfica e de baixa implantação • O fenótipo inclui malformações graves do sistema nervoso central. • Retardo mental acentuado. • Em geral há defeitos cardíacos congênitos e defeitos urogenitais. • Com frequência encontram-se polidactilia, punhos cerrados e as plantas dos pés arqueadas. • Coloboma (fissura congênita da íris) Sindrome de Turner Características Gerais • Cariótipo: 45, XO • Descoberto por Henry Turner em 1938 • 77% por não disjunção da meiose paternal geralmente é X paterno que está ausente • 23% por não disjunção da meiose maternal • Afeta pessoas do sexo feminino 14/10/2015 19 Cariótipo Diagnóstico • Estatura baixa proporcional • Face triangular, pescoço largo em forma de escudo • Tórax largo, mamas pouco desenvolvidas e mamilos muito espaçados • Boca de tubarão (maxila estreita e mandíbula pequena) • Frequência elevada de anomalias renais e cardiovasculares. Diagnóstico • Infantilismo Sexual • Disgenesia ovariana ovários em forma de fitas, não se detecta células germinativas • Imaturidade Emocional • Bom desenvolvimento intelectual Síndrome de Kleinefelter 14/10/2015 20 Características Gerais • Cariótipo: 47, XXY • Descrita por Harry Kleinefelter • 60% dos casos origina-se da não disjunção da meiose materna • 40% dos casos origina-se da não disjunção da meiose paterna • Afeta o sexo masculino Cariótipo Diagnóstico • Eles são altos e magros, com membros inferiores relativamente longos. • Ginecomastia (desenvolvimento da mama) • Ausência de pelos no corpo • Ausência de barba • Após a puberdade, os sinais de hipogonadismo (gonadas diminuidas) se tornam óbvios. • Os testículos permanecem pequenos e os caracteres sexuais secundários continuam subdesenvolvidos. • Infertilidade • Distúrbios de aprendizagem e inteligência abaixo da média Triplo X Super Fêmea 14/10/2015 21 Características Gerais • Cariótipo: 47, XXX • Jacobs e col. descreveram pela primeira vez em 1959 • Não disjunção meiótica paterna ou materna • Afeta o sexo feminino • Algumas mulheres com trissomia do X são identificadas em clínicas de infertilidade e outras em instituições que cuidam de retardos mentais, mas provavelmente muitas permanecem sem diagnóstico. Cariótipo Diagnóstico • Esterilidade • Irregularidades menstruais • Retardo mental leve • Pregas Epicânticas • Anomalias são raramente vistas Já foram vistos mulheres com mais de 4 X cada vez que se aumenta o numero de X aumentam o retardo mental e anomalias físicas. Duplo Y Super Macho 14/10/2015 22 Características Gerais • Cariótipo: 47,XYY • Descoberta por Sandeberg em 1961 • Não disjunção da meiose II paterna • Afeta o sexo masculino • Acreditava-se que essa síndrome gerava um comportamento criminal, violento ou agressivo, mas a teoria foi rechaçada Cariótipo Diagnóstico • Tendem a ser altos • Apresentam dificuldades com a linguagem • QI ligeiramente abaixo do normal • Anomalias nas genitais • Dentes grandes