Genética: citogenética

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Citogenética
A citogenética é uma área especializada da genética que estuda a relação entre os eventos celulares, especialmente aqueles relacionados aos cromossomos, com os eventos genéticos e fenotípicos. 
Entre os assuntos mais detalhados pela citogenética encontram se os estudos sobre as variações numéricas e estruturais dos cromossomos 
As primeiras idéias sobre cromossomos surgiram no fim do século XIX, quando os primeiros estudos sobre mitose foram realizados. Em 1866, Haeckel propôs que o núcleo celular era o principal agente responsável pela divisão das células. O primeiro cientista, entretanto, a descrever o processo da divisão celular mitótica de forma clara foi o zoólogo alemão Anton Schneider, em 1873. 
Posteriormente, outros pesquisadores ampliaram os estudos sobre mitose. Contribuições importantes foram dadas por Strasburger, em 1875 e por Flemming, de 1879-1882, este último o responsável pelo termo "mitose". A partir disso, a divisão mitótica foi melhor compreendida em animais e vegetais. 
Os cromossomos (kroma=cor; soma=corpo) são filamentos espiralados de cromatina, que é o complexo de DNA e proteínas localizados no interior do núcleo celular nas células eucarióticas. Durante o processo de divisão celular, a cromatina apresenta-se bastante condensada, formando os cromossomos.
Cariótipo
Representação fotográfica dos cromossomos de uma célula depois de terem sido reunidos por pares de cromossomos idênticos e classificados por dimensão. Conjunto dos cromossomos de um indivíduo
Estudo dos cromossomos
Comparação com o padrão da espécie em número, tamanho e forma.
linfócitos de sangue periférico
Procedimentos para preparar uma cultura de células adequadas para análise dos cromossomos:
1. Obtém-se uma amostra de sangue periférico e acrescenta-se heparina para evitar coagulação;  2. A amostra é em seguida centrifugada a uma velocidade que permita aos leucócitos se sedimentarem como uma camada distinta;  3. Os leucócitos são colhidos, colocados em meio de cultura tecidual e estimulados a dividir-se pelo acréscimo de um agente mitogênico (estimulante da mitose) como a fito-hemaglutinina. 
4. A cultura é incubada por cerca de 72 horas, até que haja um grande número de células se multiplicando rapidamente;  
5. Acrescenta-se, então, uma solução diluída de colchicina, para impedir a conclusão da divisão celular inibindo a formação de fusos e retardando a separação dos centrômeros. Em consequência, células paradas na metáfase acumulam-se na cultura;  
6. Em seguida, adiciona-se uma solução hipotônica para causar tumefação nas células, lisando-as e liberando os cromossomos, mas mantendo os centrômeros intactos;  
7. Os cromossomos são fixados, espalhados em lâminas e corados por uma de várias técnicas de análise. 
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO
Estruturalmente, o cromossomo apresenta a unidade estrutural filamentosa de DNA em forma de espiral, e é envolvido por uma substância proteica. Pode-se destacar as seguintes partes de um cromossomo:
Cromatídes – Resulta da divisão longitudinal dos cromossomos durante o processo de divisão celular;
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO
Centrômero – É a constrição primária que divide o cromossomo em dois braços e permite movimento durante a divisão celular;
Satélite – É a porção terminal de material cromossômico. Apresenta-se separado do cromossomo por uma constrição secundária
ESTRUTURA DO CROMOSSOMO
Cada espécie apresenta um número característico de cromossomo. Na grande maioria os organismos superiores são diplóides e, conseqüentemente, apresentam 2n cromossomos em suas células somáticas e n nas células gaméticas. Entretanto encontram-se, não raramente, certos indivíduos com número de cromossomos alterados em relação ao estado diplóide. 
 
ABERRAÇÕES 
CROMOSSÔMICAS 
Aberrações numéricas
Os indivíduos, com relação à variação numérica, se classificam em: a. Aneuplóides b. Euplóides 
ABERRAÇÕES NUMÉRICAS 
Aneuploidias: são as que apresentam um conjunto de cromossomos que não corresponde a um múltiplo exato do genoma da espécie. Originam células onde há falta ou excesso de algum(ns) cromossomo(s). As aneuploidias podem se originar de anomalias ocorridas na meiose (isto é, serem pré-zigóticas) ou nas mitoses do zigoto (pós-zigóticas). Quando a não-segregação é pré-zigótica, ela pode ter ocorrido na espermatogênese ou na ovulogênese. 
Aberrações numéricas
- Aneuploidia -
Aneuplóides: possuem em suas células somáticas um ou mais cromossomos adicionais ou em falta.
Podem ser causadas por:
a) retardamento dos cromossomos durante a anáfase
b) não disjunção ou seja, não segregação de cromossomos durante a meiose de organismos diplóides.
c) Assinápse, ou seja, o não pareamento de cromossomos homólogos na meiose
Fatores que podem levar a formação de aneuplóides
 	a. Nulissômico Indivíduo com variação numérica de cromossomo, que se caracteriza por apresentar um par de cromossomo à menos em relação ao diplóide normal. (2n-2) b. Monossômico Indivíduo que apresenta um cromossomo a menos em relação ao diplóide normal. Na espécie humana, a síndrome de Turner é um exemplo de monossomia. (2n-1) 
Síndrome de Tuner
A Síndrome de Turner é uma anomalia sexual cromossômica, cujo cariótipo é 45, X, sendo portanto, encontrada em meninas. A Síndrome de Turner, ao contrário de outras aneuploidias dos cromossomos sexuais, é identificada ao nascimento ou antes da puberdade por suas características fenotípicas distintivas.
A incidência do fenótipo da Síndrome é de cerca de 1 em 5000 meninas nativivas.
A constituição cromossômica mais constante é 45, X sem um segundo cromossomo sexual, X ou Y. Contudo, 50% dos casos possuem outros cariótipos. Um quarto dos casos envolve cariótipos em mosaico, nos quais apenas uma parte das células é 45, X. 
Sindrome de Turner em éguas
A monossomia do cromossomo X parece ser relativamente comum em éguas. Os animais afetado são aparentemente normais, porém apresentam vulva menor que o normal, a cervix está normalmente aberta e relaxada e o tamanho do ovário varia entre pequeno e muito pequeno . Normalmente não há ciclo estral, mas algumas manifestações de cios esporádicas podem aparecer
 	c. Trissômico Indivíduo que apresenta um excesso de um cromossomo em relação ao diplóide. Na espécie humana temos como exemplo a síndrome de Klinefelter e a síndrome de Down. A síndrome de Down, foi descrita por DOWN, em 1866, e se caracteriza pelo excesso do cromossomo 21. O indivíduo com este tido de síndrome apresenta debilidade mental, feições semelhante à asiática (mongolismo) e apenas uma linha no quinto dedo. (2n+1) d. Tetrassômico Indivíduo que apresenta um par de cromossomos a mais em relação ao diplóide. (2n+2) 
Síndrome de Down
 Euploidias 
	 São alterações de todo genoma; quanto a esse aspecto os indivíduos podem ser haplóides (n), diplóides (2n), triplóides (3n), tetraplóides (4n), enfim, poliplóides (quando há vários genomas em excesso). Euploidias são raras em animais, mas bastante comuns e importantes mecanismos evolutivos nas plantas
 
EFEITOS FENOTÍPICOS DE POLIPLÓIDES 
 
	Formação de órgãos vegetativos gigantes. Devido a esta particularidade a poliploidia tem merecido grande atenção por parte dos floricultores e horticultores. Exemplos bem sucedidos de poliploidia na floricultura são encontrados no cravo-de-defunto, boca-de-leão, dentre outros. 
EFEITOS FENOTÍPICOS DE POLIPLÓIDES
	
 As maçãs poliplóide apresentam frutos maiores e de textura de melhor qualidade. Os milhos poliplóides são mais vigorosos e produzem 20% a mais de vitaminas que o milho normal. 
POLIPLÓIDES EM ANIMAIS
	Apesar da poliploidia ser freqüente em vegetais ela é relativamente rara em animais. As razões para este fato são apontadas a seguir: Os animais, em geral, contam com mecanismos
de cromossomos sexuais na determinação do sexo. Entretanto a adição de cromossomos sexuais (X e Y) levam à perda de vigor, debilidades físicas e mentais esterilidade (ou sub-fertilidade).
	Várias espécies de peixe existem como poliplóides. 
 
POLIPLÓIDES EM ANIMAIS
	Em geral os animais não apresentam mecanismos de propagação assexual para estabilização do híbrido interespecífico. Exceção é encontrada no camarão de água salgada (Artemia salina) que mostra evidências de poliploidia e apresenta como meio de estabilidade a propagação por partenogênese.
 
ABERRAÇÕES 
ESTRUTURAIS 
	Durante a intérfase quando os cromossomos estão mais distendidos e metabolicamente ativos, eles são mais vulneráveis a variações do ambiente que provocam rupturas de sua estrutura. As aberrações estruturais dos cromossomos resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal. Os rearranjos estruturais são definidos como equilibrados e não-equilibrados.
Rearranjos estruturais não equilibrados 
Quando o conjunto cromossômico possui informações a mais ou a menos. Os rearranjos não equilibrados envolvem:
Deleção 
	A deleção resulta em desequilíbrio do cromossomo por perda de um segmento cromossômico. Uma deleção pode ser terminal ou intersticial 
Duplicações: 
	Em geral, a duplicação parece ser bem menos nociva que a deleção. As duplicações podem originar-se por crossing-over desigual ou por segregação anormal da meiose num portador de uma translocação ou inversão 
Duplicações: 
Isocromossomos
As cromátides de um cromossomo não se separam normalmente no sentido longitudinal e o centrômero se divide transversalmente.
Translocações
	Dois cromossomos sofrem quebras e há a soldadura de um segmento cromossômico a uma região fraturada de outro. 
	Existem dois tipos principais: reciprocas e robertsonianas.
Translocações recíprocas
Resultam de quebra de cromossomos não homólogos, com trocas recíprocas de segmentos soltos, sem perda de material genético. 
Quando os cromossomos de uma translocação recíproca balanceada se pareiam na meiose, forma-se uma figura quadrirradial (em forma de cruz). 
Na anáfase os cromossomos se segregam a partir desta configuração de três maneiras possíveis:
Translocações recíprocas
Quando os cromossomos de uma translocação recíproca balanceada se pareiam na meiose, forma-se uma figura quadrirradial (em forma de cruz). 
Na anáfase os cromossomos se segregam a partir desta configuração de três maneiras possíveis:
Translocações robertsonianas 
Envolve dois cromossomos acrocêntricos que se fundem próximos à região do centrômero com perda dos braços curtos
	Embora o portador de uma translocação robertsoniana seja fenotipicamente normal, há um risco de gametas não-balanceados e de prole não-balanceada. 
	Em bovinos ocorre diminuição da fertilidade pela diminuição da taxa de concepção e aumento do número de abortos
Ocorrência
Raças: Simental, Charolês e Blonde D'Aquitaine 1/29
Raças continentais: 14/20
Arranjos balanceados
Inversão
Inversão 
Pericêntrica: inclui o centrômero
Paricêntrica: não inclui o centrômero
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