COMPACTAÇÃO DO DNA

Prévia do material em texto

COMPACTAÇÃO DO DNA
O DNA cromossômico existe sob a forma de moléculas muito longas, que devem ser muito compactadas para se ajustar ao pequeno tamanho de uma célula;
Eucariotos 
 Os cromossomos eucarióticos individuais contêm enormes quantidades de DNA. 
Cada célula humana contém cerca de 6 bilhões de pb que esticados dariam 1,8m. 
 A estrutura do DNA pode ser considerada em 3 níveis:
 - Estrutura primária – seqüência de nucleotídeos; 
- Estrutura secundária – a hélice bifilamentar;
 - Estrutura terciária – dobramento de maior ordem que permite ao DNA ser compactado no espaço do núcleo celular.
O DNA nuclear eucariótico está intimamente associado a proteínas, criando a Cromatina; 
 Dois tipos de cromatina:
 - Eucromatina 
- Heterocromatina
Estrutura da Cromatina: 
É formada a partir da molécula de DNA de dupla hélice em associação com proteínas básicas - as histonas - e proteínas ácidas não-histônicas. 
Histonas: Proteínas simples, solúveis em H2O. 
Nos cromossomos humanos foram detectadas cinco classes de histonas, as quais são identificadas por H1, H2A, H2B, H3, H4; H2A, H2B, H3 e H4 ocorrem nos cromossomos em proporções semelhantes;
H2A e H2B são ricas em lisina; 
 H3 e H4 são ricas em arginina;
 As proteínas não-histônicas dos cromossomos são proteínas residuais, que ficam remanescentes depois da extração das histonas. Atuam na formação do arcabouço cromossômico.
1º nível - Nucleossomo:
 - DNA + histonas. 2 cópias de cada uma das 4 histonas (H2A, H2B, H3 e H4) constituem um octâmero, em torno do qual um segmento de 145 pb de DNA se enrola (Nucleossomo);
 - Após um segmento de DNA curto (20 a 60 pb), forma-se o centro seguinte de complexo de DNA, e assim por diante, conferindo à cromatina a aparência de contas num cordão; 
- Reduz o tamanho da molécula de DNA em 6 a 7 vezes.
2º nível: A H1 não é parte do octâmero, mas tem um papel na fixação do DNA no lugar, agindo como um grampo ao redor do octâmero, formando o Cromatossomo
3º nível: Os nucleossomos se dobram para produzir a Fibra de 30nm; 
4º nível: Maior compactação e produção de uma fibra de ~300nm gerando cromátides de 700nm de largura
Cromossomos
Os cromossomos eucarióticos são estruturas em forma de bastão compostas por DNA e proteínas. Os cromossomos possuem características morfológicas distintas: centrômeros, telômeros, cromátides irmãs, satélite;
 O conjunto completo de cromossomos que um organismo possui é denominado de Cariótipo; 
As regiões de acoplamento às fibras do fuso nuclear (centrômeros) e as porções finais dos cromossomos (telômeros);
Cromátide é um dos dois filamentos interligados, formado pela duplicação de um cromossomo durante os processos de divisão celular; 
Os Satélites são as porções terminais de material cromossômico separado do cromossomo por uma constrição secundária.
Nomenclatura dos cromossomos
Quanto à posição do centrômero: 
− metacêntricos: central ou praticamente central, 2 braços iguais ou praticamente iguais; 
− submetacêntricos: não tem posição central, 2 braços de tamanhos desiguais; 
− acrocêntricos: sub-terminal ou praticamente terminal, um braço muito curto ou praticamente não detectável; 
− telocêntricos: centrômero estritamente terminal, um único braço. Ausente no cariótipo humano.
Quanto à presença nos organismos:
 - autossomos: presentes em ambos os sexos 
- sexuais: definem os sexos 
Numa célula somática humana normal encontramos 46 cromossomos: 
22 pares de autossomos e um par de cromossomos sexuais (XX ou XY).
Quanto ao tamanho (Cariótipo Humano):
 -Grupo A - 1-3. São os 3 pares mais longos: 1 e 3 são metacêntricos e 2 é submetacêntrico. 
-Grupo B - 4-5. Submetacêntricos grandes. 
-Grupo C - 6-12 e X. Submetacêntricos de tamanho médio.
 -Grupo D - 13-15. Acrocêntricos de tamanho médio.
 -Grupo E - 16-18. 16 é metacêntrico e 17 e 18 são submetacêntricos pequenos. 
-Grupo F - 19-20. Metacêntricos muito pequenos. 
-Grupo G - 21-22 e Y. Acrocêntricos muito pequenos.
Tipos especiais de cromossomos:
Cromossomos Plumosos: células interfásicas, são os maiores conhecidos. Organizados em uma série de grandes alças de cromatina. Apresentam genes sendo expressos ativamente. Presentes em poucas espécies de eucariotos.
Cromossomos Politênicos: presente em células das glândulas salivares e do intestino de larvas de D. melanogaster.
 - O DNA duplica-se várias vezes, mas não se empacota nem se separa. 
- As fitas idênticas permanecem unidas e podem ser visualizados sem que assumam a forma de cromossomos "verdadeiros“. 
- Células diferenciadas e que não estão em divisão.
A citogenética clínica é o estudo dos cromossomos, de sua estrutura e sua herança aplicada à prática da genética médica;
A análise cromossômica: cultura de linfócitos + bandeamento específico + avaliação das metáfases em microscópio.
Bandeamento G: corante Giemsa, bandas claras e escuras
Bandeamento Q: coloração com quinacrina-mostarda, bandas brilhantes e opacas.
Bandeamento C: coloração da região do centrômero e outras regiões que contenham heterocromatina.
Bandeamento R: pré-tratamento com calor + corante Giemsa, bandas escuras e claras (oposto de G).
Citogenética molecular - sondas de DNA específicas para cromossomos ou regiões cromossômicas particulares ou diagnosticar rapidamente a existência de um número anormal de cromossomos no material clínico.
As Aberrações ou Anomalias Cromossômicas consistem de alterações nos cromossomos, autossomos ou sexuais; 
Mecanismos desencadeadores: Não-disjunção e Retardo Anafásico;
 - Não-disjunção: falha na separação dos cromossomos bivalentes, na divisão mitótica ou na 1ª ou 2ª divisão meiótica.
Retardo Anafásico: quando os membros de um par de cromossomos deixam de fazer sinapse* , eles não se separam corretamente no fuso.
 - Tipo de não disjunção que pode fazer com que um ou ambos os membros do par não sejam incluídos em nenhuma das células filhas.
Tipos: Numéricas ou Estruturais
 - Numéricas: um complemento cromossômico com qualquer nº diferente de 46 é denominado heteroplóide. São classificadas em euploidia e aneuploidia.
 Euploidias = múltiplo de n. Ex.: triplóides (3n) e tetraplóides (4n); 
Aneuploidias = + comum, nº de cromossomos a + ou a - não múltiplo do número haplóide. Ex.: trissomia (3 cópias de um determinado cromossomo) e monossomia (ausência de um cromossomo do par normal).
Estruturais: resultam de quebras cromossômicas seguida de reconstituição em combinação anormal. 
Podem ser balanceadas ou não-balanceadas; 
 Balanceadas: se o conjunto de cromossomos possuir o complemento normal de informação genética; 
 Não-balanceadas: se ocorrer perda ou ganho de informação genética;
Estruturais: 
Estável (deleções, duplicações, inversões, translocações, inserções e isocromossomos), ou seja, capaz de se manter inalterada quando sujeita à divisão celular; 
Instável (cromossomos acêntricos, dicêntricos e os anéis), quando se altera se sujeita à divisão celular.
Deleções: perda de segmento cromossômico. Podem ser terminais ou intersticiais (quebras ou crossing desigual);
Duplicações: segmento cromossômico é duplicado (quebras ou crossing desigual);
Inversões: um cromossomo sofre duas quebras e é reconstituído invertido. Podem ser paracêntricas ou pericêntricas;
Translocações: troca de segmentos cromossômicos entre dois cromossomos, geralmente não-homólogos; 
 Recíproca 
 Robertsonianas 
Inserções
- Isocromossomo: cromossomo no qual um braço está faltando e o outro está duplicado.
 - Cromossomo em anel: deleções terminais + extremidades livres fraturadas se soldam;
 - Cromossomos dicêntricos: apresentam dois centrômeros.
Sidromes
Síndrome de Down: Trissomia do 21 (47, XX + 21)
Síndrome de Turner: Monossomia do X (45, X)
Síndrome de Klinefelter: 47, XXY
Supermacho: homens com cariótipo 47,XYY.
Superfêmea: mulheres com cariótipo 47,XXX
Síndrome de Patau: 47, XY, +13
Síndrome de Edwards: Trissomia do 18 (47, XX + 18)
Síndrome de Cri duchat: síndrome causada por deleção autossômica (5p-)
Síndrome de Angelman/Prader -Willi: deleções no cromossomo 15q11 -q13;