alterações cromossomicas20142

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CROMOSSOMOS	
  
	
  
Fleming	
  &	
  Arnold	
  –	
  1880	
  
Estruturas	
  visíveis	
  durante	
  a	
  divisão	
  celular	
  
individualidade	
  e	
  con@nuidade,	
  papel	
  decisivo	
  no	
  
desenvolvimento	
  
célula	
  somá@ca	
  -­‐	
  mitose	
  -­‐	
  diplóide	
  	
  	
  2n	
  
	
  
carió@po	
  
-­‐  número	
  de	
  cromossomos	
  constante	
  na	
  espécie	
  
-­‐  número	
  e	
  cons@tuição	
  dos	
  cromossomos	
  diferente	
   	
  
	
  em	
  	
  espécies	
  diferentes.	
  
	
  
ABORDAGEM	
  PANORÂMICA	
  DO	
  GENOMA	
  
	
  ABERRAÇÕES	
  CROMOSSÔMICAS	
  
NUMÉRICAS	
  
ESTRUTURAIS	
  
Aberrações	
  Cromossômicas	
  
Numéricas	
  
	
  alterações	
  no	
  
número	
  
caracterís@co	
  de	
  
cromossomos	
  da	
  
espécie	
  
(carió@po).	
   Aneuploidias	
  :	
  	
  alteração	
  em	
  um	
  ou	
  mais	
  pares	
  –	
  ganho	
  ou	
  perda	
  
de	
  cromossomos	
  
Euploidias:	
  quando	
  há	
  a	
  
alteração	
  de	
  todos	
  os	
  pares	
  
Euploidias	
  
A	
  alteração	
  é	
  múl@plo	
  exato	
  do	
  número	
  haplóide	
  (n).	
   	
  	
  
Exemplos:	
  
	
  Chryzanthemum	
  tem	
  n	
  =	
  9	
  e	
  são	
  conhecidas	
  espécies	
  com	
  18,	
  36,	
  54,	
  72	
  
e	
  90	
  cromossomos	
  
	
  
	
  Solanum	
  tem	
  n	
  =	
  12	
  e	
  são	
  conhecidas	
  espécies	
  com	
  24,	
  36,	
  48,	
  60,	
  72,	
  
96,	
  108,	
  120	
  e	
  144	
  cromossomos.	
  
	
  
Euploidias	
  
	
  A	
  sobrevivência	
  de	
  um	
  indivíduo	
  humano	
  totalmente	
  euplóide	
  é	
  considerada	
  
impossível,	
  e	
  quase	
  todos	
  os	
  casos	
  de	
  triploidia	
  (3n)	
  ou	
  de	
  tetraploidia	
  (4n)	
  somente	
  
foram	
  observados	
  em	
  abortos	
  espontâneos.	
  	
  
Quanto ao múltiplo de “n” são chamados de: 
 2 x diplóide 
 3 x triplóide 
 4 x tetraplóide 
5 x pentaplóide 
 6 x hexaplóide. 
Acima de 2 x são chamados genericamente de 
poliplóides 
Haploide	
  (N)	
   diploide	
  (2N)	
  
triploide	
  (3N)	
   tetraploide	
  (N)	
  
OCORRÊNCIA	
  DAS	
  EUPLOIDIAS	
  
	
  Freqüentes	
  em	
  plantas	
  (2/3	
  de	
  todas	
  as	
  
espécies	
  de	
  gramíneas	
  são	
  poliplóides),	
  
mas	
  raras	
  em	
  animais.	
  	
  
	
  Ex.	
  Bananas	
  (Musa	
  acuminata):	
  
triplóides	
  agronômicos	
  	
  
Musa	
  acuminata	
  
CARACTERÍSTICAS	
  DOS	
  
POLIPLÓIDES	
  
Maior	
  volume	
  nuclear	
  
Partes	
  reprodu@vas	
  e	
  vegeta@vas	
  agigantadas	
  
Fer@lização	
  reduzida	
  
Alterações	
  nos	
  cons@tuintes	
  químicos	
  
Diminuição	
  da	
  velocidade	
  de	
  crescimento	
  
Podem ser: 
 Autopoliplóides: quando um único genoma 
é repetido. Autotriplóides; Autotetraplóides 
etc. 
 
 Alopoliplóides: quando ocorrem dois ou 
mais genomas diferentes. Alotriplóide; 
Alotetraplóide etc. 
Como	
  surgem	
  os	
  poliplóides?	
  
Planta Cariótipo do ancestral Número de cromossomas Nível de poliploidia 
Amendoim 10 40 4n 
Cana-de-açúcar 10 80 8n 
Banana 11 22 ou 33 2n ou 3n 
Batata 12 48 4n 
Tabaco 12 48 4n 
Algodão 13 52 4n 
Maçã 17 34 ou 51 2n ou 3n !
Os	
  Alopoliplóides	
  surgem	
  pela	
  duplicação	
  dos	
  cromossomos	
  após	
  um	
  
cruzamento	
  interespecífico.	
  Ocorrem	
  freqüentemente	
  na	
  natureza.	
  
Exemplos:	
  
	
  algodão	
  sul-­‐americano	
  (alotetraplóide	
  2n	
  	
  =	
  26,	
  com	
  genoma	
  de	
  uma	
  
espécie	
  asiá@ca	
  (Gossipium	
  herbaceum)	
  com	
  uma	
  americana	
  do	
  Peru	
  (G.	
  
raimondi);	
  
Raphanobrassica	
  tem	
  o	
  genoma	
  de	
  rabanete	
  (Raphanus	
  saKvus	
  ,	
  2n	
  =	
  18)	
  e	
  
Brassica	
  oleracea	
  	
  repolho	
  (2n	
  =	
  18);	
  
	
  
Cymbidium	
  Fanfare	
  'Sierra	
  
Spring',	
  AM/AOS	
  (1965)	
  
exemplo	
  da	
  flor	
  diplóide	
  
(2n)	
  
Cymbidium	
  Fanfare	
  'St.	
  Francis',	
  
AM/AOS	
  	
  
	
  exemplo	
  da	
  flor	
  tetraploide	
  
(4n)	
  
ORQUÍDEA	
  
Métodos	
  de	
  indução	
  de	
  ploidias	
  
Tratamento	
   com	
   colchicina:	
   Inibe	
   a	
   formação	
   da	
   tubulina,	
  
proteína	
   que	
   forma	
   as	
   fibras	
   do	
   fuso.	
   Sem	
   estas	
   fibras,	
   as	
  
cromáHdes	
  irmãs	
  não	
  conseguem	
  ser	
  eficientemente	
  separadas	
  
na	
  anáfase	
  meióHca.	
  	
  
	
  
Fusão	
  de	
  protoplastos:	
  Células	
  culHvadas	
  em	
  meio	
  líquido	
  tem	
  
as	
   suas	
   paredes	
   celulares	
   digeridas	
   e	
   depois	
   induzidas	
   a	
   se	
  
fundirem	
   por	
   eletroporação	
   ou	
   modificações	
   nas	
  
concentrações	
   de	
   sais	
   no	
   meio.	
   Depois	
   estas	
   células	
   são	
  
regeneradas	
  em	
  plantas.	
  
	
  
Aumento	
  de	
  temperatura	
  no	
  ato	
  da	
  fecundação	
  
	
  
Alena	
  -­‐	
  Breeder:	
  Newe	
  Yaar	
  Expt.	
  Sta@on,	
  Haifa,	
  
Israel.	
  Parentage:	
  tetraploid	
  developed	
  by	
  
colchicine	
  treatment	
  of	
  Sugar	
  Baby	
  seedlings.	
  
Characteris@cs:	
  has	
  classic	
  polyploid	
  features	
  such	
  
as	
  broader	
  and	
  thicker	
  leaves,	
  less	
  branching,	
  and	
  
slower	
  growth	
  than	
  diploids,	
  seed	
  number	
  per	
  fruit	
  
is	
  about	
  70	
  compared	
  with	
  500-­‐1000	
  in	
  diploid	
  
Sugar	
  Baby,	
  flesh	
  is	
  darker	
  red	
  and	
  firmer	
  than	
  that	
  
in	
  Sugar	
  Baby.	
  1981.	
  
Híbrido	
  entre	
  rabanete	
  e	
  repolho	
  =	
  
Raphanobrassica	
  
1928	
  
FORMAÇÃO	
  DE	
  TRIPLÓIDES	
  	
  
	
  São	
  geralmente	
  estéreis	
  devido	
  a	
  problemas	
  no	
  pareamento	
  dos	
  
cromossomos).	
  Podem	
  ser	
  obHdos	
  por:	
  
	
  
	
  -­‐	
  Junção	
  de	
  células	
  diplóides	
  com	
  haplóides	
  pela	
  fusão	
  de	
  
protoplastos	
  
	
  
	
  -­‐	
  Pelo	
  cruzamento	
  de	
  plantas	
  tetraplóides	
  (2	
  n	
  =	
  4	
  x;	
  gametas	
  n	
  =	
  2	
  x)	
  
com	
  diplóides	
  (2n	
  =	
  2	
  x;	
  gametas	
  n	
  =	
  x).	
  Dariam	
  como	
  resultado	
  
autotriplóides	
  (ex.	
  melancia	
  sem	
  sementes)	
  
	
  
	
  -­‐	
  FerHlização	
  do	
  óvulo	
  por	
  dois	
  núcleos	
  espermáHcos	
  
	
  
	
  -­‐	
  FerHlização	
  por	
  gametas	
  não	
  reduzidos	
  
Exemplos	
  de	
  triplóides	
  agronômicos	
  	
  
•  Bananas:	
  
Musa	
  acuminata	
  (genoma	
  AA),	
  deu	
  origem	
  a	
  varias	
  
variedades:	
  AAA:	
  Gros	
  Michel,	
  Caru-­‐verde,	
  Nanica,	
  
Nanicão,	
  Valery	
  
	
  AAAA:	
  IC2	
  
Musa	
  balbisiana	
  (genoma	
  BB),	
  deu	
  híbrido	
  triplóide	
  
com	
  M.	
  acuminata:	
  AAB:	
  Maçã,	
  Branca,	
  Plátanos,	
  
ABB:	
  Figo-­‐cinza;	
  Figo-­‐vermelha	
  
•  Musa	
  acuminata	
   •  Variedade	
  Gros	
  Michale	
  
(genoma	
  AAA)	
  
•  Musa	
  balbisiana	
  (genoma	
  BB)	
   •  Variedade	
  Figo	
  (genoma	
  
BBB)	
  
Representative metaphases of 
diploid, triploid and aneuploid 
Pacific oysters produced from 
diploid triploid crosses: (a) 
2n=20; (b) 2n+1=21; (c), 2n
+2=22; (d), 2n+3=23; (e), 
3n-2=28; (f) 3n-1=29; (g) 3n=30 
chromosomes.Chromosome	
  	
  N	
   Length	
  (mm)	
  	
   	
  	
   Whole	
  weight	
  (g)	
  	
  
20	
   39	
   332b	
  	
   	
  	
   3.40.5b	
  	
  
21	
   15	
   253c	
  	
   	
  	
   2.30.5bc	
  	
  
22	
   15	
   192c	
  	
   	
  	
   1.00.2c	
  	
  
23	
   4	
   192c	
  	
   	
  	
   0.90.2b	
  	
  
28	
   4	
   314abc	
  	
   	
  	
   3.00.9abc	
  	
  
29	
   4	
   233bc	
  	
   	
  	
   1.10.3bc	
  	
  
30	
   18	
   393a	
  	
   	
  	
   5.61.3a	
  	
  
 
Meiose	
  em	
  Triplóides	
  
ABERRAÇÕES	
  NUMÉRICAS	
  
-­‐	
  ANEUPLOIDIA	
  -­‐	
  
Aneuplóides:	
  possuem	
  em	
  
suas	
  células	
  somá@cas	
  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	
  	
  
	
  
d)	
   Irregularidades	
   na	
   distribuição	
   de	
  
cromossomos	
   durante	
   a	
   meiose	
   de	
  
organismos	
   poliplóides	
   com	
   número	
  
ímpar	
   de	
   cromossomos	
   do	
   genoma	
  
bás i co	
   ta i s	
   como	
   t r ip ló ides ,	
  
pentaplóides	
  etc.	
  
	
  
Como	
  se	
  originam	
  as	
  aneuploidias?	
  
Fatores	
  que	
  podem	
  levar	
  a	
  formação	
  de	
  
aneuplóides	
  
Trissômicos	
  em	
  Datura	
  estramonium	
  
TIPOS	
  DE	
  ANEUPLÓIDES	
  
Trissômicos:	
   apresentam	
   um	
   dos	
  
cromossomos	
   em	
   triplicata.	
   Assim	
  
como	
   os	
   Monossômicos,	
   são	
  
u@lizados	
  para	
  a	
  localização	
  de	
  genes	
  
específicos	
  (ex.	
  Datura	
  estramônio).	
  	
  
	
  
Monossômico:	
   deficientes	
   em	
   um	
  
cromossomo	
  ex.	
  2n	
  =	
  2x	
  -­‐1.	
  Este	
  @po	
  
tem	
   sido	
   encontrado	
   em	
   humanos,	
  
diversos	
  @pos	
  de	
  animais	
  e	
  vegetais.	
  
Geralmente	
   é	
   letal	
   e	
   normalmente	
  
e n con t r a do	
   em	
   o r g an i smo s	
  
poliplóides	
   porque	
   cromossomos	
  
homeólogos	
  suprem	
  a	
  deficiência	
  
Denominações	
  de	
  aneuplóides	
  e	
  
consHtuições	
  cromossômicas	
  
Aneuplóides Constituição 
cromossômica 
Nulissômico 2n - 2 
Monossômico 2n - 1 
Monossômico duplo 2n - 1 - 1 
Trissômico 2n + 1 
Trissômico duplo 2n + 1 + 1 
Tetrassômico 2n + 2 
Monossômico - trissômico 2n - 1 + 1 
ALBERT	
  LEVAN	
  
CITOLOGIA	
  DE	
  PLANTAS	
  
-­‐ Uso	
  de	
  colchicina	
  
-­‐ 	
  análise	
  de	
  raiz	
  de	
  cebola	
  	
  para	
  avaliar	
  o	
  
efeito	
  da	
  radiação	
  e	
  substâncias	
  químicas	
  nos	
  
cromossomos	
  
-­‐ Interesse	
  nos	
  cromossomos	
  de	
  células	
  
tumorais-­‐	
  similaridade	
  das	
  lesões	
  induzidas	
  
na	
  raiz	
  de	
  cebola	
  
-­‐ Estudo	
  citogené@co	
  em	
  tumor	
  ascí@co	
  
CROMOSSOMOS	
  DE	
  MAMÍFEROS	
  PODEM	
  SER	
  
ACURADAMENTE	
  CONTADOS	
  E	
  
CARACTERIZADOS	
  
1955-­‐	
  CULTURA	
  DE	
  CÉLULAS	
  HUMANAS	
  
-­‐ Uso	
  de	
  solução	
  hipotônica	
  
-­‐ Pré-­‐tratamento	
  com	
  colchicina	
  
JO	
  HIN	
  TJIO	
  
Aplicação	
  das	
  novas	
  metodologias	
  em	
  
cultura	
  primária	
  de	
  células	
  embrionárias	
  
humanas	
  
CONSTITUIÇÃO	
  46	
  
CROMOSSOMOS	
  E	
  NÃO	
  48	
  
CROMOSSOMOS	
  
Interesse	
  no	
  estudo	
  de	
  células	
  tumorais	
  e	
  
a	
  correlação	
  entre	
  neoplasia	
  e	
  alterações	
  
cromossômicas	
  
“ 	
   n ã o 	
   d e s e j a m o s	
  
generalizar	
   nosso	
   presente	
  
resultado	
  que	
  o	
  número	
  de	
  
cromossomos	
   humanos	
  
2n=46,	
  mas	
  é	
  diƒcil	
  evitar	
  a	
  
conclusão	
   que	
   esta	
   seria	
   a	
  
explicação	
   natural	
   para	
  
nossa	
  observação”	
  
METODOLOGIAS	
  PARA	
  ESTUDO	
  CROMOSSÔMICO	
  
BANDAS	
  G	
  
BANDA	
  G	
  
AVALIAÇÃO	
  FUNCIONAL	
  
-­‐ heterocroma@na	
  
cons@tu@va	
  
BANDA	
  C	
  
	
  
Regiões	
  organizadoras	
  do	
  nucléolo	
  –	
  banda	
  NOR	
  
-­‐ Permissão	
  de	
  biopsia	
  para	
  cultura	
  de	
  
fibroblastos	
  
-­‐ Criança	
  de	
  2	
  anos	
  com	
  mongolismo	
  
CONSTITUIÇÃO	
  47	
  CROMOSSOMOS!!	
  
	
  
Confirmado	
  em	
  outros	
  pacientes	
  
Etude	
  des	
  Chromosomes	
  Soma@ques	
  de	
  
Neuf	
  Enfants	
  Mongoliens	
  
Jerome	
  Lejeune,	
  Marthe	
  Gau@er,	
  Raymond	
  Turpin,	
  1959	
  	
  
	
  
	
  
	
  
J.	
  Lejeune	
  (1926-­‐1994)	
  
Yang	
  e	
  cols,	
  2000	
  
	
  
Período	
  1983	
  a	
  1993	
  -­‐	
  17.897	
  casos	
  de	
  Síndrome	
  de	
  Down	
  
	
  
1983	
  -­‐	
  Sobrevida	
  média	
  :	
  27,7	
  anos	
  
	
  
1993	
  -­‐	
  Sobrevida	
  média:	
  41,2	
  anos	
  
	
  
População	
  Geral	
  
	
  
1983	
  -­‐	
  Sobrevida	
  média	
  :	
  68,9	
  anos	
  
	
  
1993	
  -­‐	
  Sobrevida	
  média:	
  71,8	
  anos	
  
	
  
14,5	
  anos	
  
2,9	
  anos	
  
TRISSOMIA	
  18	
  
TRISSOMIA	
  13	
  
SÍNDROME DE TURNER 
45,X 
140 
70 
Pescoço	
  alado	
  Linfedema	
  
SÍNDROME DE KLINEFELTER 
47,XXY 
Aksglaede L , and Juul A Eur J Endocrinol 2013;168:R67-
R76 
Origem 
processos de divisão celular anormais 
alterações pré-zigóticas: meiose I e Meiose II (gametogênese) 
alterações pós-zigóticas: mitoses iniciais do zigoto (mosaicismo) 
 
REGISTRO DAS ABERRAÇÕES NUMÉRICAS 
normal : 46,XX ou 46,XY 
triplodia : 69,XXX ou 69,XXY 
monossomia: 45,X ; 45,XX, -D; 45,XY,-22 
trissomia: 47,XX,+21 
mosaicismo 46,XX/47,XX,+21 
 
Trissomia 21 Duplo Y 
49,XXXXY 
CARIÓTIPO 69,XXY 
40% 
Cariótipo 
Normal 
60% 
Anomalias 
Cromossômicas 
PERDAS	
  GESTACIONAIS-­‐	
  
PRIMEIRO	
  TRIMESTRE	
  
aneuploidia- variabilidade do número diplóide 
3-4% das gestações CONSEQUÊNCIAS FENOTÍPICAS GRAVES 
trissomia - tetrassomia - ↑ número de cromossomos 
monossomia- nulissomia -↓ número de cromossomos 
Conseqüências fenotípicas: características comuns , correlação cariótipo/fenótipo 
 
Principais características fenotípicas associadas às aneuplodias dos 
cromossomos autossomos 
Retardo mental 
Anomalias múltiplas não relacionadas no desenvolvimento de diferentes sistemas 
Peso baixo ao nascimento, dificuldade de sucção 
Baixa estatura 
Fácies característica, em geral não se parecem com os outros membros da família 
Em geral afetados: coração , cabeça (microcefalia) , olhos , sistema genito-urinário, 
mãos e pés 
 
 
 
 
ALTERAÇÕES	
  CROMOSSÔMICAS	
  
ESTRUTURAIS	
  
DISTROFIA	
  MUSCULAR	
  DUCHENE	
  -­‐	
  FEMININA	
  
POLIMORFISMOS	
  CROMOSSOMICOS	
  
CITOGENÉTICA	
  E	
  EVOLUÇÃO	
  
SEMELHANÇAS:	
  
99%	
  DO	
  MATERIAL	
  GENÉTICO	
  
CHIPANZE	
  48	
  CROMOSSOMOS	
  
HOMEM	
  46	
  CROMOSSOMOS	
  
13	
  PARES	
  IDENTICOS	
  (3,	
  6,	
  7,	
  8,	
  10,	
  11,	
  14,	
  16,	
  19,20,	
  21,	
  22,	
  23	
  :X	
  ou	
  Y)	
  
	
  MÉDIA	
  TOTAL	
  (26/48	
  =	
  ±	
  54,2	
  %).	
  
DIFERENÇAS:	
  
-­‐	
  inversões	
  centroméricas	
  4,9,12,17	
  
-­‐	
  Adição	
  de	
  um	
  segmento	
  1,	
  13,	
  18	
  ;	
  
-­‐	
  	
  translocação	
  	
  2p	
  e	
  2	
  q	
  humano	
  correspondem	
  a	
  9	
  e	
  15	
  do	
  chipanzé	
  	
  
Chipanzé 
Gorila 
Orangotango 
Homem 
Homo sapiens 
Pan troglodytes 
Gorilla gorilla 
Pongo pygmaeus 
Família Hominidae 
Família Pongidae 
Homo sapiens 
Pan troglodytes 
Gorilla gorilla 
Pongo pygmaeus 
CROMOSSOMO	
  2	
  
CROMOSSOMOS	
  SEXUAIS	
  
• Cromossomos idênticos quando a heterocromatina constitutiva não 
é considerada 
Homem 
Gorila Chipanzé Orangotango 
13 9 
8 
Review	
  
Nature	
  Reviews	
  Gene@cs	
  8,	
  950-­‐962	
  (December	
  2007)	
  |	
  doi:10.1038/nrg2199	
  
	
  
Mammalian	
  karyotype	
  evolu@on	
  
Malcolm	
  A.	
  Ferguson-­‐Smith1	
  &	
  Vladimir	
  Trifonov1,2	
  	
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  the	
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