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Princípios 
básicos de 
Citogenética 
Griffiths et al. Introdução à Genética (cap. 2) 
Pierce. Genética: um enfoque conceitual (cap. 2 e 11) 
Snustad & Simmons. Fundamentos de Genética (cap. 9) 
Citogenética 
Estudo dos cromossomos, sua 
estrutura, composição, e seu 
papel no desenvolvimento de 
doenças e na evolução dos 
organismos 
Como surgiu a Citogenética? 
• 1900: redescoberta dos 
trabalhos de Mendel – 
princípios da 
hereditariedade 
Hugo de Vries 
(1848 – 1935) 
Erich von Tschermak 
(1871 – 1962) 
Carl Correns 
(1864 – 1933) 
• Séc. XIX : 
desenvolvimento da 
biologia celular 
Walther Flemming (1878, 1882): divisão 
celular e distribuição dos cromossomos 
Como surgiu a Citogenética? 
Walter Sutton (1902, 1903): 
comportamento dos cromossomos 
durante a meiose 
Brachistola magna 
Theodor Boveri (1903): 
continuidade 
estrutural e 
individualidade dos 
cromossomos 
durante a meiose 
Ouriço-do-mar 
• Início do séc. XX: 
 cromossomos constituem base física da herança 
 
Como surgiu a Citogenética? 
Teoria cromossômica da 
herança replicação do 
DNA 
meiose I 
meiose II 
1ª lei de 
Mendel 
2ª lei 
de 
Mendel 
meiose I meiose I 
≠ configurações 
possíveis 
meiose II meiose II 
resultados de Mendel podiam ser 
explicados supondo-se que fatores 
hereditários fossem parte dos 
cromossomos 
 
Como surgiu a Citogenética? 
• 1910: Thomas Morgan 
Cruzamentos com Drosophila 
melanogaster 
Comprovação experimental 
da teoria cromossômica 
 
Início da Citogenética 
 
• Células procariotas 
– Ausência de envoltório nuclear 
– Molécula de DNA circular 
 
Organização dos cromossomos 
1 μm 
• Células eucariotas 
– Moléculas lineares de DNA 
– Diplóides (2n): 2 conjuntos cromossômicos (maior 
parte dos animais e vegetais superiores) 
Organização dos cromossomos 
CROMOSSOMOS 
HOMÓLOGOS 
alelo A alelo a 
Humanos: 23 pares 
de cromossomos 
PAI MÃE 
• Células eucariotas 
 
– Haplóides (n): 1 conjunto cromossômico 
Ex.: fungos, algas, células 
reprodutivas (gametas, esporos) 
 
 
– Poliplóides: múltiplas cópias dos conjuntos cromossômicos 
 
Organização dos cromossomos 
Odontophrynus 
3n 
3n 
4n 
6n 
Número de 
cromossomos varia 
entre espécies 
Verme Parascaris: 2n=2 
 
 
Planta pteridófita Ophioglossum 
reticulatum: 2n=1.260 
Organização dos cromossomos 
Número de pares de cromossomos em diferentes espécies 
Nome popular Nome científico No de pares de cromossomos 
Mosquito Culex pipiens 3 
Mosca Musca domestica 6 
Cebola Allium cepa 8 
Sapo Bufo americanus 11 
Arroz Oryza sativa 12 
Rã Rana pipiens 13 
Crocodilo Alligator mississipiensis 16 
Gato Felis domesticus 19 
Camundongo Mus musculus 20 
Macaco Macaca mulatta 21 
Trigo Triticum aestivum 21 
Humanos Homo sapiens 23 
Batata Solanum tuberosum 24 
Gado Bos taurus 30 
Asno Equus asinus 31 
Cavalo Equus caballus 32 
Cão Canis familiaris 39 
Galinha Gallus domesticus 39 
Carpa Cyprinus carpio 52 
Genoma humano (2n): 
46 cromossomos 
 
 2 metros de DNA! 
 
Como todo 
esse DNA 
cabe em um 
núcleo com 
0.006 mm de 
diâmetro? 
• Vários níveis de compactação 
– associação do DNA com proteínas: 
 cromatina 
 
• Aparência dos cromossomos 
muda ao longo do ciclo celular: 
em interfase os cromossomos estão 
metabolicamente ativos e num grau de 
compactação distinto da compactação 
observada durante o ciclo mitótico 
 
 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
• Nucleossomo: unidade básica da cromatina 
– octâmero de histonas (H2a, H2b, H3, H4) envolto por um 
segmento de DNA (2 voltas)  ~11 nm 
 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
~11 nm 
DNA ligador 
Nucleossomo 
(8 moléculas de histona + 146 
pares de bases de DNA) 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
• Nucleossomo: unidade básica da cromatina 
– octâmero de histonas (H2a, H2b, H3, H4) envolto por um 
segmento de DNA (2 voltas)  ~11 nm 
 
Cromatina de 
núcleos em 
intérfase 
~11 nm 
Nucleossomo 
• Histona 1: estabilização dos nucleossomos e formação de 
“espiral” (solenóide)  fibra de cromatina (~ 30nm) 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
Nucleossomo 
Octâmero de histonas 
11 nm 
Histona H1 
Histona H1 
Octâmero 
de histonas 
Cromatina de 
núcleos em 
intérfase 
Cromatina de núcleos 
durante ciclos de 
divisão celular 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
• Proteínas não-
histônicas: arcabouço 
estrutural 
 
 Super-helicoidização: 
fibras de cromatina 
de 30 nm formam 
alças que se prendem 
ao arcabouço, 
formando fibras de 
300 nm 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
Estrutura e organização dos cromossomos eucariotos 
• Cromossomos 
densamente 
empacotados 
 
• Fibras de 300 nm se 
dobram formando 
fibras de ~ 700 nm 
(grau máximo de 
compactação) 
Cromossomo 
metafásico com 
histonas removidas 
 
arcabouço 
protéico 
DNA 
DNA dupla hélice 
(2 nm) 
Octâmeros de 
histonas 
Nucleossomo 
(11 nm) Fibra de 
30 nm 
Fibra de 300 nm 
Arcabouço Alças 
Cromossomo 
metafásico 
(1400 nm) 
Histona 1 
Qual a fase ideal para 
observar a estrutura 
dos cromossomos em 
estudos citogenéticos? 
Intérfase Prófase Prometáfase Metáfase Anáfase Telófase e 
citocinese 
Estrutura do cromossomo metafásico 
cromossomo 
metafásico 
Cromátides 
Constrição 
Secundária 
Centrômero ou 
Constrição Primária 
Telômeros 
Telômero 
Braço 
curto Constrição 
Secundária 
Satélite 
Braço 
longo 
Quantas 
moléculas 
de DNA? 
Cromossomos metafásicos: 
2 moléculas de DNA empacotadas 
unidas pelo centrômero 
 
 Cromátides irmãs 
Estrutura do cromossomo metafásico 
Duplicação 
(síntese de 
DNA) 
Centrômero 
Cromátides 
irmãs 
Centrômeros Cromátides irmãs 
Estrutura do cromossomo metafásico 
Centrômero 
Cromátides 
Cinetócoro 
Fibras do fuso 
• Centrômero (constrição primária) 
– Formado por DNA repetitivo 
– Ponto de ligação das fibras do fuso 
(movimentação dos cromossomos 
durante a divisão celular) 
– Cinetócoro: complexo de proteínas – 
formação antes da divisão celular 
 
Fuso mitótico 
Posição do centrômero define a morfologia dos cromossomos 
Classificação de Levan e col. (1964): 4 tipos cromossômicos com relação 
à razão de braços (RB) 
 
RB= medida do maior braço (q) 
 medida do braço menor(p) 
Estrutura do cromossomo metafásico 
braço 
curto 
(p) 
braço 
longo 
(q) 
Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico 
Cariótipo: 
no, tamanho e 
morfologia dos 
cromossomos 
 
Conjunto específico 
de cada organismo 
Estrutura do cromossomo metafásico 
A 
B 
C 
D E 
F G 
Cariótipo 
humano 
normal 
Autossomos 
Cromossomos sexuais 
XX (mulher) XY (homem) 
ou 
M 
M 
M 
SM 
SM 
A 
A SM 
M 
SM 
A 
SM SM 
SM SM SM SM SM 
A A 
SM SM 
A SM 
Estrutura do cromossomo metafásico 
Diferença entre número diplóide e número fundamental: 
NF = no de braços cromossômicos autossômicos (exclui sexuais) 
• Telômeros: regiões terminais dos cromossomos 
– Repetições de sequências específicas conservadas 
 → vertebrados: (TTAGGG)n 
– Células normais de humanos: 500 a 3000 repetições 
– Manutenção estrutural dos cromossomos (prevenção 
do encurtamento e perda de genes ativos) 
Estrutura do cromossomometafásico 
• Constrições secundárias: 
geralmente relacionadas às regiões organizadoras de nucléolo 
(RON), que contêm genes para RNAr 
Estrutura do cromossomo metafásico 
Centrômero 
Fibra de 
cromatina 
Cinetócoro 
Constrição 
primária 
Telômero 
Constrição secundária 
Região organizadora 
de nucléolo (RON) 
Satélite 
Na intérfase: 
região da 
cromatina 
associada ao 
nucléolo 
Humanos: 5 pares 
de cromossomos 
com RON 
 
 satélites 
A 
B 
C 
D E 
F G 
Cariótipo 
humano 
normal 
Autossomos 
Cromossomos sexuais 
XX (mulher) XY (homem) 
ou 
M 
M 
M 
SM 
SM 
A 
A SM 
M 
SM 
A 
SM SM 
SM SM SM SM SM 
A A 
SM SM 
A SM 
Estrutura do cromossomo metafásico 
Como identificar os pares 
de cromossomos homólogos 
com precisão? 
Técnicas em Citogenética 
Colchicina 
Solução 
hipotônica 
Gota 
Fixação e 
coloração 
Coloração diferencial 
 
Cromossomos metafásicos 
humanos corados com 
Giemsa 
Técnicas em Citogenética 
Coloração diferencial 
 
Década de 70: bandeamento 
cromossômico 
• Bandeamento G, Q e R: tratamento 
dos cromossomos com 
enzimas/soluções específicas → 
bandas longitudinais claras e 
escuras 
• Identificação mais precisa dos 
homólogos e detecção de 
rearranjos cromossômicos 
 
 
Técnicas em Citogenética 
bandas G escuras: DNA rico em bases AT e poucos genes ativos; 
bandas claras: DNA rico em bases GC e muitos genes ativos 
Idiograma – cariótipo humano 
(bandeamento G) 
Técnicas em Citogenética 
Bandeamento C e NOR: coram partes específicas dos 
cromossomos 
Heterocromatina constitutiva 
Regiões organizadoras de nucléolo 
Técnicas em Citogenética 
Técnicas em Citogenética 
Citogenética molecular: 
Hibridização in situ 
fluorescente (FISH) 
• Sequências de DNA específicas 
hibridizadas com sondas 
 
 
Técnicas em Citogenética 
Citogenética molecular: 
Hibridização in situ 
fluorescente (FISH) 
• Sequências de DNA específicas 
hibridizadas com sondas 
• Localização exata de um gene ou 
diagnóstico rápido de um número 
anormal de cromossomos 
 
 
Sequências teloméricas Genes específicos/deleções 
Cromossomo 21 Braço longo do 
cromossomo 9 
Translocações 
Técnicas em Citogenética 
Citogenética molecular: 
Hibridização in situ 
fluorescente (FISH) 
 
 
• Genética clínica 
 
• Mutagênese 
 
• Genética evolutiva 
Aplicações da Citogenética 
Genética clínica 
 Diagnóstico pré-natal – amniocentese 
 
Aplicações da Citogenética 
Placenta 
Células amnióticas 
Centrifugação 
Fluido amniótico 
Cavidade amniótica 
Parede uterina 
Fluido: análise bioquímica 
Células: cariótipo, determinação do sexo, análise 
bioquímica e análises do DNA 
Células: análises 
cromossômicas, 
bioquímicas e do DNA 
Genética clínica 
 Detecção de alterações cromossômicas 
 (numéricas, estruturais) 
Aplicações da Citogenética 
Trissomia do 
cromossomo 21 
Aberrações numéricas - 
cromossomos sexuais 
Deleções 
Ex.: 
Genética clínica 
 Detecção de alterações cromossômicas 
 (numéricas, estruturais) 
Aplicações da Citogenética 
Mutagênese 
 Avaliação do potencial genotóxico de agentes ambientais 
(poluição, radiação, etc) 
Aplicações da Citogenética 
Mutagênese 
 Avaliação do potencial genotóxico de agentes ambientais 
(poluição, radiação, etc) 
Aplicações da Citogenética 
Indicadores de poluição 
(detecção de anomalias cromossômicas) 
Genética evolutiva 
 Comparação de cariótipos 
de diferentes espécies 
Aplicações da Citogenética 
HCGO 
Homeologias 
entre humanos 
e primatas 
próximos 
Genética evolutiva 
 Comparação de cariótipos 
de diferentes espécies 
Aplicações da Citogenética 
Rearranjo 
cromossômico: 
Aplicações da Citogenética 
Gomes et al. (2018) 
Phyllostomidae 
Material suplementar 
Texto 1: Kalvaco, 2003. A citogenética. 
Texto 2: Jorde et al., 2000. Cap. 6. 
Citogenética clínica: a base cromossômica de 
doenças humanas. 
Exercício 
Considerando os cromossomos metafásicos da célula 
de uma espécie de gafanhoto mostrada 
abaixo, determine: 
 
a. O número diplóide (autossomos e 
cromossomos sexuais) 
b. O número fundamental (NF) 
c. A morfologia dos cromossomos 
d. Quais os tipos de gametas formados por este 
macho de gafanhoto? 
e. Supondo que a célula metafásica mostrada na foto 
completasse o processo de divisão mitótica, 
quantos cromossomos (autossomos e sexuais) 
seriam observados nas células filhas?