Estrutura e compactação dos cromossomo

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Profa. Tamara De Carli
E-mail: decarlitamara@gmail.com
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Cromatina: estrutura e função
Cromatina:
DNA + Proteínas histônicas + Proteínas não histônicas nos núcleos das células em interfase +RNA
Divisão celular:
 Cromatinas Alterações em sua morfologia, composição e função
 
 Unidades individualizadas
 Cromossomos
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Núcleo interfásico
Cromatina:compactada, granulosa,filamentosa, com distribuição variada → células de um mesmo tecido / tipos celulares em diferentes estados fisiológicos → Diferentes fenótipos nucleares
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No núcleo em divisão:
 Cromatina → Altamente compactada Cromossomos
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Tipos de cromatina
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No nível bioquímico e funcional a cromatina divide-se: 
Eucromatina: 
- Difusa, descompactada
- Ativa na intérfase (transcrição)
10% ativa
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Heterocromatina: Condensada
Constitutiva: é aquela de regiões centroméricas, teloméricas, ocorrendo em regiões correspondentes de ambos os cromossomos homólogos. É geralmente rica em DNA repetitivo ou satélite e predominantemente não codificadora. Ex.: Heterocromatina centromérica
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Facultativa: é considerada um estado fisiológico reprimido do DNA numa região condensada da cromatina, ocorrendo em apenas um dos cromossomos homólogos. Ex.: Heterocromatina de um dos cromossomos X de mamíferos placentários XX 
 		Não apresenta não diferenças na composição do DNA em comparação com a eucromatina 
 Eucromatina Heterocromatinizada Facultativamente 
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No cromossomo X - Heterocromatinização ao acaso
Ex.: Corpúsculo de Barr
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Heterocromatina facultativa:
- Em um mesmo organismo: Condensada em algumas células 
					 Descondensada em outras 
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Por quê ocorre a inativação de um dos cromossomos X nas fêmeas?
Igualar a quantidade de genes Quantidade de produtos gênicos
Compensação de dose
A inativação dessas regiões ocorre ao acaso e ora o cromossomo proveniente da mãe pode ser inativa, ora do pai, e isso é passado às demais células
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Visualização da heterocromatina em diferentes materiais:
(a) Células de testículo de gafanhoto; (b) e (c) Cromocentros em células deTriatoma infestans ; (d) Região de heterocromatina em um cromossomo politênico de Trichosia pubescen; (e) Cromocentros formados pela heterocromatina constitutiva em hepatócitosde camundongos; (f) Cromocentro em célula de Panstrongylus megistus
Cromocentros são um conjunto de porções heterocromáticas constitutivas que se associam entre si, formando corpos maiores e facilmente evidenciáveis.
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Composição cromatina
DNA
RNA
Proteínas histônicas
Proteínas não histônicas
Enzimas nucleares
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RNAs: Os RNAs estão integrados de modo transitório à estrutura da cromatina, constituindo em torno de 3% de sua composição e correspondendo às cadeias recém transcritas em várias fases do seu processo de elongação 
Tipos de Tipos de RNAs 
RNAt
RNAm
RNAr
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Proteínas nucleares:
a) Protaminas: proteínas básicas e simples, com baixo peso molecular. Ex.: SPTZ peixes
b) Histonas: são proteínas básicas nucleares e importantes componentes da estrutura da cromatina. São encontradas em grandes quantidades. As proteínas histônicas são classificadas com base em seu teor em lisina e arginina. 
	Classes e tipos 	- H1: rica em lisina
	 de histonas	- H2A e H2B: +- ricas em lisina 	 			- H3 e H4: ricas em arginina 
c) Proteínas não histônicas ou acídicas: desempenham variados papéis na cromatina, desde o estrutural até o enzimático, participando da regulação da atividade gênica 
d) Enzimas nucleares: atuam nos processos de transcrição, replicação e reparo do DNA e também, nos processos de condensação e descondensação da cromatina 
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Histonas 
Funções: 
As proteínas histônicas são importantes componentes da estrutura da cromatina que podem estar participando como repressoras ou ativadoras durante a transcrição do DNA
Tipos: 
H1 
H2A 
H2B 
H3 
H4 
H5
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Histonas:
Altamente conservadas→ Variam pouco em sequência de aminoácidos nas diferentes espécies
Participam da arquitetura molecular das fibras cromatínicas
Facilitam a ligação à molécula de DNA
A razão de massa DNA / histona é igual a 1,0.
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Não histônicas (NHC) ou acídas 
Apresentam inúmeras funções: 
Enzimático
Estrutural
Transcrição -Replicação →�Regulação da expressão gênica
Condensação-descondensação
De modo geral, as proteínas não histônicas:
Têm seu aumento relacionado à alta atividade metabólica da célula;
Estão em maior concentração na cromatina ativa (eucromatina);
Ocorrem em menor concentração na cromatina inativa (heterocromatina);
Ocorrem mais em células em divisão do que em células que não estão se dividindo
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Não histônicas (NHC) ou acídas: 
O processo de condensação cromossômica inicia-se pela formação de um esqueleto proteico metafásico, formado por proteínas não histônicas, ao redor do qual se ligam alças de cromatina 
Quando as histonas são removidas de um cromossomo metafásico, forma-se um halo de DNA não compactado. Este halo consiste de muitas alças de DNA ligadas à estrutura protéica
Esquerda: cromossomo metafásico; Direita: cromossomo metafásicosem histonas, mostrando esqueleto de proteínas ácidas e uma nuvem formada pelas duas cadeias de DNA -uma de cada cromátide irmã (direita)
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Cromatina: ultraestrutura
A) Estrutura nativa: fibra de 30 nm
B) Após tratamento: cromatina em forma de contas
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Compactação do DNA
1º Nível: NUCLEOSSOMOS
Partícula cerne que consiste de DNA enrolado cerca de duas vezes ao redor de um octâmero de histonas, como um filamento enrolado numa bobina
Octâmero de histonas: estão presentes as histonas H2A, H2B, H3 e H4 em cópia dupla
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NUCLEOSSOMOS
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2º Nível: CROMATOSSOMOS
Histona H1: não é parte da partícula cerne, se liga ao DNA diferentemente, na chamada região espaçadora internucleossômica
H1 – ligada a 20pb de DNA
Cromatossomos intervalos regulares ao longo da molécula e são separados uns dos outros pelo DNA ligador
Partícula cerne + Histona H1 = CROMATOSSOMOS
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3º Nível: Os nucleossomos se ligam para formar a Fibra de 30 nm (solenóide)
Neste caso, ela apresenta-se em fibras condensadas, nos quais os nucleossomos são empacotas numa espiral irregular ou distribuição solenóide, com aproximadamente 6 nucleossomos por volta.
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Nucleossomos ao microscópio eletrônico (fibras de 10 3 30nm)
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4º Nível: Maior compactação e produção de alças (fita de ~300nm) gerando cromátides de 700nm de largura
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Níveis de compactação da cromatina
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(A) Cromômeros - A cromatina não é um filamento uniforme, mas apresenta em toda sua extensão engrossamentos bastante irregulares com aspectos de granulações (Cromômeros). Seu tamanho e localização são constantes para cada cromossomo.
(B) Cromatídeos ou cromátides - É o resultado da divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular.
(C) Centrômero - Constrição primária que divide o cromossomo em dois braços e influi no movimento durante a divisão celular. 
(D) Satélite - Porção terminal de material cromossômico separado do cromossomo por uma constrição secundária.
(E) Telômeros – protege a estrutura terminal dessa molécula tão importantes
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Morfologia geral e organização dos cromossomos humanos
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Estudo dos cromossomos humanos
Falta/retardo de crescimento e desenvolvimento: malformações, baixa estatura, genitália ambígua e baixo desenvolvimento mental;
Natimorto e morte neonatal: incidência elevada;
Problemas de fertilidade;
Neoplasias;
Histórico familiar;
Gestação em mulheres de idade avançada.