Capítulo 1 - Divisão Celular e mudanças Cromossômicas em larga Escala

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CAPÍTULO 1: DIVISÃO CELULAR E MUDANÇAS CROMOSSÔMICAS 
 
O corpo humano é formando por milhões de células que se organizam em tecidos, que 
por sua vez constituem nossos órgãos. Cada célula tem um mecanismo próprio de produção de 
energia gerada pelas mitocôndrias, fundamental para sua sobrevivência. Entretanto, com o 
passar do tempo esses mecanismos começam a apresentar falhas e as células entre no processo 
de apoptose (morte programada). Quando uma célula morre outra precisa ocupar seu espaço no 
tecido, esse processo de formação de novas células é o que chamamos de divisão celular. A 
divisão celular não ocorre aleatoriamente, há uma sinalização interna realizada pela presença 
de proteínas Ciclinas-quinases, que regularam os processos de replicação do material genético 
e divisão celular. 
Dessa forma, o ciclo celular é dividido em fases, a G1 onde a célula é funcional, a fase S quando 
ocorre a duplicação de todo o material genético, a fase G2 quando a célula prepara para se 
dividir, produzindo tudo que precisa, e por fim a divisão celular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1: Esquema do ciclo de vida das células, indicando as fases G0, G1, S e G2 da 
interfase e a fase de divisão celular 
Alguns tipos de células dividem-se rapidamente, e nestes casos, as células-filhas podem 
entrar imediatamente em um novo ciclo de divisão celular. Outros tipos de células dividem-se 
lentamente ou não se dividem. Estas células podem deixar a fase G1 e entrar em um estado de 
repouso, chamado G0. Nesse estado, a célula não está ativamente se preparando para dividir, 
está apenas desempenhando suas funções. G0 é um estado permanente para algumas células, 
enquanto outras podem reiniciar a divisão caso recebam os sinais corretos. 
G1 
G2 
S 
Divisão 
Celular 
G0 
Há dois tipos de divisão celular, a Mitose e a Meiose. A Mitose ocorre em todas as 
células dos nossos tecidos, sendo essa responsável pela reposição das células que morreram por 
apoptose. A Meiose ocorre somente nas células germinativas, ou seja, na formação dos gametas 
(óvulos e espermatozoides). 
 
MITOSE 
 
Mitose é a divisão celular, que forma 2 novas células idênticas à célula mãe, ou seja, o 
mesmo número de cromossomos, o mesmo material genético. Dessa forma, antes da divisão 
celular, a célula “mãe” duplica todo o seu material genético, passando a ter duas cópias de cada 
um dos seus cromossomos, o que ocorre durante a fase S. 
Quando a célula entra em processo de divisão celular, a primeira fase da mitose é 
denominada PRÓFASE, quando os cromossomos se condensam. Cada cromossomo tem duas 
cromátides e a formação do fuso mitótico. A segunda fase é denominada METÁFASE quando 
os cromossomos migram para o plano equatorial da célula, mostrando suas cromátides irmãs 
separadas unidas pelo centrômero. A terceira fase denominada ANÁFASE as cromátides irmãs 
separam-se e deslocam-se em direção a polos opostos. Por fim, na TELÓFASE os 
cromossomos descondensam novas membranas nucleares começam a se formar em torno dos 
cromossomos nos polos das células, quando a mesma realiza a citocinese (separação completa 
das células). As células filhas produzidas por mitose e citocinese têm conjuntos iguais de 
cromossomos e, portanto, são geneticamente idênticas. 
 
 
Figura 1.2 Esquema da divisão celular mitótica, Fonte: Divisão celular" em Só Biologia. Virtuous 
Tecnologia da Informação, 2008-2019. Consultado em 07/02/2019 às 15:52. Disponível na Internet 
em https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/nucleo6.php 
MEIOSE 
 
A meiose é a divisão celular responsável pela produção dos gametas. Assim, é 
necessário que ocorra uma redução do material genético nessas células, caso contrário a cada 
geração o número de cromossomos seria duplicado e teríamos verdadeiras anomalias. Nos 
humanos somos organismos dioicos, (2n), assim nossos gametas, os espermatozoides (n) e os 
ovócitos (n), são células haploides. A espécie humana apresenta 23 pares de cromossomos, 
dessa forma cada gameta levaria 23 cromossomos, que na junção do espermatozoide (23 
cromossomos) com o ovócito (23 cromossomos) forma o zigoto (2n= 46 cromossomos) que 
novamente passa a ser uma célula diploide. 
 
 
 
Figura 1.3.: Momento que o espermatozoide penetra o ovócito II. Fonte: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fecundação 
 
O processo de meiose conta com duas divisões celulares: Meiose I e Meiose II. 
 
Primeira Divisão Meiótica Principais eventos 
Prófase 
Condensação dos cromossomos sinapse dos cromossomos 
homólogos, crossing over, desintegração do envoltório 
nuclear e formação do fuso mitótico. 
Metáfase 1 
Alinhamento de pares homólogos de cromossomos na placa 
metafásica. 
Anáfase 1 
Separação dos dois cromossomos de cada par homólogo e 
deslocamento em direção a polos opostos 
Telófase 1 Chegada dos cromossomos aos polos do fuso 
Citocinese 
Divisão do citoplasma e produção de duas células, cada uma 
delas com metade do número original de cromossomos. 
Intercinese 
Em alguns tipos de células, há ruptura do fuso, relaxamento 
dos cromossomos e formação de novo envoltório nuclear, 
mas não há síntese de DNA. 
 
Segunda divisão meiótica Principais eventos 
Prófase 2 
Condensação dos cromossomos, formação do fuso e 
desintegração do envoltório nuclear. 
Metáfase 2 
Alinhamento dos cromossomos individuais na placa 
metafásica. 
Anáfase 2 
Separação das cromátides irmãs e deslocamento como 
cromossomos individuais em direção aos polos do fuso. 
Telófase 2 
Chegada dos cromossomos aos polos do fuso, 
desintegração do fuso e restabelecimento de um envoltório 
nuclear. 
Citocinese Divisão do citoplasma. 
 
 
Figura 1.4 Esquena da divisão celular meiótica: 
Fonte:https://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Meiose 
 
 
VARIAÇÕES CROMOSSÔMICAS 
Mudanças nos cromossomos são denominadas mutações de larga escala, ou mutações 
cromossômicas. Essa mudanças podem levar a alteração do número de cromossomos ou até 
mesmo resultar em alterações das posições de genes dentro do cromossomos. Os cromossomos 
são definidos por seu tamanho, posição dos centrômeros aonde se fixam as fibras do fuso 
mitótico, e pelos telômeros que os estabilizam. Dessa forma, os cromossomos podem ser 
classificados como: 
São classificados como: 
a) Metacêntrico: o centrômero se localiza 
no meio do cromossomo, e possui dois 
braços de tamanhos iguais. 
b) Acrocêntrico: centrômero localizado 
próximo às extremidades. 
c) Telocêntrico: centrômero localizado nas 
extremidades ou bem próximo delas. 
Figura 1.5 : Desenho esquemático mostrando a posição dos centrômeros e a classificação dos 
cromossomos. Fonte: https://alunosonline.uol.com.br/biologia/cromossomos.html 
 
 
As mutações cromossômicas podem ser classificadas em 3 tipos básicos. 
 
1) Os rearranjos cromossômicos que alteram a estrutura do cromossomo, como duplicação, 
deleção, inversão e translocação. 
2) Na aneuploidia ocorre uma alteração no número de cromossomos, podendo haver aumento ou 
diminuição dos mesmos. 
XX XX XXX XX 
19 20 21 22 
3) A poliploidia há um aumento de conjuntos completos de cromossomos, podendo ser de um ou 
mais conjuntos. Poliploide é todo organismo que tem mais de dois números de cromossomos. 
Forma uma cópia exata do genoma. 
XXX XXX XXX XXX 
19 20 21 22 
 
Rearranjos cromossômicos: 
 
Duplicações: é uma mutação na qual parte de um cromossomo foi duplicada sendo a 
repetição anormal de um segmento cromossômico qualquer. O segmento duplicado é 
imediatamente adjacenteao segmento original é chamado duplicação de Tandem (AB*CDEFG 
- AB*CDEFEFG). Se o seguimento duplicado estiver distante do original é chamado de 
duplicação deslocada (AB*CDEFG - AB*CDEFGEF). E pode se ter a mesma orientação se 
inverter, chamada duplicação reversa (AB*CDEFG - AB*CDEFFEG). Pode ocorrer 
severidade dependendo do tamanho da duplicação. Poucas síndromes são conhecidas, pois a 
maioria das duplicações não tem efeitos fenotípicos. 
Deleções: Um segundo tipo de rearranjo cromossômico tendo a perda de um segmento. 
Um cromossomo com segmentos AB*CDEFG que sofre uma deleção do segmento EF iria gerar 
o cromossomo mutado AB*CDG, uma grande deleção pode ser facilmente ser detectada porque 
o cromossomo é notadamente encurtado. Nos indivíduos heterozigotos para deleções, o 
cromossomo normal deve fazer uma alça durante o pareamento dos homólogos na prófase I da 
meiose. As consequências fenotípicas de uma deleção dependem de quais genes estão situados 
na região deletada, se a deleção inclui o centrômero do cromossomo não irá segregar na meiose 
ou mitose e geralmente será perdido. Muitas das deleções são letais no estado homozigoto, e 
heterozigotos podem ter vários defeitos. Uma deleção no braço curto do cromossomo 5 é 
responsável pela síndrome miado de gato onde as crianças afetadas têm o choro semelhante ao 
miado de gato. 
Inversões: O segmento cromossômico é invertido e gira 180º, se o cromossomo 
originalmente tem os segmentos AB*CDEFG então o cromossomo AB*CFEDG representa 
uma inversão que inclui o segmento DEF. Para que ocorra uma inversão o cromossomo deve 
se quebrar em dois locais. As inversões que não incluem o centrômero são chamadas de 
inversões paracêntricas, enquanto as inversões que incluem o centrômero são inversões 
pericêntricas ADC*BEFG. Considerando-se que não há alteração na quantidade de material 
genético, a maioria das inversões não tem efeito fenotípico, com raras exceções, caso esta 
inversão ocorra dentro de um gene vital. Um exemplo é hemofilia do tipo A (Inversão no 
cromossomo X que inativa o fator VIII de coagulação). Em alguns casos as pessoas contendo 
inversões podem ter filhos com problemas genéticos graves, pois na formação dos gametas 
estas inserções podem causar deleção e duplicação de segmentos. 
Translocações: Movimento do material genético entre cromossomos não homólogos 
ou dentro do mesmo cromossomo (AB*CDEFG e MN*OPQRS - AB*CDG e 
MN*OPEFQRS). E tem a translocação reciproca troca de segmento entre os dois (AB*CDEFG 
e MN*OPQRS - AB*CDQRG e MN*OPEFS A translocação prejudicará a expressão dos genes 
ocasionando a leitura errada da informação genética. A translocação não recíproca está 
frequentemente associada a fenótipos anormais, e a letalidade. Já a recíproca, normalmente não 
tem efeito fenotípico no indivíduo, mas pode formar gametas danificados. 
 
 
 
 
Figura 1.6.: Desenho esquemático dos tipos de rearranjos cromossômicos (Fonte: 
Griffhs et al. 2018 Introdução a Genética, Guanabara). 
 
 
Aneuploidia: pode ocorrer por deleção, translocação e principalmente pela não 
disjunção durante a meiose ou a mitose. Disjunção é sinônimo de segregação normal de 
cromossomos homólogos ou cromátides para polos opostos na divisão meiótica ou mitótica. A 
não disjunção é uma falha desse processo, na qual dois cromossomos, ou cromátides, 
incorretamente vão para um polo e nenhum para o outro. 
As aneuploidias surgem devido a erros na distribuição dos cromossomos durante as 
divisões celulares, tanto na mitose quanto na meiose, estas células resultantes poderão então ter 
excesso ou falta de cromossomos. Em geral, as aneuploidias são inviáveis, incompatíveis com 
a vida, porém há algumas delas em que os indivíduos chegam a nascer e alcançam a idade 
reprodutiva. 
Como é o caso das aneuplodias ligadas aos cromossomos sexuais, conhecidas como 
Sindrome de Turner, Sindrome de Kleinefelter, Sindrome de Jacobs, Sindrome de super fêmea. 
 
Síndrome de Turner: mutação monossômica que afeta o sexo feminino, provocada 
pela ausência de um cromossomo sexual, possuindo apenas um cromossomo X. Os sinais 
característicos são: tórax largo, ovários não funcionais, pescoço curto e largo e baixa estatura. 
 
Figura 1.7.: Cariótipo de uma portadora da Sindrome de Turner. 
 
 
Síndrome de Klinefelter: também uma mutação no cromossomo sexual, afeta 
indivíduos masculinos, portadores de dois cromossomos X e um Y, apresentando os seguintes 
sinais: alta estatura, ginecomastia (desenvolvimento das glândulas mamárias), testículos não 
funcionais e coeficiente intelectual baixo ou médio. 
 
Figura 1.8: Cariótipo de um portador doa Síndrome de Kleinefelter.
 
 
Sindrome de Jacobs é uma aneuploidia dos cromossomas sexuais, onde um indivíduo do sexo 
masculino recebe um cromossoma Y extra, ficando assim com um cariótipo 47, XYY. A 
maioria dos homens com essa síndrome são normais, apresentam um crescimento acelirado na 
infência, estaturas elevadas, mas são férteis e não há risco de passarem o cromossomo Y extra 
pra os filhos. A incidência é um em cada 1.000 nascimentos do sexo masculino. 
 
 
 
Figura 1.9:. Cariótipo de um portador da Síndrome de Jacob e uma foto comparativa de 
um portador da Síndrome com um homem normal. 
Síndrome da Super-fêmea; é uma alteração numérica dos cromossomos que ocorre em 
mulheres que possuem um cromossomo X a mais, ou seja, possuem 47, XXX no lugar de 
46,XX. Afeta uma a cada 100.000 mulheres nascidas. A maioria das mulheres não apresentam 
sintomas, entre os sintomas podem observar baixa massa muscular, baixo índice de fertilidade 
devido a anomalias no sistema reprodutor, insuficiência renal, estatura elevada. 
 
Figura 1.10.: Cariótipo de uma portadora da Síndrome do Triplo XXX. 
As anomalias dos cromossomos sexuais são mais comuns quando comparadas com as 
anomalias dos cromossomos autossômicos. Isso porque a maioria dos genes dos cromossomos 
sexuais estão relacionados com aspectos reprodutivos, afetando pouco o funcionamento 
fisiológico dos indivíduos. 
Porém, os cromossomos autossômicos estão diretamente relacionados ao 
funcionamento do nosso corpo, sendo que a perda de um cromossomo autossômico ou o ganho 
de um cromossomo a mais leva a graves consequências para a vida humana. A anomalia 
autossômica mais conhecida é a trissomia do 21. 
 
A Trissomia do 21, conhecida também como Sindrome de Down ocorre devido a 
presença de um cromossomo 21 extra. A normalidade é conter cariótipo com 46 cromossomos, 
no entanto, esses apresentam 47. Alguns sinais fisionômicos percebidos são: pescoço e dedos 
curtos, linha reta da palma da mão, baixa estatura, extremidade externa dos olhos voltada para 
cima. A frequência é de 1 a cada 1.000 bebês nascidos, porém essa frequência pode ser 
diferentes devido à idade materna. 
 
 
Figura 1.11. Principais Sintomas da Trissomia do 21 
 
Figura 1.12. Cariótipo da Trissomia do 21. 
 
Tanto mulheres como homens podem transmitir a Sindrome de Down para seus filhos, 
entretanto, estudos indicam uma forte tendência a aumentar o número de anomalias em relação 
a idade das mulheres. Isso se dá devido ao fato que os homens produzem células reprodutivas 
(espermatozoides) durante toda a vida e as mulheres já nascem com um número de células 
reprodutivas definidas. A ovogênese inicia-se ainda durante a vida uterina e leva à formação do 
ovócito maduro (óvulo). As ovogônias dividem-se por mitose e transformam-se em ovócitos 
primários. Esses ovócitos entram em meiose, mas interrompem a divisão logo no início do 
processo, ainda na prófase I. Somente durante a idade reprodutiva uma vez por mês, as mulheres 
liberam os ovócitos primários que continuama divisão celular para formar o óvulo. Assim, 
estudos tem indicado que com aumento da idade há maior probabilidade de erros da segregação 
dos cromossomos, surgindo as anomalias cromossômicas. 
 
 
 
E que muitos dos abortos e de crianças que morrem logo ao nascer são frutos de 
variações cromossômicas 
 
 
 
Porém, há três outras Trissomias Autossômicas em que a relato de nascimento de crianças 
vivas, mas essas morrem logo nos primeiros anos: A Trissomia do cromossomo 18, a 
Trissomia do Cromossomo 13 e a Trissomia do Cromossomo 8. 
 
A Trissômia do 18, quase todas as crianças morrem antes dos 04 meses de vida, devido a 
diversas sequelas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Trissômia do 13, a expectativa de vida é de 04 meses, as há relatos de crianças que 
chegaram a 3 anos de idade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Trissômia do 08 a expectativa de vida é normal, ocorre um em cada 50.000 nascidos vivos. 
Apresentam déficit intelectual, dedos das mãos e dos pés contraídos, orelhas com implantação 
baixa e mal formadas, testa proeminente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Trissomia do 21 é a mais conhecida e bem estudada, hoje já se sabem que 81% dos casos 
são erros da divisão celular materna, 08% na divisão celular paterna e 10 % devido a 
translocação entre os cromossomos 14 e 21. 
 
 
Fonte: Griffths et al 2018 Introdução a genética. Editora Guanabara. 
 
 
Curiosidades 
 
O caso destas gêmeas é considerado um em um milhão, 
saiba mais sobre as bebês a seguir 
A mãe britânica Nicola Bailey falou sobre o orgulho que sente de suas gêmeas. As bebês 
Harper e Quinn são um caso em um milhão. Isto porque Harper nasceu com Síndrome de 
Down, mas sua irmã gêmea, Quinn, não nasceu com a síndrome. 
Nicola contou em entrevista ao jornal britânico Daily Mail que quando os médicos revelaram 
a síndrome de Harper lhe disseram: ‘sinto muito’. “Mas não havia motivos para ‘sentir 
muito’. Para mim as minhas duas meninas são perfeitas. A Harper é a Harper e a Quinn é a 
Quinn, elas não são as mesmas e eu tento não compará-las. A Harper é perfeita do jeitinho 
que ela é e tem um sorriso que ilumina todos à sua volta”, afirmou Nicola em entrevista ao 
jornal britânico Daily Mail. 
Os pais Nicola e Todd só descobriram que uma de suas gêmeas tinha Síndrome de Down após 
o parto. Durante a gestação, nenhum dos exames mostrou qualquer alteração. As gêmeas não 
são idênticas e por esse motivo foi possível que uma nascesse com a síndrome e a outra não. 
Gêmeos idênticos possuem material genético idêntico, ou seja, o cromosso extra que causa a 
Síndrome de Down estaria presente em ambos os gêmeos e não em apenas um deles. Já 
gêmeos que não são idênticos são como qualquer irmão ou irmã de mesmo pai e mesma mãe, 
com materiais genéticos diferentes. Portanto, é perfeitamente possível que um nasça com a 
síndrome e outro não. 
Mesmo assim, este acontecimento é raro. Estima-se que gêmeos onde um nasça com a 
Síndrome de Down e o outro não ocorrem a cada um milhão de nascimentos! “Nossa família 
é única e eu não a trocaria por nada nesse mundo”, concluiu a mamãe Nicola. 
https://bebemamae.com/mamae/dei-a-luz-gemeas-e-uma-nasceu-com-sindrome-de-down-e-a-
outra-nao 
 
Lista de Exercício 
 
1-Uma célula na fase G1 da interfase tem 12 cromossomos. Quantos cromossomos serão 
encontrados por célula, quando essa célula original estiver nos seguintes estágios: 
 
a) G2 da interfase 
b) Metáfase I da meiose 
c) Prófase da mitose 
d) Anáfase I da Meiose 
e) Anáfase II da Meiose 
f) Prófase II da Meiose 
g) Depois da citocinese subsequente da Mitose 
 
2- Um trissômico é um aneuplóide ou poliplóide? 
3- João é portador da Síndrome do Super-macho, desenhe os possíveis gametas que a mãe e o 
pai dele podem ter produzido para ele ser portador da síndrome. 
4- Trissômia do 21 pode surgir de duas formas distintas, não disjunção do cromossomo 21 na 
meiose e translocação do cromossomo 14 e 21. 
5- Uma determinada espécie tem três pares de cromossomos: um par metacêntrico, um par 
acrocêntrico e um par telocêntrico. Desenhe uma célula desse tipo na metáfase da mitose 
6- Um cromossomo tem os seguintes segmentos, onde * representaria o centrômero: 
ABCDE*FG 
Que tipos de mutações cromossômicas são necessárias para transformar esse cromossomo em 
cada um dos cromossomos abaixo: 
A) ABE*FG 
B) AEDCB*FG 
C) ABABCDE*FG 
D) AF*EDCBG 
E) ABCDEEDC*FG