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Anomalias cromossômicas numéricas, estruturais e síndromes As anomalias dos cromossomos tanto podem ser numéricas quanto estruturais, podendo envolver um ou mais autossomos, cromossomos sexuais, ou ambos, simultaneamente. O tipo mais comum de anomalia cromossômica clinicamente significante é a aneuploidia, um número anormal de cromossomos devido a um cromossomo extra ou à falta de um deles, que está sempre associada a uma mal formação física, mental, ou ambas. As conseqüências fenotípicas de uma anomalia cromossômica dependem da sua natureza específica , do desequilíbrio resultante nas partes envolvidas do genoma, dos genes específicos contidos ou afetados pela anomalia e da probabilidade da sua transmissão para a próxima geração. Para lembrar: Os autossomos ou cromossomas somáticos são cromossomos que não estão ligados ao sexo e fazem parte do patrimônio genético da espécie, junto com os cromossomas sexuais. Anomalias Numéricas 1. Aneuploidia Como dito, este é o tipo de anomalia mais comum. Neste, os cromossomos individuais são adicionados ou deletados e, na maioria das vezes, é letal (exceção = Cromossomo X). além disso, o mecanismo cromossômico mais comum é a não-disjunção meiótica , o qual, se refere a e à separação inadequada de um par de cromossomos durante uma das duas divisões, geralmente durante a meiose I. Entretanto, existem diferentes conseqüências da não-disjunção na meiose I para meiose II. Na imagem abaixo, mostra as consequencias na meiose I (centro) e na meiose II (direita), comparada à disjunção normal (esquerda). Se o erro ocorrer na meiose I, os gametas ou conterão um representante de ambos os membros do par do cromossomo 21 ou carecerão completamente do cromossomo 21. Se a não-disjunção ocorrer na meiose II, os gametas anormais conterão duas cópias de um cromossomo parental 21 (e nenhuma cópia do outro) ou carecerão do cromossomo 21. Os pacientes aneuplóides podem apresentar dois tipos que apresentam consequencias fenotípicas graves: ● Nulissomia (2n – 2= 44): é a perda de um par homólogo de cromossomos. É representada como 2n − 2, em que n se refere ao número haploide de cromossomos. Assim, nos seres humanos, que normalmente têm 2n = 46 cromossomos, um zigoto nulissômico tem 44 cromossomos. Não existe caso descrito na espécie humana ● Monossomia (2n – 1= 45): Ocorre uma não disjunçao mitótica. Apenas 1 representante de 1 cromossomo, ou seja, é a perda de um único cromossomo, representada como 2n − 1. Um zigoto humano monossômico tem 45 cromossomos. Exemplo: Turner: 45, X ● Trissomia (2n + 1= 47): Ocorre uma não disjunçao na meiose II. É o ganho de um cromossomo, representada como 2 n + 1. Um zigoto humano trissômico tem 47 cromossomos. O ganho de um cromossomo significa que existem três cópias homólogas de um cromossomo. Exemplo: São, na maioria dos casos, síndrome de Down, que é o resultado da trissomia do cromossomo 21: 47, XY +21; Klinefelter: 47, XXY; Jacobs: 47, XYY; Edwards: (Trissomia do 18) 47, XX +18; Patau (Trissomia do 13) 47, XX +13 ● Tetrassomia (2n + 2= 48): É o ganho de dois cromossomos homólogos, representada como 2n + 2. Um zigoto humano tetrassômico tem 48 cromossomos. A tetrassomia não é o ganho de dois cromossomos extras, mas, em vez do ganho de dois cromossomos homólogos, teremos quatro cópias homólogas de um dado cromossomo. Ex: Tetra-X 48, XXXX 2. Euploidia Conjunto completo de cromossomos é alterado, o cariotipo (conjunto de todos os cromossomos da espécie) é alterado para mais ou para menos ● Haploidia (n): 23 cromossomos ● Poliploidia: Conjunto completo de cromossomos é adicionado. A poliploidia é comum nas plantas e é o principal mecanismo pelo qual surgem novas espécies de plantas. Existem dois principais tipos de poliploidia: autopoliploidia, na qual todos os conjuntos de cromossomos são de uma única espécie e alopoliploidia, na qual os conjuntos de cromossomos são oriundos de duas ou mais espécies. ○ Autopoliploidia: Não disjunçao dos cromossomos na meiose ou na meiose. ■ Autotetraploide: É a não disjunção de todos os cromossomos na mitose em um embrião 2n inicial, dobrando o número de cromossomos e produz um (4n). ■ Autotriploide (3n): Pode surgir quando a não disjunção na meiose produz um gameta diploide que então se une a um gameta haploide normal para produzir um zigoto triploide. ○ Alopoliploidia: Surge a partir da hibridização entre duas espécies; o poliploide resultante carreia conjuntos de cromossomos derivados de duas ou mais espécies. A Alopoliploidia é resultante da fecundaça de dois organismos de espécies diferentes, produzindo descendentes hibridos que, geralmente, são estéreis. ● Mixoploidia: Duas constituições cromossômicas diferentes no mesmo indivíduo, ou seja, um organismo tem numeros desiguais de cromossomos entre as suas células. Existem dois tipos: o mosaicismo e o quimerismo. ○ Mosaicismo: A não disjunção em uma divisão mitótica pode gerar regiões de células nas quais todas as células têm uma anormalidade cromossômica, e outras regiões nas quais todas as células têm um cariótipo normal. Esse tipo de não disjunção forma regiões do tecido com diferentes composições cromossômicas, uma condição conhecida como mosaicismo. (Por exemplo, cerca de 50% das pessoas diagnosticadas com síndrome de Turner (indivíduos com um único cromossomo X) são, na verdade, mosaicos, com alguns casos com células 45,X e alguns normais com células 46, XX.) ○ Quimerismo: Presença de dois ou mais linhagens de células diferentes no indivíduo. É dividida em duas: ■ Quimera dispérmica: Fusão de dois zigotos ■ •Quimera sanguínea: Troca de células entre gêmeos dizigóticos, via placenta mãe e feto Anomalias estruturais São rearranjos cromossômicos são mutações que alteram as estruturas dos cromossomos. Os quatro tipos básicos de rearranjos são duplicações, deleções, inversões e translocações. ● Duplicações: Uma duplicação cromossômica é uma mutação na qual parte do cromossomo é duplicada, causado por um erro na duplicação ou um crossing-over desigual .* O pareamento e a sinapse das regiões homólogas requerem que um ou ambos os cromossomos estejam presos e girem de modo que essas regiões sejam capazes de se alinhar. A aparência dessa estrutura em alça característica na meiose é um meio de detectar duplicações. *O crossing desigual é frequentemente a causa de daltonismo nos seres humanos. ● Deleções: Um segundo tipo de rearranjo cromossômico é a deleção cromossômica: a perda de um segmento de cromossomo. Uma grande deleção pode ser facilmente detectada porque o cromossomo fica flagrantemente mais curto. Para permitir que as regiões homólogas dos dois cromossomos se alinhem e sofram sinapse, o cromossomo forma uma alça (parecida com as duplicações). As consequências fenotípicas de uma deleção dependem de quais genes estão localizados na região eliminada. Uma deleção no braço curto do cromossomo 5 é responsável pela síndrome do miado do gato ou cri-du-chat, na qual, uma criança heterozigota para essa deleção tem cabeça pequena, olhos bem espaçados, rosto redondo e déficit intelectual. A deleção de parte do braço curto do cromossomo 4 resulta na síndrome de Wolf-Hirschhorn, caracterizado por convulsões, grave déficit intelectual e atraso no crescimento. Isocromossomos: Resultam de um erro na divisão do centrômero que, ao invés de separar as cromátides, os braços do cromossomos são separadosCromossomos em anel: Geralmente, originam-se da quebra de ambos os braços de um cromossomo com a subsequente fusão das extremidades. Pode ocorrer em todos os cromossomos, porém é mais comum nos 13 e 18. ● Inversões: Outro tipo de rearranjo cromossômico é uma inversão cromossômica, na qual um segmento do cromossomo é invertido, entretanto para que ocorra uma inversão, o cromossomo deve ser quebrado em dois locais . ○ As inversões que não incluem o centrômero são chamadas de inversões paracêntricas, enquanto as inversões que incluem o centrômero são chamadas inversões pericêntricas. Neste tipo, os organismos individuais com inversões não perdem nem ganham nenhum material genético; apenas a sequência de DNA foi alterada. Quando ocorrem inversões, o cromossomo assume um formato em alça (alça de inversão) com a finalidade de possibilitar o pareamento de segmentos equivalentes dos cromossomos homólogos, quando um deles possui um segmento invertido. ● Translocações: Uma translocação ocasiona na ruptura de e fusão de cromossomos, de maneira que ocorre entre cromossomos não homólogos ou dentro do mesmo cromossomo. A translocação não deve ser confundida com crossing over, em que ocorre troca de material genético entre cromossomos homólogos. Existem dois tipos: ○ Translocação não recíproca: O material genético se desloca de um cromossomo para outro sem nenhuma troca recíproca. ○ Translocação recíproca: É uma troca de duas vias dos segmentos entre os cromossomos. A translocação recíproca pode ser divida em: ■ Balanceada: Não há ganho ou perda de material genético. ■ Não Balanceada: Há ganho ou perda de material genético Exemplo: Translocação Robertsoniana. Fusão de 2 braços longos (quebra no centrômero) e 2 cromossomos Acrocêntricos (13, 14, 15, 21, 22) Síndromes ● Síndrome de Down: É o caso mais importante de trissomia em humanos. Caracteriza-se pela trissomia do cromossomo 21, ou seja, 47 cromossomos em todas as células, sendo que o cromossomo extra se localiza no par 21. A trissomia do 21 é resultado da não disjunção primária, que pode ocorrer em ambas as divisões meióticas e em ambos os pais. Geralmente, pode ser diagnosticada ao nascimento ou por suas características dismórficas, que variam entre os pacientes, mas produzem um fenótipo distintivo ● Síndrome de Edwards - Trissomia do 18: Como a causa desta síndrome é a não disjunção primária da meiose, os maiores riscos são para mulheres mais velhas. Principais características são: Deficiência mental e malformações congênitas múltiplas, implantação, baixa das orelhas, retrognatia (mandíbula pequena), hipertonia, dolicocefalia, sobreposição dos dedos das mãos, pés em mata-borrão. ● Síndrome de Patau - Trissomia do 13: O acréscimo de um cromossomo ocorre no par 13. Características: Cérebro pequeno, deficiência mental aparente, surdez, polidactilia, anomalias cardíacas etc. ● Síndrome de Charcot-Marie-Tooth (CMT): Doença desmielinizante que provoca a fraqueza e atrofia muscular. Ocorre devido a uma duplicação no cromossomo. Características: É um conjunto de neuropatias que afetam os nervos periféricos (sensitivos e motores), podendo apresentar uma sintomatologia muito variada, fraqueza e atrofia muscular. ● Síndrome de cri du chat ou Síndrome do miado de gato: Deleção de grande parte do braço curto do cromossomo 5. Características: Má formação da laringe (daí o choro lamentoso parecido com miado de gato), cabeça e face (“face de lua”), microcefalia e retardo mental. Muitos atingem a idade adulta. ● Síndromes de Microdeleção: Deleções pequenas detectáveis com técnicas de alta resolução, como FISH. ○ Síndrome de Prader-Willi - Cromossomo Paterno: Retardo mental de grau variável (leve a moderado), hipotonia grave (flacidez), dificuldade de sucção e deglutição (dificuldades para engolir), obesidade, hipogonadismo (defeito no sistema reprodutor), baixa estatura, mãos e pés pequenos ○ Síndrome de Angelman - Cromossomo Materno: Retardo mental, atraso do desenvolvimento, severas limitações na fala e na linguagem, problemas de movimento e equilíbrio, crises convulsivas, sorriso (aparência feliz), embora este sorriso permanente seja apenas uma expressão motora. Ambas säo doenças neurogenéticas relacionadas ao fenômeno de impressäo genômica (IMPRINTING GENÔMICO). É resultante de uma microdeleção no cromossomo 15 materno, em 70% dos casos. No entanto, em cerca de 25% dos casos, trata-se de uma dissomia uniparental materna ou paterna do cromossomo 15, ou seja, o indivíduo apresenta dois cromossomos 15 de um genitor e nenhum do outro genitor. IMPRINTING GENÔMICO O Imprinting Genômico é um processo que distingue a expressão gênica em relação à origem do cromossomo, materna ou paterna. Em uma pequena fração de genes autossômicos de mamíferos (< 1%) um dos dois alelos que é herdado pela prole é parcial ou completamente desligado. A decisão sobre qual será silenciada depende de qual alelo foi herdado da mãe e qual alelo foi herdado a partir do pai. Estes loci são conhecidos como genes imprinted e sua existência é um enigma evolutivo, uma vez que efetivamente anulam as vantagens da diploidia. Trissomias ligadas ao cromossomo sexual ● Sindrome de Turner: 50% dos casos apresentam cariótipo 45, XO; 20 a 30% constituem mosaicos (definidos pela presença da linhagem 45,XO e outra(s) linhagem(ns) celular(es)) e 20 a 30% dos casos apresentam anomalias estruturais do X (como deleções, isocromossomo, cromossomo em anel). ● Síndrome de Klinefelter - (47, XXY): A cada 500 nascimentos é encontrado um menino com a síndrome (1:500). Ocorre com maior frequência entre mulheres com idade inferior a trinta anos. Características: genitalia externa normal, testiculos pequenos, normais ou levemente retardados, voz de timbre mais alto, braços mais longos que o normal, esterilidade, desenvolvimento de seios, características masculinas incompletas, problemas sociais e/ou de aprendizagem, atraso da linguagem, atraso motor. ● Mulheres poli-X: Como sugere o nome, a anomalia confere ao portador um ou mais cromossomos X extra. Características: Pessoa claramente feminina, genitália e mama subdesenvolvidas, certo retardamento mental (algumas são normais, outras retardadas e ou anomalias de caráter sexual secundário), são férteis. OBS: Quanto maior o número de X, maior será o retardo mental. ● Homens poli Y: Homens XYY - SÍNDROME DE JACOBS: Os portadores possuem um ou mais cromossomos Y. Características: Altura média de 1,8m, QI de 80-118, grave acne facial durante a adolescência, anomalias nas genitálias.
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