Estudo dirigido - Citogenética

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA
Disciplina: Genética (DBG0014)			
Professora: Raquel Cordeiro Theodoro
ROTEIRO PARA ESTUDO 
Aula: Citogenética e variações cromossômicas 
Conceitos: cromossomo; cromátide; cromátides irmãs; cromatina; centrômero; telômero; braços cromossômicos; citogenética; bandeamento cromossômico; cariótipo; ploidia; haplóide, diplóide; poliplóide; aneuploidia; autossomo; alossomo; segregação cromossômica; mitose; meiose; emparelhamento de cromossomos homólogos; eucromatina; heterocromatina; território cromossômico; não disjunção cromossômica; translocação cromossômica; translocação robertsoniana inversão cromossômica; fissão cromossômica; fusão cromossômica; inserção; deleção; 
Conceitue citogenética.
Citogenética é o campo da genética voltado para os aspectos citológicos, em especial para os estudos microscópicos dos cromossomos.
Conceitue cariótipo e identificar suas aplicações.
Conjunto de cromossomos, cujo número e morfologia são característicos de uma espécie ou de seus gametas. Numa fotomicrografia de cromossomos de um indivíduo, recortada e organizada de maneira característica, é possível realizar o diagnóstico de anomalias genéticas relacionadas ao número ou à morfologia de cromossomos.
Que aspectos da morfologia cromossômica devem ser considerados para montagem de um cariótipo?
Morfologicamente, esses cromossomos são identificados, diferenciados e classificados quanto ao tamanho e localização do centrômero (região do cromossomo intermediária aos braços simétricos ou assimétricos, curtos ou longos). 
Caracterize as regiões de centrômero, constrição secundária e telômeros e cite suas funções.
Telômeros - são estruturas constituídas por fileiras repetitivas de proteínas e DNA não codificante que formam as extremidades dos cromossomos. Sua principal função é impedir o desgaste do material genético e manter a estabilidade estrutural do cromossomo.
Centrômero ou constrição primária - divide o cromossomo em dois braços, para a fixação dele nas fibras do fuso, na divisão celular
Constrição secundária - um estreitamento usado para reconhecer e caracterizar os cromossomos no cariótipo. Nesta mesma área está localizada a Zona SAT, que está relacionada com a síntese do nucléolo.
Classifique cromossomos quanto ao tamanho e posição do centrômero.
Metacêntrico → Centrômero posicionado no centro do cromossomo; 
Submetacêntrico → Centrômero deslocado para uma das extremidades do cromossomo; 
Acrocêntrico → Cromossomo portador de uma esfera terminal (satélite), localizada na extremidade do braço curto; 
Telocêntrico → Cromossomo formado por apenas um braço, com centrômero estritamente terminal.
Caracterize mitose e meiose identificando suas fases.
Mitose é um tipo de divisão celular em que uma célula (a célula-mãe) se divide para produzir duas novas células (as filhas) que são geneticamente idênticas a ela. No contexto do ciclo celular, a mitose é a parte do processo de divisão em que o DNA do núcleo das células é dividido em dois conjuntos iguais de cromossomos. A mitose consiste em quatro fases básicas: prófase, metáfase, anáfase, telófase.
Na meiose, contudo, a célula tem uma tarefa mais complexa. Ainda precisa separar as cromátides-irmãs (as duas metades de um cromossomo duplicado), como na mitose. Mas também deve separar os cromossomos homólogos, os pares de cromossomos similares, mas não idênticos, que um organismo recebe de seus dois genitores.
Estes objetivos são alcançados na meiose através de um processo de divisão em duas etapas. Pares homólogos separam-se durante a primeira parte da divisão celular, chamada de meiose I. As cromátides-irmãs separam-se durante a segunda parte, chamada de meiose II. Uma vez que a divisão celular ocorre duas vezes durante a meiose, uma célula pode produzir quatro gametas, óvulos ou espermatozoides. Em cada parte da divisão, as células passam por quatro estágios: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
Diferencie estruturalmente e funcionalmente heterocromatina de eucromatina.
Heterocromatina é a parte do DNA inativa, pois se encontra mais condensada. Eucromatina é a parte ativa do DNA, pois se encontra menos condensada.
Caracterize e classifique heterocromatina.
Heterocromatina constitutiva, que nunca se expressa como proteínas e que se encontra localizada à volta do centrômero (contem geralmente sequências repetitivas);
Heterocromatina facultativa, que, por vezes, é transcrita em outros tipos celulares, consequentemente a sua quantidade varia dependendo da atividade transcricional da célula. Apresenta condensada na interfase.
Explique as principais técnicas de bandeamento cromossômico e citogenética molecular.
Bandas Q: os cromossomos são submetidos a um tratamento com quinacrina mustarda, uma substância fluorescente e passam a apresentar faixas com diferentes intensidades de fluorescência, com um padrão de bandas brilhantes e opacas característico para cada par. Tais bandas foram designadas de bandas Q (de quinacrina). O material deve ser analisado em microscópio de fluorescência e as regiões brilhantes são ricas em AT. Tem como importância a detecção de deleções, inversões e duplicações em humanos.
Bandas G: os cromossomos são desproteinizados por ação da tripsina e, posteriormente são corados com Giemsa (de onde deriva o nome bandas G). Os cromossomos mostram um padrão de bandas claras e escuras, no qual as faixas escuras correspondem ao DNA rico em bases AT e poucos genes ativos; as bandas G claras têm DNA rico em bases GC e apresentam muitos genes ativos. Importância: detecção de deleções, inversões e duplicações em humanos.
Bandas R: os cromossomos são tratados com solução salina e calor para uma desnaturação controlada e depois são corados com Giemsa. O resultado de bandas claras e escuras é típico de cada cromossomo e representa o inverso daquele produzido pelos bandeamentos Q e G (de onde deriva sua designação de bandas reversas).
Bandas C: os cromossomos são tratados com solução de hidróxido de bário e corados com Giemsa. Com este método, são coradas regiões específicas em que o cromossomo apresenta DNA altamente repetitivo, como nas regiões dos centrômeros e em outras regiões cromossômicas (ex: braço longo do Y e telômeros), correspondendo à heterocromatina constitutiva, motivo de sua denominação.
Bandas T: marcam as regiões teloméricas dos cromossomos (o que dá origem a esta denominação). Telômero é a ponta ou a extremidade terminal de cada cromossomo. Tem a função de manter a estabilidade e a integridade cromossômicas.
Bandas NOR: os cromossomos são corados em suas regiões satélites, ou seja, na região organizadora do nucléolo (constrição secundária). A prata (Ag) é um dos corantes mais usados.
FISH: fluorescence in situ hybridization, é o maior progresso da citogenética nos últimos anos. A técnica baseia-se na formação duplex, sob condições bem definidas, de um fragmento de ácido nucléico de fita simples modificado (sonda ou probe) e sua seqüência complementar (seqüência alvo) em um espécime biológico fixado. Detecta seqüências específicas de ácidos nucléicos, como regiões de microdeleções e rearranjos cromossomais. Essa técnica pode ser usada para estudar os cromossomos de células em metáfase, mas seu principal uso é nas células em intérfase, quando anormalidades numéricas e algumas estruturais podem ser detectadas.
Cite aplicações do bandeamento cromossômico e citogenética molecular.
Uma das principais aplicações do bandeamento cromossômico é a identificação de cromossomopatias, que são definidas como quaisquer síndromes causadas por anomalias cromossômicas.
Explique o que são cromossomos politênicos.
Cromossomos politênicos são grandes cromossomos que foram desenvolvidos a partir de padrão de cromossomos e são comumente encontradas nas glândulas salivares de Drosophila melanogaster. Células especializadas submetem-se a repetidas rodadas de replicação do DNA, sem a divisão celular (endomitosis),formando um cromossomo politênico gigante. Cromossomos politênicos formam-se quando várias rodadas de replicação produzem muitas cromátides irmãs que permanecem fundidas.
Conceitue e diferencie autossomos e alossomos.
Autossomos são todos os cromossomos que não estão ligados ao sexo, esses são os alossomos.
Caracterizar e exemplificar os sistemas de determinação cromossômica do sexo.
O significa compensação da dose? Explique.
Segundo a hipótese de Lyon, a inativação atinge ao acaso qualquer um dos dois cromossomos X da mulher, seja o proveniente do espermatozoide ou do óvulo dos progenitores. Alguns autores acreditam que a inativação de um cromossomo X da mulher seria uma forma de igualar a quantidade de genes nos dois sexos. A esse mecanismo chamam de compensação de dose. Como a inativação ocorre ao acaso e em uma fase do desenvolvimento na qual o número de células é relativamente pequeno, é de se esperar que metade das células de uma mulher tenha ativo o X de origem paterna, enquanto que a outra metade tenha o X de origem materna em funcionamento. Por isso, diz-se que as mulheres são “mosaicos”, pois – quanto aos cromossomos sexuais apresentam dois tipos de células.
Conceitue e classifique as variações cromossômicas.
As alterações cromossômicas são síndromes genéticas provocadas por alterações estruturais, ocasionadas pela perda ou inversões nucleotídicas ou também numéricas, em conseqüência à falta ou excesso de cromossomos nas células.
Caracterize e classifique as variações cromossômicas numéricas.
Ocorrem na falta ou no excesso do número de cromossomos. Podem ser aneuploidias e euploidias.
Estabeleça a relação entre ocorrência de variações cromossômicas numéricas e a manifestação de doenças.
Identifique as causas de indução de variações cromossômicas numéricas.
Caracterize e classifique variações cromossômicas estruturais.
São alterações que causam mudança na morfologia dos cromossomos. Podem ser de deleção, duplicação, inversão e translocação.
Estabeleça a relação entre variações cromossômicas estruturais com a manifestação de doenças.
Considere uma célula 2n=6. Esquematize:
Divisão mitótica com um erro de disjunção de cromátides na anáfase. Quais as conseqüências para descendência?
Divisão meiótica com um erro de disjunção na meiose I. Quais as probabilidades de formação de gametas? Quais as conseqüências da fecundação desses gametas por outro com genótipo normal?
Divisão meiótica com um erro de disjunção na meiose II. Quais as probabilidades de formação de gametas? Quais as conseqüências da fecundação desses gametas por outro com genótipo normal?
22. Considere a seguinte afirmação; “Antes das técnicas de bandeamento cromossômico, indivíduos com determinadas alterações cromossômicas poderiam ser erroneamente considerados como pessoas de cariótipo normal”. Analise e discuta.
23. Uma espécie de plantas A, que tem 7 cromossomos em seus gametas, foi cruzada com uma espécie correlata B, que tem 9. Os híbridos eram estéreis, e a observação microscópica das células mãe de pólen, mostrou falta de pareamento de cromossomos. Uma parte dos híbridos que cresceram vigorosamente foi propagada vegetativamente, produzindo uma planta com 32 cromossomos em suas células somáticas. Esta planta era fértil. Explique.