Cariótipo de Cromossomos Animais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE MEDICINA VETERINÁRIA
FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA
ANALIEL SERRUYA
ANNA CLARA ALMEIDA
MAYRA COELHO GRIPP
CARIOTIPAGEM DE CROMOSSOMOS DE ANIMAIS
CASTANHAL
2019
ANALIEL SERRUYA
ANNA CLARA ALMEIDA
MAYRA COELHO GRIPP
CARIOTIPAGEM DE CROMOSSOMOS DE ANIMAIS
Relatório de aula prática apresentado para
obtenção da nota parcial da disciplina de
Genética, pelo Curso de Medicina Veterinária
da Universidade Federal do Pará – UFPA,
ministrada pelo Professor Dr. Moysés dos
Santos Miranda.
CASTANHAL
2019
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................4
Cromossomos......................................................................................................4 
Morfologia e Classificação dos Cromossomos................................................5
Citogenética..........................................................................................................6
Cariótipo e Cariotipagem.....................................................................................7
2 OBJETIVO DA AULA.............................................................................................10
3 MATERIAL E MÉTODOS.......................................................................................11
4 CONCLUSÃO.........................................................................................................13
5 REFERÊNCIAS.......................................................................................................14
INTRODUÇÃO
Com o avanço de pesquisas na área da biotecnologia, os domínios envolvendo a genética constantemente são alvos para a comunidade acadêmica científica. O aperfeiçoamento de ferramentas e técnicas que permitem o estudo microscópico dos aspectos estruturais, morfológicos e funcionais do genoma dos seres vivos fomentou na citogenética, uma ramificação da genética com importantíssima aplicação prática, principalmente na medicina, usada para identificar a associação entre doenças e anormalidades cromossômicas (THOMPSON, 2016; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Cromossomos
Cromossomos são fibras de cromatina, estruturas de uma longa sequência de DNA e proteínas, quando estas se encontram condensadas na fase de metáfase. Eles se encontram em praticamente todas as células e são estruturas que determinam a hereditariedade. O número de cromossomos varia de espécie para espécie e é quase sempre um múltiplo par de um número básico, vale ressaltar que esse número não está relacionado com a complexidade de um organismo (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Tabela 1 – Número de cromossomos em diferentes espécies.
Fonte: https://slideplayer.com/slide/4379485/
O ser humano possui 46 cromossomos, 22 pares desses cromossomos chamados de autossomos. Cada autossomo em geral parece idêntico ao seu par, mas cada par é diferente dos outros pares de cromossomos em arquitetura genética e frequentemente em aparência. Qualquer defeito em um cromossomo pode ter um efeito no indivíduo diferente de um defeito em outro cromossomo. Além dos 22 pares, há dois cromossomos sexuais. Em mamíferos, os machos costumam ter um cromossomo Y e um cromossomo X, enquanto que as fêmeas costumam possuir dois cromossomos X e nenhum cromossomo Y. Esta diferença genética é responsável pelas diferenças entre machos e fêmeas (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Figura 1 – Constituição de um cromossomo.
Fonte: Adaptado de Snustad e Simmons, 2013.
Morfologia e Classificação dos Cromossomos
Os cromossomos são constituídos por duas estruturas paralelas chamadas de cromátides, cada uma é formada por filamentos de cromatina (associação de DNA e proteínas). As cromátides se unem por uma região chamada de centrômero, ele divide o cromossomo em braços cromossômicos. As extremidades dos braços são denominadas de telômeros. O espaço entre o telômero e o centrômero está dividido em satélite e constrição secundária (FZEA, 2019).
Figura 2 – Morfologia do cromossomo
Fonte:https://slideplayer.com.br/slide/4010099/
Os cromossomos são classificados pelo tamanho e posição do centrômero. Quando o centrômero encontra-se no meio do cromossomo, conferindo-lhe a aparência semelhante de um “X”, ele é chamado de metacêntrico. Nessa disposição seus braços têm tamanhos aproximadamente iguais. O cromossomo que tem o centrômero localizado um pouco afastado do meio do cromossomo é chamado de submetacêntrico, quando o centrômero localiza-se próximo a uma das extremidades do cromossomo, mas não totalmente nela, é classificado como acrocêntrico e aquele cromossomo que o centrômero encontra-se na extremidade do cromossomo, em sua região terminal, fazendo com que se pareça uma espécie de pinça, dando a aparência de que ele possui apenas um braço é classificado como telocêntrico (FZEA, 2019).
Figura 3 - Tipos de cromossomos
Fonte: http://citogeneticapravoce.blogspot.com/2012/06/os-tipos-de-cromossomo.html
Citogenética
A citogenética apresenta um importante papel na área da medicina veterinária. Por meio dela diferentes animais são estudados, destacando-se aqueles utilizados como fonte de alimento para o homem, como os suínos e os bovinos, sendo imprescindível sua contínua reprodução. Anormalidades cromossômicas podem levar a casos de subfertilidade ou esterilidade. Desta forma, o estudo dos cromossomos dos rebanhos bovinos é de fundamental relevância para o sucesso de programas de reprodução (LUNA, 2012).
A citogenética ou citogenômica dedica-se especificamente aos cromossomos, sua função, características estruturais e numéricas, assim como seu comportamento biológico e patológico. Sendo dividida em citogenética clássica e molecular, o estudo da citogenética abordada neste relatório baseia-se na análise de cromossomos de células em divisão, exclusivamente na metáfase de uma célula mitótica. Nessa fase, os cromossomos encontram-se condensados, permitindo sua visualização no microscópio de modo que é possível identificar defeitos na estrutura e no número de cromossomos que podem causar anomalias. Esse processo de observar cromossomos chama-se cariotipagem. As alterações numéricas envolvem perda ou ganho de cromossomos; As estruturais são resultantes de rearranjos envolvendo um ou mais cromossomos, tais como deleção, duplicação, inversão e translocação. (MOTA, 2019; THOMPSON, 2016)
Figura 4 – Identificação de cariótipo humano alterado.
Fonte: http://biologia3000.blogspot.com/
 Cariótipo e Cariotipagem
Cariótipo é o nome dado ao conjunto de cromossomos presentes dentro de um núcleo de uma célula. Cada espécie possui um cariótipo diferente e é montado a partir de pares de cromossomos. A partir da montagem do cariótipo de um indivíduo é possível visualizar as alterações cromossômicas daquele indivíduo. (MOTA, 2019)
Figura 5 – Exemplo de cariótipo saudável de humano.
Legenda: o cariótipo da esquerda é masculino, pois possui o cromossomo sexual Y, e o da direita é feminino, pois apresenta dois cromossomos X e nenhum Y. Fonte: https://cursoenemgratuito.com.br/cromossomos-cariotipos-sindromes-biologia-enem/
O exame de cariótipo tem como objetivo a identificação e análise dos cromossomos e suas regiões, baseado em sua morfologia, tamanho e bandeamento. O cariótipo pode ser feito precocemente, em fetos humanos de apenas 16 semanas (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; THOMPSON, 2016).
Com uma amostra de células (normalmente amostra de sangue) é realizada uma cultura celular. Esta cultura é interrompida na fase de metáfase da duplicação celular, de modo que os cromossomos se encontram condensados. Os cromossomos são corados e algumas regiões ficam escuras e outras claras. Estas regiões são chamadas de “bandas” e são elas que permitem o estudo da estrutura dos cromossomos e, assim, a detecção de aberrações cromossômicasnuméricas e/ou estruturais, equilibradas e/ou desequilibradas, maiores que 4-10Mb. (DLE, 2019)
São tiradas fotografias microscopicamente e elas então são aumentadas, a partir dai o cariótipo é montado de acordo com a ordem padronizada ou em uma ordem particular de acordo com o objetivo do estudo. Ao formar o cariótipo, os cromossomos são pareados e classificados em grupos de acordo com seu comprimento e com a localização dos centrômeros, que são as regiões dos cromossomos nas quais as duas cromátides irmãs ficam unidas durante a replicação. Uma vez que os pares de cromossomos de um mesmo grupo são bastante similares em tamanho e aparência visível, é necessário o uso de informações bioquímicas para determinar certo par entre os pares de um mesmo grupo. Os dois cromossomos sexuais não são numerados (DLE, 2019; SNUSTAD; SIMMONS, 2013; THOMPSON, 2016).
Figura 6 – Resumo do processo de cariotipagem.
Fonte: https://pt.slideshare.net/AlexandraSantos14/exames-realizados-na-rea-de-gentica-mdica
O exame de cariotipagem também é feito em animais, revelando ser uma importante ferramenta na Medicina Veterinária. Em equinos, por exemplo, a cariotipagem é uma técnica utilizada principalmente para avaliar animais portadores de anormalidades clínicas e/ou com histórico de fertilidade. (MOTA, 2019)
A partir do conhecimento do cariótipo desses animais, um grande número de anormalidades citogenéticas associadas com gônadas pequenas ou ausentes tem sido descrita na literatura. Em revisões realizadas sobre o assunto, a perda de um dos cromossomos X parece ocorrer com frequência relativamente alta entre a população de equinos, levando a dois quadros distintos de manifestações fenotípicas: Animais do sexo feminino com disgenesia gonadal e animais intersexos apresentando genitália externa ambígua. (MOTA, 2019)
Figura 7 – Cariotipagem de diferentes espécies.
CARIOTIPO EQUINO
Fonte:http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17486/material/Roteiro%20de%20aulas%20te%C3%B3ricas%20Citogen%C3%A9tica.pdf
OBJETIVO DA AULA
A aula consistiu na montagem de cariótipos animais, com o objetivo de simular a prática de um veterinário no diagnóstico de doenças genéticas de ordem cromossômica. Demonstrando assim, a importância dos conhecimentos de genética para a cariotipagem e para rotina de um veterinário.
MATERIAL E MÉTODO
Para realizar a atividade da aula prática de montagem de cariótipo animal, foi entregue aos alunos uma folha contendo o cariótipo de um animal que de início não foi revelada a sua espécie. A atividade consistia em recortar os cromossomos e montar corretamente o cariótipo daquele animal, pareando os cromossomos homólogos, organizando na ordem correta, identificando o par sexual e, por fim, identificar a espécie do animal, assim como seu sexo. 
Após recortar os cromossomos embaralhados e organizar os semelhantes, com intuito de juntar os pares de cromossomos homólogos, observou-se que o cariótipo continha 64 cromossomos (32 pares). Depois de realizarmos uma breve pesquisa, identificamos que as seguintes espécies continham 64 cromossomos: cavalo, tatu e dália. Supomos que esse cariótipo fosse então de um cavalo, em função das semelhanças morfológicas que o cariótipo possuía depois de feitas comparações visuais com cariótipos de equinos encontradas na internet. 
Posteriormente, ao concluir a primeira tentativa de organização dos cromossomos em uma sequência de tamanho decrescente, o professor entregou aos alunos o “gabarito” mostrando a sequência correta na qual o cariótipo deveria estar disposto (Figura 8).
Figura 8 – Cariótipo da primeira tentativa e gabarito.
B
A
Legenda: A figura (A) mostra a disposição dos cromossomos na primeira tentativa e a figura (B) mostra a disposição correta dos cromossomos. Na figura (A) ocorreram erros de pareamento e montagem.
Foram verificados alguns erros na primeira montagem, como por exemplo, o pareamento de cromossomos homólogos. Devido à dificultosa visualização dos cromossomos, alguns pares foram confundidos e trocados, como o par sexual, que foi trocado com o segundo par de autossomos. Em seguida à entrega do gabarito também se observou que a disposição dos pares no papel era completamente diferente daquela dada como correta que foi entregue pelo professor.
Para concluir a atividade, corrigiram-se as falhas cometidas da primeira vez, então os pares foram corretamente pareados e dispostos em na ordem determinada (Figura 9). Ao final da aula o professor confirmou a espécie do animal ao qual foi feita a cariotipagem, no caso um equino do sexo feminino. 
Figura 9 – Cariótipo corrigido do Equino.
Legenda: Na figura 9, o cariótipo está disposto na ordem padrão, idêntica ao gabarito. Os cromossomos encontram-se devidamente pareados.
CONCLUSÃO
Ao concluir o experimento, comprovou-se a importância da cariotipagem não só para as áreas da genética que se dedicam ao estudo dos cromossomos, mas também para muitas outras áreas, principalmente na medicina veterinária. 
Também se concluiu que esse exame deve proceder de forma minuciosa, uma vez que para realizar o diagnóstico correto, as etapas que antecedem o resultado do exame deverão ser precisas e sem falhas.
Com o desenvolvimento de ferramentas e técnicas que permitem estudar e observar o funcionamento do ser vivo a nível molecular e, nesse caso, cromossômico, de maneira rápida, simples e eficaz, maiores são as perspectivas para que também seja eficiente o diagnóstico e até mesmo o tratamento de determinadas doenças de ordem genética. Sem contar com o impacto positivo sobre a aplicação na biotecnologia em reprodução, tanto em seres humanos quanto em animais de grande porte, silvestres, etc.
Desse modo, atribui-se a essa atividade feita em sala de aula como imprescindível para a compreensão da aplicação prática da citogenética e da valorização do conhecimento sobre cromossomos e suas variações morfológicas, numéricas, assim como possíveis alterações. A intenção de simular uma cariotipagem em animais é baseada no objetivo de familiarização dos alunos com uma prática que será um requisito para a boa formação de um médico veterinário.
REFERÊNCIAS
DLE - GENÉTICA HUMANA E DOENÇAS RARAS. Manual de Cariótipo & Análise Cromossômica por Microarray (CMA). Disponível em: <http://dle.com.br/images/DLE/PDF/manual-citogenomica.pdf>. Acesso em: 16 maio 2019.
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - FZEA. Cromossomos e Cariótipos. Universidade de São Paulo. Aula 3. Disponível em: <http://www.usp.br/gmab/discip/zab1304/aula4.pdf>. Acesso em: 19 maio 2019.
LUNA, H.S. Citogenética clássica aplicada ao monitoramento de germoplasma bovino. Revista Brasileira Reprodução Animal, Belo Horizonte, v. 36, p.84-93, 01 jun. 2012. Disponível em: <http://www.cbra.org.br/>. Acesso em: 16 maio 2019.
MOTA, Lígia Souza Lima Silveira. Problemas Reprodutivos e a Importância do Exame de Cariotipagem. Disponível em: <http://enbrequi.com.br/blog/problemas-reprodutivos-e-a-importancia-do-exame-de-cariotipagem/>. Acesso em: 16 maio 2019.
SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de Genética. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
THOMPSON, James S.; THOMPSON, Margaret W. Princípios da Citogenética Clínica e da Análise Genômica. GENÉTICA MÉDICA. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. Cap. 5. p. 57-73.