Caracterização dos Cromossomos Humanos

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Caracterização dos Cromossomos Humanos
1o ao 22o par: 
Cromossomos 
Autossomos
23o par: Cromossomos 
sexuais
Estrutura do Cromossomo humano
Cromossomos 13, 14, 
15, 21 e 22
Satélite
Cromossomos de eucariotos geralmente lineares
Possuem várias origens de replicação
A região centromérica promove o reconhecimento pelas 
proteínas do cinetócoro
As regiões teloméricas contém sequências especializadas de 
DNA não codificante localizadas em ambas as extremidades 
do cromossomo. Sua principal função é impedir o desgaste 
do material genético e manter a estabilidade estrutural do 
cromossoma
Cada vez que a célula se divide, os telômeros são 
ligeiramente encurtados. Como estes não se regeneram, 
chega a um ponto em que não permitem mais a correta 
replicação dos cromossomos e a célula perde completa ou 
parcialmente a sua capacidade de divisão
Manutenção do número de cromossomos
FASES DO CICLO 
CELULAR
Dividido em 4 fases: 
G1, S, G2 e M.
G1- crescimento da célula em tamanho, 
síntese de proteínas, duplicação de 
organelas, síntese de lipídios 
S- síntese de DNA
G2- segunda fase de crescimento, 
síntese de proteínas (mitose)
M- mitose 
A síntese de RNA e 
proteínas é praticamente 
contínua ao longo do ciclo, 
entretanto a síntese de DNA 
ocorre somente durante a 
fase S 
FASES DO CICLO 
CELULAR
Mitose x Meiose
Células somáticas: 
Diplóides (2N)
Gametas: Haplóides (1N)
Ciclo Celular (Mitose)
Sequência ordenada e 
altamente controlada de 
eventos que levam à 
duplicação do DNA e 
divisão da célula
Célula-mãe origina duas 
células-filhas
Duplique ou
morra
Checkpoints
(pontos de 
Checagem)
Condensação dos cromossomos
Separação centríolos
Alinhamento dos cromossomos
Fuso mitótico
Citocinese
Divisão membranar 
Duas células-filhas (2N)
Separação dos cromossomos
Encurtamento das fibras do 
fuso mitótico
Mitose na córnea
Epitélio corneano anterior
Representa aproximadamente 10% da espessura total
da córnea e possui alta capacidade regenerativa.
Dentro de sete dias as células do epitélio anterior são
renovadas (período necessário para que ocorra a
mitose). As células mortas são separadas e tiradas
para fora da superfície do epitélio por lágrimas
Epitélio Posterior (Endotélio)
Quando há perda das células endoteliais, as células
remanescentes migram em direção à área lesionada,
visando preencher o espaço que sofreu lesão,
aumentando seu tamanho (polimegatismo) e também
alterando a sua forma (pleomorfismo). Esses
mecanismos são responsáveis pelo reparo endotelial,
uma vez que a mitose das células endoteliais adultas é
vagarosa e míngua
Regeneração das células endoteliais da córnea: mito ou 
realidade?
possível capacidade de regeneração endotelial in vivo deixa ainda mais dúvida se os inibidores de ROCK 
estimulam a regeneração endotelial ou simplesmente aceleram o processo de migração endotelial
ROCK (Rho kinase) é uma enzima que "controla" uma série de eventos celulares em condições patológicas 
como doenças cardiovasculares, Diabetes melitus, doenças neurodegenerativas, glaucoma, osteoporose e 
neoplasias em geral.
Quando o ROCK é inibido, intensifica proliferação celular, promove adesão celular e suprime apoptose. 
Na área oftalmológica, os inibidores de ROCK foi aprovado no Oriente para tratamento de glaucoma, mas 
mostrou também ser controverso em aumentar a densidade endotelial em animais e humanos quando 
injetadas na câmara anterior junto com células endotelias cultivadas
Já foi comprovado que a célula 
endotelial da córnea sofre mitose em 
ambiente ex-vivo e in vitro (em 
laboratório).
Ainda não se tem evidência que a 
célula endotelial sofre mitose in vivo 
em humanos.
Existe a necessidade de melhorar a 
tecnologia do microscópio especular 
para avaliar pequenas alterações 
morfométricas da condição clínica do 
endotélio.
Há indícios indiretos de que é possível 
acelerar, farmacologicamente, a 
migração celular da periferia para o 
centro da córnea.
Não há estudos suficientes que 
comprovem a eficácia de quaisquer 
procedimentos citados acima.
Existe uma limitação da tecnologia 
para avaliar o mosaico endotelial 
através dos atuais microscopios 
especulares disponíveis no mercado, 
portanto o único parâmetro de 
avaliação endotelial deve ser a 
transparência e melhora clínica.
Questionável exame de especular. 
Portanto, é provável e mais coerente 
utilizar a paquimetria de córnea para 
avaliar pequenos edemas de córnea às 
vezes não detectáveis na lampada de 
fenda (suspeitar de edema de córnea 
em paquimetrias acima de 600µm)
Regeneração das células endoteliais da córnea: mito ou 
realidade?
Meiose
Ovários e testículos
Mitose x Meiose
Células somáticas: 
Diplóides (2N)
Gametas: Haplóides (1N)
Ciclo Celular
(Meiose-Ovários e 
testículos)
Sequência ordenada e 
altamente controlada de 
eventos que levam à 
duplicação do DNA e 
divisão da célula
Célula-mãe origina duas 
células-filhas
* Não há fase S na meiose II
Crossing over –
Prófase I
Variação genética
Origem e detecção
Aula 2
Variação genética
Entre populações
Dentro de populações
Necessária para a continuidade evolutiva
Fundamento de toda Biodiversidade
A variação genética é originada por mutação e intensificada por mecanismos 
recombinatórios e sexuais
Manifestada no nível genotípico e fenotípico (minoria)
Não há evolução (seleção, deriva, etc) sem variação genética pré-existente.
É a matéria-prima para as mudanças evolutivas e adaptativas, originada por mutação 
e recombinação
É necessária para as populações serem capazes de lidar com mudanças ambientais. 
Assim, a perda da diversidade genética está, muitas vezes, associada com a redução 
do valor adaptativo populacional.
Fontes de variação genética
Três fontes primárias de 
variação genética:
Mutações: são alterações 
no DNA que ocorrem na 
meiose que permitem que a 
variabilidade genética 
aumente em uma 
população.
Fluxo Gênico: movimento 
de genes de uma população 
para outra.
Sexo: introduz novas 
combinações de genes em 
uma população. Mistura 
genética.
Mutações São alterações no DNA. 
Fluxo Gênico: movimento 
de genes de uma 
população para outra.
Sexo: introduz novas 
combinações de genes em 
uma população. Mistura 
genética.
Uma ou mais alterações na sequência nucleotídica do DNA.
Efeito neutro, positivo (vantajoso) ou negativo (desvantajoso)
Mutações são aleatórias. 
Mutações não-hereditárias e hereditárias (germinativas). 
Mutação
Mutação
Não ocorre alteração no fenótipo.
Pequenas mudanças ocorrem no 
fenótipo.
Grandes mudanças ocorrem no 
fenótipo.
Hipótese A: Hipótese B:
Raças resistentes de piolhos
sempre existiram – e apenas
são mais frequentes agora
porque todos os não resistentes
tiveram uma morte espumosa.
Exposição aos xampus de
piolhos realmente causou
mutações para resistência ao
xampu.
Causas da mutação
DNA não se replica corretamente.
Causas da mutação
Substituição
Troca uma base nitrogenada por outra.
Ex.: Anemia falciforme é causada por uma substituição no gene da beta-
hemoglobina, o qual altera um único aminoácido na proteína produzida.
Mutações silenciosas: códons diferentes que codificam mesmo aminoácido.
Tipos de mutação
Tipos de mutação
Inserção
Pares de bases extras são inseridos em um novo lugar no DNA.
Deleção
Deleções são mutações nas quais um trecho de DNA é perdido ou deletado.
Deslocamento do quadro de leitura
Alteração da sequência que não gera codificação de proteína.
Tipos de mutação
Mutações 
pontuais
Mutações diferentes alterando a mesma
codificação da proteína:
Fibrose cística
(afeta 1 em cada 2500 nascidos vivos na Europa) 
+ de 500 mutações diferentes
Retinose pigmentar
Genes envolvidos em 8 dos 23 cromossomos
Mutações no DNA mitochondrial
A Neuropatia Óptica Hereditária de Leber (LHON)
Atrofia Óptica Autossômica Dominante (ADOA ou OPA1)
Fluxo gênico
Migração
Movimento de genes de uma população para a
outra. 
Fluxo 
gênico
OFluxo Gênico tem importantes efeitos na evolução:
Dentro de uma população:
Pode introduzir ou reintroduzir genes em uma 
população, aumentando sua variação genética.
Entre populações:
Movimentar os genes entre populações, pode fazer 
com que populações distantes se tornem 
geneticamente similares, consequentemente reduzindo 
as chances de especiação. Quanto menor o fluxo gênico 
entre duas populações, maior a probabilidade de as 
duas populações evoluírem para duas espécies.
Sexo
Positiva, neutra ou negativa
Sexo
Ao ser formado, o bebê herda 
uma combinação de genes 
totalmente única: 
Ele carrega versões de genes dos 
4 avós + alterações de crossing 
over do óvulo e do 
espermatozóide.
Detecção da variação genética
Marcadores proteicos:Alozimas
São formas variantes de uma enzima que estão codificadas por diferentes alelos de 
um mesmo locus
Marcadores moleculares de DNA
RAPD (Ramdomly Amplified polimorphism DNA
Vocabulário
• Gene: Sequência de DNA associada com 
algum produto funcional. 
• Locus(plural loci): Localização específica em 
um cromossomo particular. 
• Alelo: variantes do gene para um caráter que 
resultam em diferentes formas de expressão e 
ocupam o mesmo locus 
em cromossomos homólogos. 
• Genótipo: cópias dos genes herdados de seu 
pai e sua mãe coletivamente 
• Homozigoto: genótipos formados por duas 
cópias alélicas iguais para uma determinada 
característica.
• Heterozigoto: genótipo formado por um par 
de alelos diferentes para uma determinada 
característica.
Herança autossômica dominante, recessiva, ligada ao X e 
mitocondrial
Dominância e Recessividade
Alelo dominante: efeito fenotípico do alelo é 
expresso mesmo se houver apenas uma cópia
dele no genoma
Alelo recessivo: Efeito fenotípico do alelo só é 
observado em homozigose.
Não existe relação 
entre a dominância ou 
recessividade e a 
frequência do alelo!!!! 
Polidactilia: alelo 
dominante porém com 
frequência muito 
baixa 
ABO: Alelo O é o 
recessivo e o mais 
frequente
Codominância
O efeito dos dois alelos é expresso no fenótipo
Ex.: Grupo sanguíneo MN 
Alguns loci podem ter alelos dominantes, recessivos e codominantes 
Sistema ABO 
3 alelos (A, B e O)
6 genótipos (AO, AA, AB, BO, BB, OO)
4 fenótipos (A, AB, B, O)
Herança por 
características
monogênicas
(que reside em um 
único locus)
Autossômica Dominante ou Recessiva,
Ligada ao X Dominante ou Recessiva,
Mitocondrial
Heredogramas
Essenciais para os 
geneticistas 
Possibilita saber se a 
condição (fenótipo) é 
herdada e possibilita 
definir tratamentos.
Heredogramas
Heredogramas
Herança Autossômica Dominante (AD)
Um gene alterado no par cromossomial é suficiente para o fenótipo da 
doença se manifestar
Se um dos pais carregar
UM gene afetado o risco
de cada criança nascer com
a doença é de 50%.
- Hipercolesterolemia familiar: mutação no receptor de LDL nas células do 
fígado. Excesso de LDL no sangue.
- Huntington, distrofia muscular de Duchenne, fibrose cística
Herança Autossômica Recessiva (AR)
Os dois genes defeituosos precisam estar presentes no par 
cromossomial para a doença se manifestar
Casamentos cosanguíneos elevam as chances de AR
O casal heterozigoto (Aa)
para o gene defeituoso
tem 25% de chance de
ter filho com a doença.
Uma pessoa afetada (aa)
ao se casar com uma
pessoa normal tem 50%
de chance de ter filhos
afetados.
Doença de Stargardt, em 
geral, está relacionada a 
mutações no gene ABCA4
Herança ligada ao X Recessiva
Mulheres XX
Homens XY
Homem com o cromossomo X
afetado manifestará a doença.
Mulheres com apenas um
cromossomo X afetado podem
ter manifestações mais brandas
da doença ou não apresentar a
doença.
Doença de Fabry
Herança ligada ao X Dominante
Mulheres XX
Homens XY
Pode ser letal para os homens.
Mulheres gravemente afetadas.
Síndrome de Rett (desordem
neurológica motora e intelectual)
Herança Mitocondrial
 Doença de origem materna
 100% de chance de ter filhos afetados
Priscila Ferreira, Ph.D.
pfsilva@bioqmed.ufrj.br
Laboratório de Agregação de Proteínas e 
Amiloidoses – LAPA
Instituto de Bioquímica Médica – IBqM
Universidade Federal do Rio de Janeiro –
UFRJ
mailto:ltoliv@bioqmed.ufrj.br