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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI Determinação sexual e defeitos produzidos por alterações dos cromossomos sexuais Questões Norteadoras 1) Como se dá a determinação sexual em humanos? 2) Qual a importância do gene SRY? 3) Qual a importância do gene XIST? 4) Defina hermafroditismo verdadeiro, pseudo-hermafroditismo feminino e masculino e Disgenesia gonadal. Definição do sexo biológico - Sexo cromossômico – determinação genética: 46,XX; 46,XY - Sexo gonadal – Testículos ou ovários – Semana desenvolvimento embrionário - Sexo fenotípico - Diferenciação sexual secundária - genitais externos masculinos ou femininos. Resposta vários tecidos ação hormonal - UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI Gametogênese - Meiose Intérfase : duplicação do DNA (antecede a meiose) Etapas da Meiose: - Divisão reducional / Meiose I (R!): a) Prófase I b) Metáfase I c) Anáfase I d) Telófase - Divisão Equacional / Meiose II (E!): a) Prófase II b) Metáfase II c) Anáfase II d) Telófase II Meiose Meiose I : é divisão reducional porque é a divisão em que o número de cromossomos é reduzido à metade. - os centrômeros homólogos (com suas cromátides irmãs fixadas) são puxadas para os polos opostos da célula -> disjunção - fase onde há o crossing-over Meiose II - Após completar a meiose I e a citocinese, a meiose II prossegue com uma divisão semelhante à da mitose. Os cinetocoros-irmãos separam-se e movem-se para pólos opostos na anáfase II, obtendo-se quatro produtos haplóides. Espermatogênese Espermatogênese humana em relação a duas divisões meióticas. UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI SEXO CROMOSSÔMICO: - Determinação genética - Relacionada com o desenvolvimento das gônadas (testículo ou ovário). - Inicia-se com a gametogênese dos progenitores até a diferenciação gonadal específica de cada sexo. SEXO GONADAL: - O desenvolvimento em ovário ou testículo é determinado pela ação coordenada de uma sequência de genes em vias balanceadas finalmente que levam ao desenvolvimento de ovário quando nenhum cromossomo Y está presente, mas inclina para o lado do desenvolvimento testicular quando o Y está presente. - Diferenciação da gônada bipotencial (6a semana de gestação) - células somáticas (folicular e teca - ovário) e (células de Sertoli e de Leydig no testículo) UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI - células germinativas primordiais SEXO FENOTÍPICO - Este processo é controlado pela presença ou ausência de diidrotestosterona (DHT). - A testosterona é convertida em DHT pela enzima 5-alfa redutase, que é encontrada nos testículos e na pele. - A condição padrão na fêmea: na ausência de DHT, as estruturas genitais externas se desenvolvem ao longo das linhas femininas. - Na ausência de DHT, os inchaços genitais formam os lábios maiores; as dobras genitais permanecem sem fusão e formam os lábios menores; o tubérculo genital forma o clitóris e o seio urogenital forma a parte mais baixa da vagina. - Com DHT presente, os inchaços genitais migram e se tornam o escroto; as dobras urogenitais aumentam e encerram a uretra peniana e se tornam o eixo do pênis; o tubérculo genital torna-se a glande do pênis; e o seio urogenital forma a próstata INATIVAÇÃO DO X - O cromossomo X contém importantes genes codificadores de proteínas - Se a mulher possui 2 cromossomos X e o homem só um, essa quantidade diferente pode ser explicada? R: Mary Lyon apresentou a hipótese de que um cromossomo X de cada célula somática feminina é inativado. Isto resultaria em uma compensação de dose, ou seja, em um equilibro da quantidade de produtos dos genes ligados ao X em indivíduos do sexo masculino e do sexo feminino. - A hipótese de Lyon estabelece que a inativação do X ocorre precocemente no desenvolvimento embrionário das fêmeas, e que o cromossomo X vindo do pai é inativado em algumas células, ao passo que o cromossomo X herdado da mãe é o inativado em outras. UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI - Uma vez que um cromossomo X é inativado em uma célula, ele permanecerá inativo em todas as descendentes da célula inicial - Como resultado da inativação do X, todas as mulheres normais possuem duas populações distintas de células: uma população tem um cromossomo X ativo derivado do pai e outra população possui um cromossomo X ativo derivado da mãe - As mulheres são consideradas “mosaicos” para a atividade do cromossomo X, porque contêm duas populações de células - Os homens (que possuem somente uma cópia do cromossomo X) não são mosaicos, porque não possuem dois cromossomos X, porém são hemizigóticos para o cromossomo X (o prefixo hemi significa “metade”) - A hipótese de Lyon estabelece que um cromossomo X em cada célula é inativado aleatoriamente logo no início do desenvolvimento embrionário das mulheres. Isto assegura que, tendo duas cópias do cromossomo X, sejam capazes de produzir produtos dos genes ligados ao X em quantidades similares àquelas produzidas pelos homens (compensação de dose). - Corpúsculo de Barr: Cromossomo X altamente condensado, ou seja, inativo (atividade transcricional reduzida e a sua replicação de DNA ocorre na fase S), ele pode ser observado em células somáticas - A inativação é iniciada em uma região única no braço longo do cromossomo X, essa região é denominada como centro de inativação do X, e estende- se em seguida para todo o cromossomo -A inativação do X é permanente em todas as células somáticas da mulher, mas o cromossomo X inativo deve voltar a ser ativo posteriormente na sua UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI linhagem germinativa, de modo que cada uma de suas células-ovo receberá uma cópia ativa do cromossomo X - Em células de mulheres normais, a escolha de qual cromossomo X deve ser inativado é aleatória e mantida em cada linhagem clonal. Assim, as mulheres são mosaico em relação à expressão gênica ligada ao X; algumas células expressam alelos no X herdado de origem paterna, mas não no X de herança materna, ao passo que outras células fazem o oposto. - A inativação do X é um processo: • Randômico: o X de origem paterna e materna têm a mesma probabilidade de serem alvos de inativação • Fixado: uma vez que um cromossomo X é inativado, o padrão de inativação é transmitido a todos os descendentes clonais daquela célula • Evento muito estável • Determina mosaicismo somático • Incompleto: Há genes que escapam da inativação • Região pseudoautossômica (homologia com cromossomo Y) • 30% dos genes do braço curto • Alguns genes apresentam inativação variável entre diferentes indivíduos: • Outros mecanismos de compensação de dosagem Centro de Inativação do X (Xic) • Organiza o processo de inativação do X. • Região de DNA que se encontra na banda 13 do braço longo do cromossomo X (Xq13). • XIST (X inactivation specific transcript) é o gene fundamental no mecanismo de inativação do X • XIST é necessário e suficiente para que ocorra a inativação do X. • Nas primeiras linhagens celulares, o gene XIST é expresso em níveis baixos em ambos os cromossomos X, até que ocorra a escolha do cromossomo X a ser inativado - A região de inativação do cromossomo X é chamada de XIC (CENTRO DE INATIVAÇÃO DO CROMOSSOMO X), esse local está no braço longo do UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI cromossomo X, dentro dessa região existe o GENE XIST, esse gene é quem regula o mecanismo de inativação 3 - O desenvolvimento em ovário ou testículo é determinado pela açãobalanceada de genes - O desenvolvimento do ovário ocorre quando não há a presença de nenhum cromossomo Y está presente - O desenvolvimento dos testículos por sua vez, ocorre quando esse cromossomo Y está presente - Sob circunstâncias normais, a via ovariana é seguida, ao menos que a presença do cromossomo Y e seu fator de testículos (TDF), desloque o desenvolvimento para a via masculina - Na presença de um cromossomo Y normal (com o gene TDF), as gônadas se diferenciam em testículos - As células germinativas primordiais migram para as cristas genitais, espessamento nessa região indica o desenvolvimento de ductos genitais, os ductos mesonéfrico (também chamado de wolffiano) e paramesonéfrico (chamado de mulleriano), estão em desse devido a ação de hormônios produzidos por tipos celulares específicos na gônada - Os cromossomos X e Y normalmente se recombinam na meiose I na região pseudoautossômica de Xp/Yp (braço curto do cromossomo) - Essa recombinação pode ocorrer fora dessa região pseudoautossômicas, gerando anomalias raras UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI - Cariótipo 46,XX para sexo masculino e 46,XY para sexulo masculino → inconsistência entre sexo cromossômico e sexo gonadal - Os cromossomos X e Y normalmente recombinam dentro do segmento pseudoautossômico de Xp/Yp na meiose masculina. Se a recombinação ocorrer abaixo do limite pseudoautossômico, entre as porções específicas de X e específicas de Y dos cromossomos, as sequências responsáveis pela determinação do sexo gonadal masculino (incluindo o gene SRY) podem ser translocadas do Y para o X. - O gene SRY fica perto do limite pseudoatossômico no cromossomo Y - Está presente em muitos homens com cariótipo 46, XX e é deletado ou mutado em mulheres com cariótipo 46, XY - Esse gene SRY é expresso apenas no início do desenvolvimento, antes da diferenciação dos testículos - O SRY codifica uma proteína que superregula um gene autossômico essencial, o SOX9, na gônada ambipotente (não é ovario nem testiculo), em última instância leva à diferenciação dos testículos - SRY é equivalente ao gene TDF no cromossomo Y. - Se o SRY estiver ausente ou não estiver funcionando corretamente, então a diferenciação do sexo feminino se segue - Além do SRY Outros genes estão envolvidos na via de determinação do sexo UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI CROMOSSOMOS SEXUAIS: Distúrbios do desenvolvimento sexual Condições, que variam desde anomalias gonadais até incompatibilidade completa entre o sexo cromossômico e fenotípico, são agora denominadas coletivamente como distúrbios do desenvolvimento sexual (DDS). Ambiguidade genital Embora o sexo cromossômico de um embrião seja estabelecido no momento da fertilização, para alguns lactentes recém-nascidos, a atribuição de sexo é difícil ou impossível porque os órgãos genitais são ambíguos. Diagnóstico precoce, antes do estabelecimento da identidade sexual social e psicológica. A abordagem deve ser, preferencialmente, multidisciplinar. UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI Distúrbios do desenvolvimento sexual ADS, 46, XY (Pseudohermafroditismo masculino) Cariótipo: 46,XY Gônadas: Em geral de acordo com o sexo cromossômico - testículo formado; Genitais externos: ambíguos ou femilinizada; Ex: síndrome de Insensibilidade androgênica completa; Deficiência da 5- alfa -redutase ADS, 46, XX (Pseudohermafroditismo feminino) Cariótipo: 46,XX Gônadas: Em geral de acordo com o sexo cromossômico - ovário formado; Genitais externos: ambíguos ou masculinizada; Ex: hiperplasia adrenal congênita (HAC); Ingestão excessiva de drogas androgênicas) UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI ADS ovotesticular (Hermafroditismo verdadeiro) Hermafroditismo Verdadeiro Cariótipo: 46,XY (10%), 46,XX (60%) ou 46,XX/46,XY (30%); Gônadas: com tecido testicular e folículos ovarianos num mesmo indivíduo, a estrutura gonadal única (ovotéstis) ou separados; Genitais externos: ambíguos Disgenesia gonadal completa ou mulher XY (Disgenesia gonadal) Cariótipo: 46,XY Gônadas: Gônadas disgenéticas (ductos genitais internos femininos podem ter as dimensões um pouco reduzidas ou infantis) Genitália externa: Sem ambiguidade (feminina completa) Fenótipo: feminino com estatura normal; • Amenorréia • Mutação do SRY em 10 a 15% dos pacientes analisados; • 10 a 15% associam-se a deleções do SRY como resultado de rearranjos X/Y desequilibrados; UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI ADS 46, XX testicular (Homem XX) Constituição cromossômica: 46,XX Gônadas: Gônadas disgenéticas (ductos genitais interno masculinos podem ter as dimensões um pouco reduzidas) Genitália externa: Sem ambiguidade (masculino completo) Fenótipo: Diminuição da pilosidade facial e tendência à distribuição feminina de pelos pubianos. Os testículos têm pequeno volume, e o aspecto histológico assemelha-se ao da síndrome de Klinefelter A análise do DNA do DDS 46,XX demonstrou que, em aproximadamente 80 a 90% dos casos, há sequências do cromossomo Y em seu genoma, particularmente do gene SRY. Herança Ligada ao Sexo e Modelos Não Clássicos de Herança Genética - O cromossomo X humano é um cromossomo grande, que contém cerca de 5% do DNA do genoma nuclear - As doenças causadas por esses genes são conhecidas como doenças ligadas ao X. - o cromossomo Y é relativamente pequeno e contém somente algumas dezenas de genes. - Outro grupo de mutações causadoras de doenças localiza-se no genoma mitocondrial, que é herdado exclusivamente da mãe - O imprinting refere-se ao fato de que alguns genes são expressos somente em cromossomos transmitidos pelo pai, enquanto outros são expressos somente em cromossomos transmitidos pela mãe. UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - MEDICINA OSASCO KEITI E YUMI
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