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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Prof. Dr. Igor Felipe Andrade Costa de Souza GENÉTICA HUMANA igor_souza_@hotmail.com CROMOSSOMOS Os cromossomos são filamentos de cromatina espiralados, presente no núcleo de todas as células. CROMOSSOMOS A cromatina é formada por moléculas de DNA associadas com proteínas de duas classes: HISTONAS CROMOSSÔMICAS NÃO-HISTONAS CROMOSSOMOS A CROMATINA PODE SE APRESENTAR SOB DUAS FORMAS: Consiste em DNA ativo que pode reaalizar a transcrição. EUCROMATINA Consiste em DNA bastante condensado, inativo que não pode transcrever os genes. HETEROCROMATINA CROMOSSOMOS As duas estruturas são compostas por DNA, a diferença entre eles é o estado em que se encontram. A cromatina corresponde a um longo e fino filamento de DNA, encontrado durante a Intérfase. Cada filamento de cromatina constitui um cromossomo. QUAL A DIFERENÇA ENTRE O CROMOSSOMO E A CROMATINA? CROMOSSOMOS O cromossomo é a cromatina "enrolada" sobre si mesma, tomando a forma espiralizada e condensada, quando a célula entra em divisão. Portanto, o cromossomo corresponde a cromatina condensada. Para se ter ideia do grau de condensação, o cromossomo é a única estrutura visível durante a divisão celular. QUAL A DIFERENÇA ENTRE O CROMOSSOMO E A CROMATINA? CROMOSSOMOS Os cromossomos são melhor visualizados durante a Metáfase do Ciclo Celular. CROMOSSOMOS Um cromossomo pode ser demarcado ao longo de seu comprimento em milhares de regiões chamadas de genes. O papel dos cromossomos é controlar as funções das células. Além disso, eles carregam as informações genéticas de um indivíduo, através dos genes. ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS São engrossamentos bastante irre- gulares com aspecto de granulações, presentes em toda a extensão da cromatina. CROMÔMEROS São o resultado da divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular. CROMÁTIDES ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS São engrossamentos bastante irre- gulares com aspecto de granulações, presentes em toda a extensão da cromatina. CROMÔMEROS São o resultado da divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular. CROMÁTIDES ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Constrição primária que divide o cromossomo em 2 braços e influencia o movimento durante a divisão celular. Em geral há um único centrômero por cromossomo, embora haja organismos dicêntricos ou policêntricos. CENTRÔMERO ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Parte terminal de material cromos- sômico separado do cromossomo por uma constrição secundária. SATÉLITE Porção do cromossomo relacionada com a formação do nucléolo durante a Telófase. ZONA SAT Extremidades finais dos cromossomos que o protegem da degradação. TELÔMEROS ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Parte terminal de material cromos- sômico separado do cromossomo por uma constrição secundária. SATÉLITE Porção do cromossomo relacionada com a formação do nucléolo durante a Telófase. ZONA SAT Extremidades finais dos cromossomos que o protegem da degradação. TELÔMEROS ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Centrômero Braço curto (p) – Francês: petit Braço longo (q) – Letra seguinte do alfabeto ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS A associação entre DNA e as proteínas histonas é outro aspecto importante na estrutura dos cromossomos. Eles formam um complexo, uma vez que as histonas são carregadas positivamente e os grupos fosfatados do DNA têm cargas negativas. ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS DNA E HISTONAS ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Também conhecida como H5, para a estrutura básica da cromatidas irmãs é constituído por 200 pares de bases de DNA associados a um octâmero de histonas, duas moléculas de cada histona e uma molécula da histona H1. H1 Possuem peso molecular muito inferior ao da histona H1. Ambas H2A e H2B consideradas ricas em lisinas H2A e H2B São ricas em arginina. H3 e H4 ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Também conhecida como H5, para a estrutura básica da cromatidas irmãs é constituído por 200 pares de bases de DNA associados a um octâmero de histonas, duas moléculas de cada histona e uma molécula da histona H1. H1 Possuem peso molecular muito inferior ao da histona H1. Ambas H2A e H2B consideradas ricas em lisinas H2A e H2B São ricas em arginina. H3 e H4 As histonas aumentam o diâmetro do DNA e alteram também as suas propriedades físicas. Por exemplo, a temperatura de fusão, na qual os fios de DNA mudam da forma de dupla hélice regular para a forma de fio simples, é bastante aumentada devido às histonas (~ 95ºC). ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS DNA E HISTONAS TIPOS DE CROMOSSOMOS Centrômero em posição mediana. Os dois braços possuem o mesmo tamanho. METACÊNTRICO Centrômero pouco deslocado da região mediana. Os braços possuem tamanhos desiguais. SUBMETACÊNTRICO Centrômero próximo de um dos extremos do cromossomo. Apresenta uma braço maior e o outro menor. ACROCÊNTRICO Centrômero está em um dos extremos. O cromossomo apresenta um único braço. TELOCÊNTRICO TIPOS DE CROMOSSOMOS TelocêntricoAcrocêntricoSubmetacêntricoMetacêntrico TIPOS DE CROMOSSOMOS CROMOSSOMOS AUTOSSOMOS E SEXUAIS Nos seres humanos, dos 23 pares de cromossomos, 1 é formado pelos cromossomos Sexuais. O restante dos cromossomos não sexuais são chamados de Autossomos. CROMOSSOMOS AUTOSSOMOS E SEXUAIS 44A + XY 44A + XX CARIÓTIPO Denomina-se cariótipo o conjunto de cromossomos de uma espécie. Dessa forma, o cariótipo humano possui 23 pares de cromossomos. Em organismos diplóides, as células somáticas apresentam 2n cromossomos, porque 23 cromossomos tiveram origem materna e os outros 23 origem paterna. CARIÓTIPO Representação gráfica do conjunto de cromossomos de uma célula, organizados conforme tamanho, forma e número de cada um. CARIÓTIPO HUMANO CARIÓTIPO MASCULINO CARIÓTIPO FEMININO CARIÓTIPO É utilizado para detecção de alterações genéticas, o que permite um aconselhamento genético mais adequado a casais que pretendam ter filhos. DEFEITOS NOS CROMOSSOMOS Durante a Meiose pode ocorrer um erro na divisão dos cromossomos, podendo ser durante a Anáfese I ou Anáfase II. Esse erro na divisão irá causar uma anomália genética, denominada ANEUPLOIDIA (Alterações no número, ou seja falta ou excesso de cromossomos) DEFEITOS NOS CROMOSSOMOS As Aneuploidias nos seres humanos podem ocorrer nos: CROMOSSÔMICAS AUTOSSOMOS CROMOSSÔMICAS SEXUAIS DEMONSTRAÇÃO DA NÃO DISJUNÇÃO MEIOSE I XX NÃO DISJUNÇÃO II II MEIOSE II XX NORMAL NORMAL Não disjunção da Meiose I MEIOSE I XX NORMAL I I MEIOSE II X NORMAL NÃO DISJUNÇÃO Não disjunção da Meiose II X II DEMONSTRAÇÃO DA NÃO DISJUNÇÃO ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Alterações no número de cromossomos, incluem os casos em que há aumento ou diminuição do número do cariótipo normal da espécie humana: EUPLOIDIAS ANEUPLOIDIAS ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Alterações na estrutura dos cromossomos, incluem os casos em que um ou mais cromossomos apresentam alterações de sua estrutura normal: DELEÇÃO DUPLICAÇÃO INVERSÃO TRANSLOCAÇÃO ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS Alterações na estrutura dos cromossomos, incluem os casos em que um ou mais cromossomos apresentam alterações de sua estrutura normal: DELEÇÃO DUPLICAÇÃO INVERSÃO TRANSLOCAÇÃO Envolve alterações em lotes inteiros de cromossomos. É uma típica aberração numérica que resulta de um processo chamado poliploidia, em que os cromossomos duplicados não se separam durante a Anáfase das divisões celulares. EUPLOIDIAS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS HAPLOIDIA OU MONOPLOIDIA (n) TRIPLOIDIA (3n) TETRAPLOIDIA (4n) PENTAPLOIDIA (5n) EUPLOIDIAS AS TRIPLOIDIAS, TETRAPLOIDIAS, PENTAPLOIDIAS, ETC. SÃO TAMBÉM CONHECIDAS COMO POLIPOIDIAS. ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS HAPLOIDIA OU MONOPLOIDIA Que tem ou é um grupo de cromossomosque compreende um só genoma. Não acontece na espécie humana. Alguns exemplos de monoploidia já esta- belecida é encontrada em abelhas e vespas. ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS TRIPLOIDIA (68A + XXX) É causada geralmente pela dispermia (2 espermatozóides + 1 óvulo). Aberração cromossômica mais frequente (20%) nos abortos espontâneos. Retardamento severo do crescimento, letalidade precoce (5 meses de vida). ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS TRIPLOIDIA (68A + XXX) TETRAPLOIDIA (92A + XXXX) É incompatível com a vida. Os recém-nascidos vivos são mosáicos: triplóides/tetraplóides. ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS É a segunda maior categoria de aberrações cromossômicas em que o número de cromossomos é anormal. Há um aumento ou diminuição de um ou mais pares de cromossomos, mas não de todos. ANEUPLOIDIAS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS Se deve a perda de 2 cromossomos homológos. Na espécie humana é letal. NULISSOMIA (2n - 2) Se deve a perda de 1 cromos- somo do par de homológos. MONOSSOMIA (2n - 1) Se deve a adição de um cromossomo no par de homólogos. TRISSOMIA (2n + 1) Se deve a adição de mais de um cromossomo no par de homólogos. POLISSOMIA (2n + 2, 3 ou 4) ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS Se deve a perda de 2 cromossomos homológos. Na espécie humana é letal. NULISSOMIA (2n - 2) Se deve a perda de 1 cromos- somo do par de homológos. MONOSSOMIA (2n - 1) Se deve a adição de um cromossomo no par de homólogos. TRISSOMIA (2n + 1) Se deve a adição de mais de um cromossomo no par de homólogos. POLISSOMIA (2n + 2, 3 ou 4) MONOSSOMIA (2n – 1) Síndrome de Turner: É uma anomalia cromossômica cuja origem é a perda parcial ou total de um cromossomo X. ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS MONOSSOMIA (2n – 1) TRISSOMIA (2n + 1) Síndrome de Down, Síndrome de Klinefelter, Síndorme do Triplo X, Síndrome de Edwards, Síndrome de Patau, Síndrome de Warkanv, Trissomia XYY, ... ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS TRISSOMIA (2n + 1) Síndrome de Down Síndrome de Edwards Síndrome de Klinefelter ALTERAÇÕES NO NÚMERO DE CROMOSSOMOS TIPOS DE MUTAÇÃO NÚMERO DE CROMOSSOMOS EUPLOIDIAS Haploidia n Triploidia 3n Tetraploidia 4n ANEUPLOIDIAS Nulissomia 2n -2 Monossomia 2n – 1 Trissomia 2n + 1 Tetrassomia 2n + 2 ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS São alterações que não modificam a quantidade de cromossomos de uma célula, mas determinam o aparecimento de cromossomos anormais. As aberrações quase sempre implicam em problemas sérios, inclusive na formação de gametas. ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS É a perda de um segmento do cromossomo. Na espécie humana, a deleção do braço curto do cromossomo 5 resulta na Síndrome Cri Du Chat ou Síndrome do Miado de Gato, provocando atraso neuropsicomotor. DELEÇÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS DELEÇÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Uma determinada região do cromossomo sofre repetição de alguns genes. DUPLICAÇÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Um pedaço de cromossomo se quebra, sofre rotação de 180º e solda-se novamente em posição invertida. Por causa da alteração da ordem dos genes, o pareamento dos homólogos na meiose pode ser afetado. INVERSÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS INVERSÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS É a transferência de um segmento de um cromossomo, que se prende a um outro cromossomo que não é seu homólogo. Trata-se da troca de pedaços entre cromossomos não-homólogos, diferente do que ocorre no crossing-over, fenômeno normal e corriqueiro. TRANSLOCAÇÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS TRANSLOCAÇÃO ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS Ocorre nos cinco pares de cro- mossomos humanos que são acrocêntri- cos: 13, 14, 15, 21 e 22. Cerca de 3% dos casos de Síndrome de Down (Trissomia do 21) são causados pela translocação entre os cromossomos 14 e 21, gerando um cromossomo hibrido, o resultado será um gameta com a presença (equivalente) de 3 cromossomos 21. TRANSLOCAÇÃO ROBERTSONIANA ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS TRANSLOCAÇÃO ROBERTSONIANA Até a próxima aula...
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