Aula 1: Diagnóstico Molecular de Doenças Genéticas e Citogenética

DIAGNÓSTICO MOLECULAR DE DOENÇAS GENÉTICAS Citogenética Aula 1 Profa Thaís Furtado Nani Msc PhD GenéticaCitogenética Assessora científica na Molecular Biotecnologia Qual a origem das alterações cromossômicas Par de cromossomos homólogos da mãe ou do pai 46XY ou XX 23 pares Replicação do DNA Meiose I Meiose II Meiose Meiose I reducional Meiose II equacional Prófase I Metáfase I Anáfase I Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Telófase I Interfase Duplicação do DNA Meiose Meiose I PRÓFASE I Leptóteno condensação Zigóteno sinapsecomplexo sinaptonêmico Paquíteno crossingover Diplóteno quiasma Diacinese máximo condensação Meiose Leptóteno condensação Zigóteno sinapsecomplexo sinaptonêmico Paquíteno crossingover Diplóteno quiasma Diacinese máximo condensação Meiose I PRÓFASE I Meiose Leptóteno condensação Zigóteno sinapsecomplexo sinaptonêmico Paquíteno crossingover Diplóteno quiasma Diacinese máximo condensação Meiose I PRÓFASE I Meiose Leptóteno condensação Zigóteno sinapsecomplexo sinaptonêmico Paquíteno crossingover Diplóteno quiasma Diacinese máximo condensação Meiose I PRÓFASE I Meiose Leptóteno condensação Zigóteno sinapsecomplexo sinaptonêmico Paquíteno crossingover Diplóteno quiasma Diacinese máximo condensação Meiose I PRÓFASE I Meiose Metáfase I Anáfase I Telófase I Meiose I Meiose Prófase II Metáfase II Anáfase II Meiose lI Telófase II Citocinese II MEIOSE I Prófase I Leptóteno Zigóteno Paquíteno Diplóteno Diacinese Metáfase I Anáfase I Telófase I MEIOSE II Prófase II Metáfase II Anáfase II Telófase II Citocinese Desafio I A B C D E F G H J K L M I MEIOSE I Prófase I Leptóteno B Zigóteno E Paquíteno H Diplóteno C Diacinese L Metáfase I F Anáfase I K Telófase I I MEIOSE II Prófase II D Metáfase II A Anáfase II J Telófase II M Citocinese G Desafio I A B C D E F G H J K L M I Alterações cromossômicas Numéricas Poliploidia Conjunto inteiro de cromossomos Aneuploidia Um par Estruturais Variação cromossômica numérica diploide tetraploide Variação cromossômica numérica diploide tetraploide diploide Níveis de ploidia conjunto básico de cromossomos Nível Designação Exemplo Monoplóide Haplóide n Gametas Zangões partenogênese Diplóide 2n Humano Triplóide 3n Frutos sem semente Tetraplóide 4n Orquídeas gigantes Poliplóides Variação cromossômica numérica Variação cromossômica numérica Poliploidização Induzida Utilizada para induzir a esterilidade Indução de ploidias ímpar triploides ou pentaploides Comercialmente vantajoso Aumenta tamanho do fruto Elimina as sementes Crianças triplóides podem nascer vivas mas não sobrevivem mais que algumas horas Causa de 20 de abortos espontâneos partos prematuros e mortes perinatais Ocorrência 65 10 25 Dispermia Poliploidia em humanos Variação cromossômica numérica 69 XXX Aplicação clínica Diagnóstico prénatal Resultante de falha na divisão inicial do zigoto Poliploidia em humanos Variação cromossômica numérica 92 XXYY Aneuploidia Variação no número individual de cromossomos Ex 1 2 1 3 Variação cromossômica numérica Aneuploidia Variação no número individual de cromossomos Ex 1 2 1 3 Variação cromossômica numérica Dissomia uniparental heterodissomia Dissomia uniparental isodissomia Causa Nãodisjunção pré ou pószigotica Tabagismo Uso de drogas Exposição à irradiação Idade avançada parental OBS esses fatores também causam alterações somáticas Variação cromossômica numérica Usina nuclear de Chernobyl Ucrânia 1986 Aplicação clínica Detecção de síndromes Diagnóstico prénatal Aconselhamento genético Definição de tratamento Variação cromossômica numérica Aneuploidia Monossomia em autossomos LETAL Monossomia do cromossomo sexual X Síndrome de Turner 1 45 X 50 2 45 X46XX 15 45 X Variação cromossômica numérica Aneuploidia Trissomia Nem sempre letais Síndrome de Down 47 XX 21 Síndrome de Patau 47 XX 13 Síndrome de Edwards 47 XX 18 Síndrome de Klinefelter 47 XXY Síndrome do triplo X 47 XXX Síndrome de Jacobs 47 XYY Variação cromossômica numérica Quatro origens possíveis 1 Trissomia do 21 95 dos casos 47 XY 21 Primária Síndrome de Down Variação cromossômica numérica Origem primária Nãodisjunção do cromossomo 21 na meiose Fertilização Fertilização Variação cromossômica numérica 90 devido a nãodisjunção meiótica no gameta materno Maior idade materna maior incidência 1 Melhores primeiro 2 Envelhecimento celular Variação cromossômica numérica Quatro origens possíveis 1 Trissomia do 21 95 dos casos 47 XY 21 2 Translocação Robertsoniana 4 dos casos 46 XY rob 14q21q 21 Primária Familiar Síndrome de Down Variação cromossômica numérica Tipos de cromossomos Síndrome de Down Familiar Translocação robertsoniana cromossomos acrocêntricos gerando dois cromossomos um com os braços longos e outro com os braços curtos Cromossomo menor é perdido Cromossomo 21 e outro cromossomo acrocêntrico 13 14 15 ou 22 Variação cromossômica numérica Pais devem ser portadores de translocação normais acrocêntricos não apresentam informações essenciais Síndrome de Down pode surgir na prole dos portadores da translocação 45 XY rob 14q21q Síndrome de Down Familiar Variação cromossômica numérica Aplicação clínica Aconselhamento Genético Variação cromossômica numérica Prole de um portador de translocação Gameta do outro parental Quatro origens possíveis 1 Trissomia do 21 95 dos casos 47 XY 21 2 Translocação Robertsoniana 4 dos casos 46 XY rob 14q21q 21 3 Duplicação de parte do cromossomo 21 rara 46 XY dup 21 Primária Familiar Síndrome de Down Variação cromossômica numérica Quatro origens possíveis 1 Trissomia do 21 95 dos casos 47 XY 21 2 Translocação Robertsoniana 4 dos casos 46 XY rob 14q21q 21 3 Duplicação de parte do cromossomo 21 rara 46 XY dup 21 4 Mosaicismo 1 dos casos 46 XY47 XY 21 46 XY46 XY rob 14q21q 21 Primária Familiar Síndrome de Down Variação cromossômica numérica Mosaicismo Variação cromossômica numérica Resultado de uma não disjunção mitótica Todos os tecidos apresentam células com constituições cromossômicas diferentes Mosaicismo X Quimerismo Resultado da fusão de dois zigotos Tecidos com constituições cromossômicas genéticas diferentes Variação cromossômica numérica Variantes comuns na população Análise de variantes pode auxiliar na interpretação de casos de Mosaicismo X Quimerismo Variantes comuns na população Variantes comuns na população Variantes comuns na população Tipos de Rearranjos Cromossômicos Duplicações Deleções Isocromossomo Cromossomo em anel Inversões Translocações Não Balanceados Balanceados Variação cromossômica estrutural Duplicações Tipos de duplicações Em tandem ABCDEFG ABCDEFEFG Deslocada ABCDEFG ABCDEFGEF Reversa ABCDEFG ABCDEFFEG Normal Duplicado Variação cromossômica estrutural Duplicações Origem pareamento irregular na meiose Variação cromossômica estrutural X Crossing over Duplicações Origem pareamento irregular na meiose Variação cromossômica estrutural X Duplicações Origem pareamento irregular na meiose Variação cromossômica estrutural X Alinhamento na prófase I Duplicação Duplicações Variação cromossômica estrutural Desafio II Faça o desenho do pareamento entre esses cromossomos durante a meiose Alinhamento na prófase I Duplicação Variação cromossômica estrutural Duplicações Deleções Origem pareamento irregular na meiose Variação cromossômica estrutural X Deleções Origem pareamento irregular na meiose Variação cromossômica estrutural X Deleções Formação da alça de deleção Variação cromossômica estrutural Variação cromossômica estrutural Deleções Perda de material genético Deleção centromérica formação de micronúcleo Deleção Homozigótica Letal Deleção Heterozigótica Dosagem gênica anormal Variação cromossômica estrutural Deleções Deleção do centrômero Não ligação das fibras do fuso Micronúcleo Perda de material genético Deleção centromérica formação de micronúcleo Deleção Homozigótica Letal Deleção Heterozigótica Dosagem gênica anormal Ex Síndrome de criduchat del 5p Variação cromossômica estrutural Deleções Inversões Dois tipos paracêntricas ou pericêntricas Alteram a ordem dos genes Efeito de posiçãofusão Origem múltiplas quebras no cromossomo Normal Paracêntrica Pericêntrica Variação cromossômica estrutural Variação cromossômica estrutural Desafio III Faça o desenho do pareamento entre esses cromossomos durante a meiose Inversões Pericêntrica envolve o centrômero Variação cromossômica estrutural Inversões Pericêntrica qual a consequência de uma inversão após a recombinação Variação cromossômica estrutural Inversões Pericêntrica gametas com duplicações e deleções Variação cromossômica estrutural Inversões Pericêntrica gametas com duplicações e deleções Variação cromossômica estrutural Inversões Pericêntrica gametas com duplicações e deleções Inversões Paracêntrica não envolve o centrômero Variação cromossômica estrutural Desafio IV Faça o desenho do pareamento entre esses cromossomos durante a meiose Inversões Paracêntrica qual a consequência de uma inversão após a recombinação Variação cromossômica estrutural Inversões Paracêntrica qual a consequência de uma inversão após a recombinação Variação cromossômica estrutural Inversões Paracêntrica gametas com duplicações deleções dicêntricos e acêntricos Variação cromossômica estrutural Inversões Paracêntrica gametas com duplicações deleções dicêntricos e acêntricos Variação cromossômica estrutural Inversões Paracêntrica gametas com duplicações deleções dicêntricos e acêntricos Variação cromossômica estrutural Evidência de inversão paracêntrica Translocações Troca de material genético entre cromossomos nãohomólogos Tipos de translocação Cromossomos nãohomólogos Não Recíproca Recíproca Robertsoniana Variação cromossômica estrutural Translocações Mudança na expressão gênica Efeito de posição Linfoma de Burkitt t814 80 dos casos Linfócitos normais Starry sky Aumento da expressão de myc Crescimento celular desordenado 8 14 Variação cromossômica estrutural Aplicação clínica Diagnóstico Definição de tratamento Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Variação cromossômica estrutural Desafio V Faça o desenho do pareamento entre esses cromossomos durante a meiose Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Anáfase I Variação cromossômica estrutural Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Anáfase I Variação cromossômica estrutural Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Anáfase I Variação cromossômica estrutural Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Anáfase I Variação cromossômica estrutural Translocações Cromossomos Normais Cromossomos com Translocação Pareamento Anáfase I Variação cromossômica estrutural Anáfase I Anáfase II Anáfase II Anáfase II Segregação alternada Segregação adjacente 1 Segregação adjacente 2 rara Gametas normais Gametas anormais Variação cromossômica estrutural Translocações desconsidere a recombinação Anáfase I Anáfase II Anáfase II Anáfase II Segregação alternada Segregação adjacente 1 Segregação adjacente 2 rara Gametas normais Gametas anormais Variação cromossômica estrutural Translocações desconsidere a recombinação Anáfase I Anáfase II Anáfase II Anáfase II Segregação alternada Segregação adjacente 1 Segregação adjacente 2 rara Gametas normais Gametas anormais Variação cromossômica estrutural Translocações desconsidere a recombinação Anáfase I Anáfase II Anáfase II Anáfase II Segregação alternada Segregação adjacente 1 Segregação adjacente 2 rara Gametas normais Gametas anormais Variação cromossômica estrutural Translocações desconsidere a recombinação Consequências Ganhos ou perdas de material genético desbalanço na dosagem gênica Podem promover fusão ou quebra de genes ganho ou perda de função gênica alteração na expressão gênica Variação cromossômica estrutural Chimpanzés gorilas e orangotangos apresentam 48 cromossomos enquanto os humanos têm 46 Provável resultado de uma translocação robertsoniana em um ancestral humano Variação cromossômica estrutural Consequências das variações cromossômicas Evolução diversificação das espécies Cromossomo humano 4 Cromossomo 4 de Chimpanzé Inversão Pericêntrica Centrômero Variação cromossômica estrutural Consequências Evolução diversificação das espécies Variação cromossômica estrutural Consequências Evolução diversificação das espécies Qual a origem das alterações cromossômicas mesmo Notação cariotípica ISCN Nomenclatura Notação cariotípica ISCN p braço curto do cromossmo q braço longo do cromossmo ins inserção dup duplicação pat cromossomo de origem paterna mat cromossomo de origem materna ganho de cromossomo perda de cromossomo rob translocação robertsoniana del deleção inv inversão r cromossmo em anel dic cromossomo dicêntrico der cromossomo derivativo i isocromossomo t translocação mosaico quebra cromossômica Exemplos 46 XX t 24 47 XY 15 mat Nomenclatura Nomenclatura Nomenclatura 3p22 3p221 3p21 Nomenclatura Nomenclatura exemplos 46XY cariótipo normal 46 cromossomos sexo masculino 47XY 21 cariótipo alterado 47 cromossomos 21 extra sexo masculino 46XX t48p12q13 cariótipo alterado 46 cromossomos translocação entre os cromossomo 4 e nas respectivas bandas p12 e q13 sexo feminino 46XXadd2p23 cariótipo alterado 46 cromossomos material adicional não identificado no cromossomo 4 nas bandas p23 sexo feminino 46XX der2t24 cariótipo alterado 46 cromossomos sendo um deles derivativo do cromossomo 2 proveniente da translocação entre os cromossomos 2 e 4 sexo feminino