Citogenetica-Analise-de-Cromossomos-e-Alteracoes-Cromossomicas

Aula 10 Citogenética Prof Larissa Pereira Ribeiro Teodoro UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL CAMPUS DE CHAPADÃO DO SUL DISCIPLINA GENÉTICA APLICADA CHAPADÃO DO SUL MS JUNHO DE 2024 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Análise dos Cromossomos 1842 Cromossomos foram observadas pela primeira vez em células vegetais por Karl Wilhelm von Nägeli 1956 Identificação de cada cromossomo humano e visualização do conjunto formado por 46 cromossomos ou 23 pares surgindo a Citogenética Até 1970 cromossomos contados em metáfase 10 a 30 células eram classificados com base em sua morfologia total e apenas alterações numéricas e poucas alterações estruturais podiam ser identificadas Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Análise dos Cromossomos Cariótipo conjunto cromossômico característico da espécie em que cada par de homólogos é identificado em ordem decrescente de tamanho Cariograma ou idiograma ordenação dos cromossomos de um cariótipo segundo a classificação padrão de acordo com o tamanho do cromossomo e posição do centrômero de cada par Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Análise dos Cromossomos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Análise dos Cromossomos Cariótipo de diferentes espécies de eucalipto durante a metáfase Fonte Ribeiro et al 2019 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alterações Cromossômicas Parte da genética que estuda a relação entre os eventos celulares relacionados aos cromossomos Responsável pela formação de indivíduos física ou psicologicamente anormais ou mesmo inviáveis Tipos Variações estruturais variações que afetam a morfologia cromossômica não afetando o número de cromossomos Variações numéricas variações que alteram o número cromossômico Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aspectos Especiais Mosaicismo Falha genética que ocorre durante o desenvolvimento do embrião que passa a ter diferentes linhagens celulares São derivadas de um único zigoto mesma origem genética O indivíduo mosaico tem dois materiais genéticos distintos um formado pela união dos gametas do pai e da mãe e o outro que aparece devido à mutação genética Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aspectos Especiais Mosaicismo A pessoa portadora de mosaicismo poderá desenvolver células normais e células que contém a mutação genética em proporções variáveis Exemplos síndrome de Turner distrofia muscular de Duchene hemofilia neurofribromatose o câncer e a síndrome de Down Distrofia muscular de Duchene Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aspectos Especiais Mosaicismo Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aspectos Especiais Quimerismo Indivíduo de duas ou mais linhagens celulares distintas derivadas de um zigoto origem genética diferente Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aspectos Especiais Quimerismo Tipos Dispérmicas Resultantes de duplafertilização 2 espermatozoides fertilizam 2 ovócitos e os dois zigotos resultantes unemse para formar um embrião Se os dois zigotos são de sexo diferentes o embrião quimérico pode resultar em um indivíduo com hermafroditismo Sanguíneas Resultantes de uma troca de célula entre dois gêmeos nãoidênticos no útero Variações Estruturais Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais Variações que afetam a morfologia cromossômica não afetando portanto o número de cromossomos São elas 1 Deleção 2 Duplicação 3 Inversão 4 Translocação Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 1 Deleção Perda de um fragmento do cromossomo sem ser o centrômero Terminal porção perdida está na extremidade do cromossomo Intercalar porção perdida não está na parte terminal do cromossomo Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 1 Deleção Consequências do crossing over desigual 1 Normal 2 Deleção 3 Duplicação 4 Normal Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais Exemplo síndrome de Cri du chat Ausência de uma pequena parte no homólogo do par 5 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 2 Duplicação Repetição anormal de um segmento cromossômico qualquer Terminal porção duplicada está na extremidade do cromossomo Intercalar porção duplicada não está na parte terminal do cromossomo Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 3 Inversão 3 Inversão Ocorre inversão na posição de um ou mais fragmentos cromossômicos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 3 Inversão Paracêntrica região invertida não contém o centrômero Não ocorre a alteração da morfologia do cromossomo Pericêntrica ocorre a alteração da morfologia do cromossomo Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Estruturais 4 Translocação Transferência de um fragmento cromossômico para outro não homólogo Pode ser Simples ou Recíproca Variações Numéricas Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Causas de Variações Cromossômicas Idade materna avançada Predisposição genética Radiações drogas e vírus Estes agentes teriam particular importância nas alterações estruturais uma vez que induzem quebras cromossômicas Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Variações Numéricas Euploidia número de cromossomos é múltiplo do número básico Ex haploides triploides tetraploides octaploides Aneuploidia altera o número de cromossomos sem que seja múltiplo do número básico Ex nulissomias trissomias tetrassomias Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Euploidia Altera o número de cromossomos sendo múltiplo do número básico Origem Erro meiótico não redução cromossômica Endomitose não há cariocinese em célula precursora da meiose Vantagem Maior número de cópias maior produto gênico proteção contra mutação Não são observadas na espécie humana pois ocorre o aborto natural do feto durante a gestação ou morte após nascimento Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Tipos de euploides Tipos considerando uma espécie referência diploide com três cromossomos tais como ABC Classificação Representação Exemplo Monoploide n A B C Diploide 2n AA BB CC Triploide 3n AAA BBB CCC Tetraploide 4n AAAA BBBB CCCC Hexaploide 6n AAAAAA BBBBBB CCCCCC Octaploide 8n AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploides em vegetais É o tipo de variação cromossômica dominante na evolução vegetal 80 das angiospermas são Autopoliploides Várias cópias de um único genoma Alopoliploides Cópias de dois ou mais genomas resultante de cruzamentos interespecíficos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploides em vegetais Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploides em vegetais Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Alopoliploides surgem pela duplicação dos cromossomos após um cruzamento interespecífico Ocorrem frequentemente na natureza Exemplos Algodão sul americano Gossypium hirsutum alotetraplóide 4x 26 oriundo do cruzamento de uma espécie asiática G herbaceum com uma americana do Peru G raimondi Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Exemplos Trigo cultivado Triticum aestivum tem o genoma AABBDD É um alohexaplóide 6x 42 derivado do cruzamento das espécies T monococcum genoma A T searsii genoma B e T tauschii genoma D Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Origem do trigo Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Exemplos Café arábica Coffea eugenioides 2x 22 Coffea canephora 2x 22 x Híbrido 2x 22 Coffea arabica 4x 44 Duplicação cromossômica Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Exemplos Raphanobrassica tem o genoma de rabanete Raphanus sativus 2n18 e repolho Brassica oleracea 2n18 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Alopoliploides Exemplos Exemplos Triticale Triticum aestivum genoma ABD com Secale cereale genoma R seguido de poliploidização dando AABBDDRR Cevada A X Trigo C Triticale B Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploidização Normalmente induzida para contornar a esterilidade cromossômica dos híbridos interespecíficos Pode ser utilizada também para induzir a esterilidade Neste caso são induzidos níveis impar de ploidia triploide por exemplo Este são normalmente estéreis além de aumentar o tamanho do fruto e eliminar as sementes Ex banana limão melancia Técnicas de obtenção de poliploides Uso de colchicina impede formação fibras do fuso Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploidização Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploidização Exemplos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Poliploidização Exemplos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Triploides Obtenção Pelo cruzamento de animais ou plantas tetraploides 2n 4x gametas n 2x com diploides 2n 2x gametas n x Ex melancia sem sementes Fertilização do óvulo por dois núcleos espermáticos Fertilização por gametas não reduzidos São geralmente estéreis devido a problemas no pareamento dos cromossomos Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Triploides Exemplos Banana Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Triploides Exemplos Melancia Citrullus lanatus Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia Alterações cromossômicas numéricas que se caracterizam pelo aumento ou diminuição de um tipo de cromossomo Alteram o número de cromossomos sem que seja múltiplo do número básico Origem a Anomalia meiótica b Anomalia mitótica Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia a Anomalia meiótica Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia b Anomalia mitótica Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Tipos de aneuploides Monossômicos Deficientes em um cromossomo ex 2n 2x 1 Este tipo tem sido encontrado em humanos animais e vegetais Geralmente é letal e normalmente encontrado em organismos poliploides Trissômicos Apresenta um dos cromossomos em triplicata Ex 2n 2x 1 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Tipos de aneuploides Tipos considerando uma espécie referência diploide com três cromossomos tais como ABC Classificação Representação Exemplo Monossômico 2n 2x1 ABC AB Trissômico 2n 2x1 ABC ABC A Duplo monossômico 2n 2x11 ABC A Nulissômico 2n 2x2 AB AB Duplotrissômico 2n 2x11 ABC ABC A B Tetrassômico 2n 2x2 ABC ABC A A Monossômico trissômico 2n 2x11 ABC AB A Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia Características Dentre as aneuploidias a trissomia é a mais comum e genes repetidos tendem a ser menos prejudiciais do que a falta causada por monossomia No triploide 2 conjuntos cromossômicos se pareiam normalmente o terceiro pode formar um trivalente ou univalente Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia Trissomia vegetal Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploidia Espécie Humana Síndrome Características Frequência Down Trissomia do 21 1650 Edwards Trissomia do 18 14000 Patau Trissomia do 13 16000 Klinefelter XXY 13500 Turner X0 11000 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Trissomia do 21 Síndrome de Down Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Trissomia do 21 Síndrome de Down Causas 95 dos casos são por não disjunção Falhas no pareamento na Anáfase I e II 75 destas na Meiose I 90 95 falhas no óvulo relacionado a idade materna 4 5 translocações alterações estruturais Cerca de 1 moisacismo expressão clínica mais branda do Down algumas células somáticas normais e outras com trissomia do 21 Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploides de cromossomos sexuais Síndrome de Turner 45 X0 Monossomia do cromossomo X 80 dos casos são causados por erros meióticos no pai recebem cromossomo X da mãe e nenhum do pai Síndrome de Klinefelter 47 XXY Observada em 11000 nascimentos masculinos 50 das casos cromossomo X extra derivado da mãe efeito da idade materna Cariótipos 48 XXXY e 49 XXXXY já foram relatados continuando sendo homem porém o grau de anormalidade física e mental aumenta a cada X adicional Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Aneuploides de cromossomos sexuais Alterações cromossômicas e perdas na gestação Principal causa conhecida de perda de gestação 10 a 15 das concepções tem anomalia cromossômica Destes 95 são perdidos antes do nascimento Estudos cariotípicos de nascimentos 50 trissomias 20 monossomias 15 triploides 15 tetraploides e anomalias estruturais Os abortos prematuros em geral possui mais anormalidades cromossômicas do que os abortos tardios O aborto espontâneo atua assim como agente seletivo eliminando as mutações cromossômicas mais graves Genética Aplicada Prof Larissa P R Teodoro UFMSChapadão do Sul Idade materna e seu efeito em trissomia e não disjunção Idade Materna e Down