Erros na Divisão Celular e Alterações
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Erros na Divisão Celular e Alterações cromossômicas Disciplina: Estudo da Genética e da Evolução Turma: T.O. (1o Ano) Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini E-mail: [email protected] Blog: http://marilandabellini.wordpress.com Erros na Divisão Celular • Alterações na morfologia dos cromossomos; • Não-disjunção erro na divisão celular (separação cromossômica). Mitose Meiose células trissômicas (cromossomo extra) células monossômicas (ausência cromossomo) I II não separação dos homólogos não separação das cromátides-irmãs zigotos trissômicos e monossômicos Propriedades dos cromossomos Propriedades dos Cromossomos • 1ª: Afinidade de pareamento na prófase I meiótica; – Formação de bilatentes; – Quiasmas; • 2ª: Reatividade das terminações cromossômicas com fragmentos; • 3ª:Sensibilidade a mudanças no conteúdo gênico em diplóides (2n). Alterações Cromossômicas Modificam o funcionamento normal do sistema genético. Alterações Cromossômicas Aneuploidias Euploidias Adição ou perda de um Diminuição de um ou aumento cromossomo. de, pelo menos, um conjunto cromossômico haplóide. Aneuploidias Estruturais Numéricas • Morfologia • Número de cromossomos. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais • Cromossomos distendidos e metabolicamente ativos (Cromatina) • Vulneráveis a variações do ambiente • Rupturas de sua estrutura Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais • Rearranjos balanceados : – Não há perda, nem ganho de material genético. • Rearranjos não balanceados: – O complemento cromossômico contém uma quantidade incorreta de material genético. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deleção: – perda de um segmento do cromossomo – Não Balanceado DELEÇÃO Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deleção: – Origem: • quebra cromossômica e perda do segmento acêntrico. • crossing-over desigual. DELEÇÃO Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais: • Deleção: Propriedades • Irreversível; • Pode ser Letal; • Revelação de alelos recessivos pseudodominância; Pareamento Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Deleções Síndrome de Cri du chat – Miado de Gato 1963 – Jérôme Lejeune Incidência: 1: 50000 recém-nascidos Possíveis cariótipos: 46, XX (5p-) 46, XY (5p-) Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Deleções Síndrome de Prader-Willi Atraso geral do desenvolvimento; Hipotonia; Hipogonadismo, Obesidade. • 70% = deleção em 15q11-q13 do cromossomo herdado do PAI informação gênica derivada somente da mãe Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Deleções Síndrome de Angelman Atraso do desenvolvimento físico e mental, ausência de fala, tremores e macrostomia. Maioria = deleção em 15q11-q13 do cromossomo herdado da MÃE informação gênica derivada somente do pai IMPRINTING GENÔMICO “Mecanismo exercido em alguns cromossomos, cuja expressão gênica dependerá da origem paterna ou materna dos alelos.” Ambos alelos (paterno e materno) são necessários para que um deles possa ser expresso preferencialmente. O desenvolvimento humano normal exige que um gene ou genes de uma região sejam herdados de ambos os genitores. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deleção • Duplicação: – Quando um segmento do cromossomo é duplicado. – Não Balanceado Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deficiência ou deleção • Duplicação: – Origem: • segregação anormal na meiose. • crossing-over desigual. • Pareamento: – Em Tandem: A B C B C D – Reversa: A B C C B D Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Duplicações Duplicação do 5q Possíveis Cariótipos: 46, XX (5q+) 46, XY (5q+) (duplicação de cerca de 10% do braço longo do cromossomo 5). Características: Retardamento Físico e Mental, Boca pequena, Testa protusa . Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Duplicações Duplicação 10q24 a qter Possíveis Cariótipos: 46, XX (10q+) 46, XY (10q+) Deficiência de crescimento pré-natal; Deficiência Mental Severa; Microcefalia; Face achatada com região frontal alta; Fissuras palpebrais pequenas; Malformações Cardíacas e Renais; 50% letalidade no 1º ano de vida Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Duplicações Síndrome do Olho de Gato - Duplicação no cromossomo 22 Duplicação - 22pter q11 Possíveis Cariótipos: 46, XX (22+) 46, XY (22+) Deficiência Mental Leve) Defeitos Cardíacos (mais de 1/3) Retorno venoso pulmonar anômalo Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deleção • Duplicação • Inversão – quando um segmento do cromossomo originado de duas quebras sofre rotação de 180° e é ressoldado – Balanceado DELEÇÃO Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais: • Inversão: Propriedades • Não causa fenótipo anormal nos portadores • Risco de produzir gametas anormais prole não-balanceada. • Associados à abortos e infertilidade. Pareamento Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • • • • Deleção Duplicação Inversão Translocação Recíproca: – troca de segmentos entre cromossomos não homólogos. – Balanceadas DELEÇÃO Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais: • Translocação Recíproca: Propriedades • Portadores Normais Deficiência Mental (DM) • Risco de produzir gametas anormais prole não-balanceada. • Associados à abortos e infertilidade. Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • • • • Deleção Duplicação Inversão Translocação Robertsoniana: – Fusão de dois cromossomos, após quebras próximas aos centrômeros, com perda dos braços curtos. – Não-balanceada. DELEÇÃO Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais: • Translocação : Pareamento Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Translocações Tumor de Mama Translocação 8-17 Alterações Cromossômicas Estruturais Translocações Robertsonianas Síndrome de Down (t14 21) A síndrome de Down por translocação é a forma com maior probabilidade de reincidir na família. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • • • • • Deleção Duplicação Inversão Translocação Isocromossomos: – Resultam de um erro na divisão do centrômero que ao invés de separar as cromátides separa os braços do cromossomo. – Não-balanceada Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Ex. Síndrome de Down (21q21q) Síndrome de Turner (Xi (Xq) Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Deleção • Duplicação • Inversão • Translocação • Isocromossomos • Cromossomo em anel: – ocorrem duas quebras em um cromossomo uma em cada braço, as pontas se afastam ou se juntam e o pedaço mediano se curva, formando um anel. – Não Balanceada Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • Cromossomo em anel: – Os cromossomos em anel podem dividir-se normalmente durante a mitose ou meiose, mas sujeitos à degeneração. – Combinação da deleção das extremidades • Ex: R (18) – – – – – – (-18q) + (-18p) atraso do desenvolvimento retardo mental dismorfismo facial típico malformações graves problemas imunológicos http://www.chromosome18.org/TheConditions/Ring18/tabid/128/Default.aspx Lo-Castro A, El-Malhany N, Galasso C, Verrotti A, Nardone AM, Postorivo D, Palmieri C, Curatolo P (2011) De novo mosaic ring chromosome 18 in a child with mental retardation, epilepsy and immunological problems. Eur J Med Genet. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • • • • • • • Deleção Duplicação Inversão Translocação Isocromossomos Cromossomo em anel Cromossomos Dicêntricos: – Apresentam dois centrômeros. – Tendem a quebrar-se na anáfase, se os dois centrômeros estiverem próximos; – Se um centrômero for inativado, um cromossomo dicêntrico pode ser estável. – Não Balanceada Aneuploidias Alterações Cromossômicas Estruturais Tipos • • • • • • • Deleção Duplicação Inversão Translocação Isocromossomos Cromossomo em anel Cromossomos Dicêntricos Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Aneuploidias Autossômicas Sexuais Nulissomias (2n-2) Do par 1 ao 22 XY Monossomias (2n-1) Cariótipo normal humano: 44 A + par sexual (XX ou XY) Trissomia (2n+1) Não-disjunção Pré-zigótica (Oócito ou Espermatócito) oócito I Meiose I oócito I espermatozóide Meiose II Trissomia Monossomia Tri/Monossomia Mono/Trissomia Por que? • Retardo anafásico = – atraso na migração dos cromossomos. 2n=46 n=23 n=22 2n=46 n=24 n=22 DISSOMIA UNIPARENTAL (UPD) “É a herança de dois cromossomos de um único progenitor, ou seja, o par cromossômico é herdado somente de um dos pais, sem que haja uma cópia cromossômica do outro” Número de cromossomos normal (2n=46) Dissomias em espermatozóides • Em espermatozóides : – Cromossomos autossomos = 1,55% • • • • cromossomo 3 = 0,15% cromossomo 13 = 0,4% cromossomo 22 = 0,4% cromossomo 21 = 0,56% – Cromossomos sexuais = 0,59% • erros de meiose I (dissomia XY) = 0,29% • erros de meiose II (dissomias XX e YY) 0,30% Pereira, CS; Juchniuk de Vozzi, MS; Santos, SA; Vasconcelos, MAC; Martelli, L (2009) Frequência de dissomia e diploidia em espermatozóides de homens férteis. Resumos do 55º Congresso Brasileiro de Genética Classificação Ambos homólogos de um progenitor Não-disjunção na meiose I Informações gênicas diferentes Cromossomos idênticos, em duplicata Não-disjunção na meiose II Mesmas informações gênicas Mecanismos responsáveis pela UPD Principais conseqüências da UPD • Imprinting Genômico • Trissomias = síndromes cromossômicas; • Monossomias = não compatíveis com a vida; • Homozigosidade para alelos recessivos = transmissão de alteração cromossômica apenas do progenitor afetado; Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Aneuploidias Nulissomias (2n-2) Autossômica se os dois elementos do par cromossômico estiverem ausentes. (ex.: 44, XX, -21,-21) Sexual quando a célula não apresenta cromossomos sexuais ou apresenta apenas cromossomo Y. (ex.: 45, Y, - X ou 44, - - ) Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Aneuploidias Monossomias (2n-1) • quando uma célula apresentar diminuição de um homólogo de um determinado cromossomo. – Monossomia em Autossomos ou Y – Década 80 8 casos de monossomia do 21 Erro de identificação Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Monossomias (2n-1) Síndrome de Turner 1938 – Turner Incidência: 1: 5000 recém-nascidos 20% abortos espontâneos Possíveis cariótipo: 45, X_ 46, Xi (Xq) Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Síndrome de Turner Monossomias (2n-1) Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Trissomias (2n+1) • quando uma célula apresentar um homólogo adicional de um determinado cromossomo. Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Trissomias (2n+1) Síndrome de Edwards Trissomia do cromossomo 18 1960 - Edwards e colaboradores; Incidência: 1/8000 recém-nascidos Possíveis cariótipos: 47, XX + 18 47, XY + 18 Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Trissomias (2n+1) Síndrome de Patau Trissomia do cromossomo 13 1960 - Patau e colaboradores; Incidência: 1/25000 recém-nascidos Possíveis cariótipos: 47, XX + 13 47, XY + 13 Aneuploidias Alterações Cromossômicas Numéricas Trissomias (2n+1) Síndrome de Down Trissomia do cromossomo 21 Possíveis cariótipos: 47, XX + 21; 47, XY + 21 46, XX, t (14q21q) 45, XX, t (21q21q) Origem do gameta anormal: 20% não-disjunção paterna (meiose I) 80% não-disjunção materna (meiose I) Alterações Cromossômicas Numéricas Aneuploidias Trissomias (2n+1) Síndrome de Down Fendas palpebrais obíquas Perfil achatado Encurvamento 5o. dígito Língua grande, protusa e sulcada > distância entre 1o. e 2o artelho Orelhas pequenas Única fenda palmar Não – Disjunção Pós-Zigótica • Mitose; • Mosaicismo; • Tumores 46 46 46 45 47 45 Causas das Aneuploidias • • • • Radiações; Drogas; Infecções; Idade dos pais. Alterações Cromossômicas Euploidias Diminuição de um ou aumento de, pelo menos, um conjunto cromossômico haplóide. Aneuploidias Adição ou perda de um cromossomo. Alterações Cromossômicas Euplodia Monoploidia/Haplodia Partenogênese (abelhas, vespas, formigas, plantas) Alterações Cromossômicas Euplodia Monoploidia/Haplodia Partenogênese (abelhas, vespas, formigas, plantas) Poliploidia Autopoliplóides Alopoliplóide Alterações Cromossômicas Euploidia Poliploidia Autopoliplóides 3n = Aborto espontâneo 1 óvulo + 2 espermatozóides; 1 gameta (n) + 1 gameta (2n) Células Cancerosas Conjunto de cromossomos de uma única espécie. não-disjunção ou por poliespermia. Alterações Cromossômicas Euplodia Monoploidia/Haplodia Partenogênese (abelhas, vespas, formigas, plantas) Poliploidia Autopoliplóides Conjunto de cromossomos de uma única espécie. não-disjunção ou por poliespermia Alopoliplóide Conjunto cromossômico de diferentes espécies. Resumindo: • Propriedades dos cromossomos • Alterações cromossômicas: – Aneuploidia • Alterações estruturais • Alterações numéricas – Euploidia • Monoploidia • Alopoliplóide • Autopoliplóide Bibliografia LIVROS GRIFFITHS, A.J.; MILLER, J.H.; SUZUKI, D.T.; LEWONTIN, R.C. & GELBART, W.M. Introdução à Genética. 8° ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2006. PASSARGE, E. Color Atlas of Genetics. 2ª ed., Thieme Stuttgart, New York, 2001. MUSTACHI, Z. & Peres, S. Genética Baseada em Evidências. Síndromes e Heranças. CID editora, 2000. NUSSBAUM, R.L.; MCINNES, R.R. & WILLARD, H.F. Thompson e Thompson Genética Médica. 7ª ed.,Elsevier, 2008. SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. Fundamentos de Genética. 4ª ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2008.
