Citogenética e Aberrações Cromossômicas

Transcrição

1 Bio Genética e Evolução Citogenética e Aberrações Cromossômicas Camila N. Moreira

2 O que é a citogenética? Todo e qualquer estudo relativo ao cromossomo isolado ou em conjunto, condensado ou distendido, tanto no que diz respeito a sua morfologia, organização, função e replicação quanto a sua variação e evolução. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

3 Coleta de material para análise citogenética In vivo: Medula óssea; Intestino; Fígado; Baço; Brânquias; Testículos. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

4 Coleta de material para análise citogenética In vitro: Cultura de Linfócitos; Cultura de Fibroblastos. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

5 Determinação do número diploide em humano 2n=48(?) (Gartler, Nature Reviews, 7 (2006))

6 Determinação do número diploide em humano 2n=46 (Gartler, Nature Reviews, 7 (2006))

7 Determinação do número diploide em humano Organização dos cromossomos em grupos. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

8 Evolução das técnicas citogenéticas Bandeamentos cromossômicos. Banda C: identificação das regiões ricas em heterocromatina constitutiva; Banda G e Banda Q: padrão de bandas longitudinais ao longo do cromossomo, permitiu a identificação precisa dos pares de homólogos; Banda R: padrão de bandas longitudinais ao longo do cromossomo, padrão reverso de Banda G. (Paris Conference, Cytogenetics, 11 (1972))

9 Evolução das técnicas citogenéticas Citogenética molecular Hibridação In Situ Flourescente (FISH). Baseada no conceito de complementaridade dos pares de base. (Speicher and Carter, Nature Reviews, 6 (2005))

10 Evolução das técnicas citogenéticas Citogenética molecular Hibridação In Situ Flourescente. a-e: identificação de regiões específicas nos núcleos interfásicos; f: CGH (Comparative Genomic Hybridization) utilização do DNA genômico para quantificar ganho e perda de DNA; g: hibridação simultânea de duas sondas; h: Microarrajos de DNA (Microarray) técnica parecida com CGH, porém capaz de uma maior resolução. (Speicher and Carter, Nature Reviews, 6 (2005))

11 Regiões cromossômicas Centrômero. (Essential Cell Biology, 3/e, (2010))

12 Regiões cromossômicas Constrição secundária, associada a região organizadora de nucléolo. Ag-RONs em um um par autossômico do roedor Proechimys iheringi. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

13 Regiões cromossômicas Telômeros, diversas cópias da sequência TTAGGG em ambas as extremidades dos cromossômos. FISH telomérica em metáfase humana. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

14 Origem dos cromossomos sexuais (Waters et al., Semin Cell Dev Biol, 18 (2007))

15 em larga escala (Griffiths et al., Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

16 numéricas - Poliploidia Distribuição do número haplóide de espécies de plantas dicotiledôneas organismos poliplóides são, em geral, maiores que seus correlatos diplóides. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

17 numéricas - Poliploidia Em sapos é comum a reprodução sexuada em organismos poliplóides, enquanto salamandras e lagartos são paternogenéticos. Ceratophrys joazeirensis Pseudobranchus striatus Cnemidophorus tesselatus (Guerra, Guanabara ed., (1998))

18 numéricas - Aneuploidia Causada principalmente pela não-disjunção em uma meiose parental. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

19 numéricas - Aneuploidia Monossomia, 2n-1. Síndrome de Tuner (X0), 2n=45, X. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

20 numéricas - Aneuploidia Trissomia, 2n+1. Síndrome de Klinefelter, 2n=47, XXY. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

21 numéricas - Aneuploidia Trissomia, 2n+1. Síndrome de Down, 2n=47, +21. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

22 numéricas - Aneuploidia Trissomia, 2n+1. Síndrome de Edward, 2n=47, +18. Hipertonia muscular; atraso psicomotor grave; orelhas displásicas com implantação baixa; micrognatia; esterno curto; anomalia cardíaca; hérnias inguinal e umbilical; pelve pequena; mão fechadas com tendência a sobreposição dos 2 os sobre os 3 os e 5 os sobre os 4 os dedos, pilosidade exarcebada. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

23 numéricas - Aneuploidia Trissomia, 2n+1. Síndrome de Patau, 2n=47, +13. Anomalia cerebral grave com deficiência mental severa; microftalmia/anoftalmia, fissura labial e/ou palatina; anomalia cardíaca; anomalia genital; defeitos localizados de couro cabeludo; polidactilia. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

24 numéricas - Aneuploidia Correlação entre idade materna e risco de ocorrência de trissomia. (Nagaoka et al., Nature Reviews, 13 (2012))

25 numéricas - Aneuploidia 12 tipos possíveis de trissômicos em Datura n=12 (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

26 numéricas Supernumerários (B) Origem pouco conhecida, alguns trabalhos sugerem que possam ter se originado tanto dos autossomos quanto dos sexuais; Podem apresentar genes ativos das região organizadora de nucléolo; Tamanho e quantidade varia de acordo com o organismo; Apresenta conteúdo heterocromático e replicação tardia. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

27 numéricas Supernumerários (B) Presença de cromossomos Bs em alguns mamíferos. Bandeamento R no rato do Arroz Holochilus brasiliensis 2n=56+0-2Bs Coloração convensional no cervo siberiano Capreolus pygargus 2n= Bs (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados; Graphodatsky et al., Mol Cytogenet, 4 (2011))

28 estruturais Origem dos rearranjos cromossômicos. (Griffiths, Guanabara Koogan ed., 9 (2009))

29 estruturais - Deleção Síndrome de cri du chat, 2n=46, 5p-. Peso baixo ao nascer; crescimento lento; deficiência mental; hipotonia; microcefalia; face arredondada; choro parecido com o miado de um gato; 85% resultam de uma deleção nova. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

30 estruturais - Deleção Síndrome de Peter Plus, deleção de 1,5Mb no cromossomo 13 (q12.3 q13.1) Caracterizada por estatura desproporcional; retardo mental; feição crânio-facial característica e fenda no lábio ou palato. O trecho em questão inclui 6 genes HSPH1, B3GALTL, LGR8, LOC196545, FRY e os primeros 13 éxons do gene BRCA2. (Oberstein et al., Am J Hum Genet, 79 (2006))

31 estruturais - Duplicação Quantidade de SD (Segmental Duplication) ou LCR (Low Copy Repeat) no genoma de algumas espécies. (Bailey and Eichler, Nature Reviews, 7 (2006))

32 estruturais - Duplicação Fenótipo do olha Bar em Drosophila. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

33 estruturais - Inversão Dois tipos: paracêntrica e pericêntrica. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

34 estruturais - Inversão Inversão paracêntrica no cromossomo 3, 2n=46, inv(3)(q24q27). (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

35 estruturais - Inversão Inversão pericêntrica no cromossomo 1. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

36 estruturais - Translocação Dois tipos: balanceadas e não-balanceadas. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

37 estruturais - Translocação Translocação (5:8). (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

38 estruturais - Translocação Consequências meiótica de uma translocação recíproca. Quadrivalente em paquíteno. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

39 estruturais - Isocromossomos Formação de um isocromossomo. São cromossomos metacêntricos que apresentam dois braços exatamente iguais. Se transmitido a geração seguinte pode causar trissomia completa ou parcial, ex: Síndrome de Down e síndrome de Patau. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

40 estruturais Fissão e fusão cêntrica Polimorfismo cromossômico devido a fusão e fissão cêntrica em diferentes cariótipos do roedor Oryzomys subflavus 2n=50, 46 e 49. (Guerra, Guanabara ed., (1998))

41 estruturais Rearranjo Robertsoniano Presença de sequências altamente repetitiva em espécie de morcego. FISH telomérica em Cormura brevirostris, 2n=22 e FN=40. (Fonte: Lab. Citogenética de Vertebrados)

42 Evolução genômica Sequências homeologas entre diferentes espécies detectadas por bandeamento G. (Graphodatsky et al., Mol Cytogenet, 4 (2011))

43 Evolução genômica Inferência do cariótipo ancestral de Eutheria por pintura cromossômica. (Ferguson-Smith and Trifonov, Nat Rev Genet, 8 (2007))

44 Evolução genômica Homologia entre o cromossomo 5 humano e outras espécies a nível de sequência gênica. (Graphodatsky et al., Cytogenet Genome Res, 137 (2012))