CITOGENÉTICA

CITOGENÉTICA

 Responsabiliza-se em estudar o cromossomo e as alterações relacionadas ao mesmo e que podem gerar alterações citológicas e evolutivas das mutações cromossômicas. Tais mutações podem ser estruturais ou numéricas e são identificadas através do estudo do cariótipo do individuo.

Uma das possibilidades de localizadas tais danos nos cromossomos é através dos bandeamentos que pode ser feitos.

·                    TIPOS DE BANDEAMENTO

 Bandeamento G: Que também é conhecido como bandeamento de Giemsa e é utilizado em laboratório com mais frequência, nesse procedimento os cromossomos são desproteinizados com o auxílio da tripsina e posteriormente regiões ricas em adenina e timina, juntamente com poucos genes ativos são corados e geram as bandas escuras, enquanto as bandas claras são ricas de guanina e citosina e com genes muito ativos.

Bandeamento R: Antes de tudo, os cromossomos passam por um tratamento de salina e calor para que sofram desnaturação controlada e depois são corados com Giemsa. Contudo, a formação de bandas não é tradicional, pois representa o inverso ou “reverso” dos bandeamentos G e Q.

Bandeamento Q: Os cromossomos passam por um tratamento a base de quinacrina mustarda, uma substância fluorescente e passa a apresentar faixas com diferentes intensidades de fluorescência, com padrão de bandas brilhantes e opacas. Sendo que a região brilhante é rica em AT.

Bandeamento C: Nesse tipo de bandeamento, antes de serem corados com Giemsa, os cromossomos passam por um tratamento a base de hidróxido de bário. Com esse método, pode-se corar regiões do DNA altamente repetitivo, como no centrômero e em outras regiões como no braço longo do Y e telômeros. Essas áreas correspondendo a heterocromatina constitutiva.

Bandeamento T: As áreas marcadas nesse caso são os telômeros dos cromossomos.

Bandeamento NOR: Os cromossomos são corados em suas regiões satélites, ou seja na região organizadora o nucléolo ( constrição secundária). Pode ser utilizada como corante a prata (Ag).

Bandeamento de alta resolução: Também conhecido como bandeamento pró-metafásico e é realizado com técnicas de bandeamento G e R. Contudo o cromossomo ainda está no estágio relativamente descondensado e é utilizado quando se estima que haja algum pequeno dano, como uma microdeleção. Nele podem ser mostradas entre 550 a 850 bandas, já no bandeamento G são mostradas apenas 450.

Hibridização in situ de fluorescência (FISH): Nesse exame, sondas específicas para determinado segmentos são usados para a identificação de uma determinada área do cromossomo. A sonda é marcada com florocromo e será hibridizada com o cromossomo por complementaridade de bases. Podem haver sondas cromossômicas, teloméricas, centroméricas e lócus específicas.

Para que sejam indicados exames de cariótipo, existem alguns pré-requisitos, como:

·         Suspeita de síndrome cromossômica conhecida;

·         Retardo mental e /ou malformação congênitas;

·         Casais com história de repetitivos abortos;

·         Esterilidades ou prole malformada;

·         Genitália ambígua;

·          Atraso do desenvolvimento sexual;

·         História familiar de anormalidade cromossômica;

·         Mulheres com síndrome gênica ligada ao X recessiva;

·         Diagnóstico citogenético pré-natal;

·         Indivíduos com síndrome de instabilidade cromossômica;

·         Exposição a agentes físicos, químicos ou biológicos.

Após ser encaminhado (a) o (a) paciente realiza o exame de cariótipo, onde é estudado cada cromossomo para assim saber se houve ou há algum dano. Existem danos estruturais e numéricos, entre os estruturais, há as deleções, duplicações, inversões e translocações. Já nas mutações cromossômicas numéricas, há as euploidias e aneuploidias.

   TIPOS DE MUTAÇÕES

1..1.              Estruturais

1..1.1. Deleções

As deleções são perdas de partes de cromossomo que podem causas um desequilíbrio cromossômico. Podem existir deleções terminais, quando ocorrem nas extremidades e quebram só em um ponto e com isso podem ser gerados os cromossomos em anéis, ou seja, cromossomos que perderam as duas extremidades e ficaram com partes livre, como isso elas se juntam e formam anéis. Pode ainda haver uma deleção intersticial, onde ocorrem dois pontos de quebra e é perdida essa parte, logo em seguida as partes que sobram se juntam e o cromossomo com deleção fica menor.

1..1.2.   Duplicações

São como as deleções já que podem ser originadas de um crossing desigual ou por segregação anormal da meiose do portador de uma translocação ou inversão. Contudo, esse tipo de dano estrutural no cromossomo resulta em uma região em duplicata e essas duplicações possuem efeitos deletérios. Tendo como exemplo um segmento ABCDE, em uma duplicação aconteceria em tandem (ABCBCDE) que são raras em humanos; ou reversa (ABCCBDE). Na meiose, o crossing-over pode resultar triplicação em tandem da região.

1..1.3. Inversões

Ocorre quando um segmento do cromossomo gira 180º e é religado, resultando em uma ordem de segmentos revertidos. Essas alterações podem ser causadas por raios-X que quebram o cromossomo em pedaços que eventualmente se religam, mas o segmento antes da ligação. As inversões também podem ocorrer por elementos de transposição, que são sequencias de DNA capazes de mover-se de uma posição cromossômica para outra, essa movimentação resulta em quebras e os pedaços ligam-se de forma aberrante.

Existem dois tipos de inversão, a pericêntrica, que ocorre incluindo o centrômero e a paracêntrica, ocorrendo em outra região do cromossomo que não seja o centrômero.  As duas possuem a capacidade de gerar consequências, respectivamente uma pode mudar os tamanhos relativos dos dois braços do cromossomo e a outra não possui o mesmo efeito. Um exemplo é um cromossomo acrocêntrico que sofreu uma quebra em ambos os braços e acaba se tornando um cromossomo metacêntrico. Pode ainda acontecer uma quebra em um acrocêntrico no braço longo, ou seja, uma inversão paracêntrica e ter a morfologia alterada.

Durante a meiose gamética, os cromossomos invertidos devem parear par a par com o homólogo, contudo deve-se forma uma alça para que os pares se juntem. Contudo, já que houve uma inversão, dentro da alça da paracêntrica conecta os centrômeros homólogos, gerando assim um fragmento dicêntrica e um fragmento acêntrico, sem centrômero. Na anáfase 1 os cromossomos se separam, mas os centrômeros permanecem ligados pela ponte, isso orienta as cromátides sem crossing a ficarem distantes. O fragmento acêntrico, por sua vez, não pode fixar e acaba sendo perdido. Por fim, a tensão rompe as ligações e forma dois cromossomos com deleções terminais.

1..1.4.                Translocação

È gerada a partir da quebra de cromossomos que podem ser não homólogos e logo em seguida se ligam em outro cromossomo. Quando ocorre entre dois cromossomos não homólogos, onde dois seguimentos são trocados sem nenhuma perda de material genético, é chamada de translocação recíproca, as mesmas estão relacionadas com o alto risco de gametas não balanceados e prole anormal.

Na meiose, os cromossomos de um portador de translocação formam pares e é possível notar uma figura quadrivalente (em forma de cruz) e na anáfase, os cromossomos se segregam, em geral, de três formas diferentes que podem ser segregação alternada, adjacente-1 e adjacente-2. Tanto a segregação adjacente-1, quando a adjacente-2 formam gametas desbalanceados, enquanto que na adjacente-1 os centrômeros homólogos vão para células filhas separadas e na adjacente-2 os centrômeros homólogos passam para a mesma célula filha.

1..2.      Numéricas

1..2.1.          Aneuploidias

Entende-se por aneuploidias, a perda ou ganho de um ou mais cromossomos inteiros. Podendo ainda ser interpretado como a mudança numérica em parte de um genoma resultando em indivíduos com um ou mais cromossomos extras ou a falta deles. Pode ainda, em aneuploidias, ocorrer a perda de um braço inteiro de um cromossomo. A causa possível para essas mutações pode ocorrer por causa de uma não-disjunção dos homólogos ou dos cromatídeos na anáfase da meiose I ou II. Fazendo com que um gameta contenha dois pares de um mesmo cromossomo e o outro não contenha nenhum.

·         Monossomia (2n – 1)

Esse tipo de danos numéricos é tido quando, analisando um cariótipo, percebe-se que está faltando um cromossomo, ou seja, um indivíduo que seria 2n com 46 cromossomos, passa a ser 2n-1 com 45 e que em seres humanos apenas indivíduos 45, X  são viáveis e possuem apenas um cromossomo sexual X, se apresentando fenotipicamente como mulheres, contudo possuem ovários malformados, levando tais pessoas a serem estéreis. Pessoas com essas características podem ser resultado de gametas que não possuem o cromossomo sexual ou que perderam esse cromossomo em algum momento da mitose, depois da fertilização. Esse último fator pode gerar pessoas que são mosaicos, ou seja, aquelas que possuíram células-filhas geradas a partir de células-mãe 46,XX e serão da mesma forma, mas ainda terão em seu corpo, células derivadas de uma 45,X que terão a mesma característica. Sendo assim, esse indivíduo apresentar características da síndrome de Turner.

·                Nulissomia (2n – 2)

Esse tipo de anomalia será gerada após a perda de 2 cromossomos de um par homólogo. Se afetar um par sexual no homem, ela é letal. Ela pode acontecer em mais de um par de cromossomos e ser considerada uma nulissomia dupla. Essa anomalia é recuperável em formas análogas, como em alopoliploides ( que são funcionalmente diploides) e autoploploides.

·                Trissomia (2n + 1)

Também são mutações cromossômicas que podem ser resultado da não-disjunção originando indivíduos que ao invés de ser 2n tendo 46 cromossomos ou 23 pares,são 2n+1 e possuem 47 cromossomos. Uma das trissomias mais conhecidas é a Síndrome de Down que é uma condição associada ao cromossomo 21 que possuem três cópias do mesmo, o indivíduo, caso seja mulher, será considerado 47, XX, +21.

·                Tetrassomia (2n + 2)

É compreendida como sendo uma anomalia dos cromossomos onde o individuo terá duas cópias a mais. Uma conhecida é a Síndrome 48 XXXX ou tetrassomia do X que é uma anomalia em cromossomos sexuais causada pela presença de dois cromossomos X extra em indivíduos do sexo feminino, sendo assim, elas serão 48, XXXX ao invés de 46,XX.

1..2.2.      Euploidias

Uma euploidia está relacionada com uma alteração completa do genoma. Que pode ser a perda de todo um conjunto e gerar seres haploides (n) , pode ser um acréscimo de um genoma, ou mais, gerando um indivíduo triploide (3n) ou poliplóide, respectivamente.

·         Poliploidia

A poliploidia produz gametas desequilibrados na mitose, sobretudo nos conjuntos impares. Pode ser de grande importância para a agricultura, porque, em geral, geram indivíduos com maior número cromossômico e frutos, folhas e raízes maiores, com isso, aumentam a produtividade. Dentro da poliploidia pode haver ainda dois tipos, sendo autopoliploidia, quando ocorre a multiplicação de cromossomos da mesma espécie e pode ser alopoliploidia, são gerados a partir do cruzamento de espécies diferentes, porém, próximas e produzem indivíduos híbridos que, geralmente são estéreis.

Um dos exemplos de seres autoploploides são as melancias sem sementes que são geradas a partir do cruzamento de plantar diploides (2n)  com tetraploides (4n), produzindo uma espécie triplóide (3n) que não geram sementes, contudo, possuem mais polpa.

·                    Anomalias cromossômicas

No inicio da gestação ocorre muitas perdas que resultam em um número cromossômico que não está dentro do normal, gerando anomalias que por muita das vezes leva a indivíduos que não são viáveis, fazendo com que ocorra um aborto espontâneo. Contudo, há casos de indivíduos que, por serem mosaicos, ou seja, possuírem parte das células do corpo com número normal de cromossomos e parte com anormal, são viáveis.

Para que ocorra a analise da anomalia cromossômica é necessário que ocorra inicialmente uma coleta do material que pode ser uma coleta de curta duração, onde o material, nesse caso o sangue, será usado imediatamente; ou pode ser ainda de longa duração, onde o material extraído será pele, vilosidade coriônica ou liquido amniótico.

Uma das técnicas de extração de material para analise é a aminiocentese, que consiste em uma técnica onde é retirada uma parte do líquido amniótico da cavidade que circunda o feto. Nesse liquido contem células nucleadas que soltaram do feto e com isso é possível analisar o cariótipo do indivíduo em formação. Comumente essas células que foram retiradas são limpas do liquido amniótico a partir de uma centrifugação para que sejam cultivadas.

Outra técnica que também pode ser utilizada para analisar anomalias é a biopsia coriônica, onde é obtida uma pequena porção das vilosidades coriônicas que são formadas a partir do córion, uma membrana que se encontra interdigita na parede uterina e forma a placenta. Esse material que fora obtido possui tecido do feto e da mãe. Para que se obtenham apenas as células fetais, é realizado uma separação.

Após todo esses processos de retirada do material genético do individuo para analise, um dos procedimento para analisar os cromossomos é conhecida com FISH ( hibridização in situ fluorescente) onde realiza-se a construção e uma sonda, que são oligonucleotídeos que ficam entre 15 a 30 bases que posteriormente será marcada com fluorocromo e logo em seguida, a mesma é hibridizada com um segmento alvo de uma fita simples por complementaridade de bases. Essas sondas podem ser painting( pintam todo o cromossomo), teloméricas, centroméricas e  para regiões específicas. Após a hibridização a lamina com os cromossomos é colocada no microscópio de fluorescência, onde serão analisadas as partes em questão dependendo da sonda que foi colocada.

    ALGUMAS ANOMALIAS

·               Síndrome de down

Conhecida ainda como trissomia do 21, onde o cromossomo 21 apresenta três cópias em indivíduos que sofreram uma não-disjunção. Dependendo da gravidade, pode ocorrer uma dificuldade de aprendizagem. Ela pode ocorrer em grande parte e é atualmente a síndrome mais conhecida e com maior número de casos. Os indivíduos afetados possuem características já conhecidas, como a braquicefalia ou parte posterior da cabeça levemente achatada, a fontanela é maior e demora a fechar, o rosto é achatado e os olhos possuem a prega epicântica, a boca aberta, devido à língua projetar-se um pouco. Nos homens, a genitália é pequena e são estéreis e nas mulheres os lábios e clitóris são pouco desenvolvidos e elas ovulam em períodos irregulares.

Uma das causas consideradas dessa doença é a idade da mulher, já qe em 60% dos casos ocorreram em mulheres  com mais de 30 anos. Essa ocorrência se dá pelo fato de que, quando o ovócito é lançado na tuba, ele encontra um ambiente diferente do que estava inicialmente, ficando exposto a vários agentes externos que podem interferir na segregação.

·               Síndrome de Edwards

Conhecida como trissomia do 18 essa síndrome tem ocorrência de aproximadamente 1 em 8.000 nascidos vivos. Os bebês com essa trissomia apresentam animalidades graves, que incluem retardo mental e malformações cardíacas. A maioria dos indivíduos não consegue se desenvolver.

·               Síndrome de Patau

A trissomia do 9 é rara e leva a morte de crianças logo nos primeiros anos de vida por causa das inúmeras anormalidades. Tem como causa a não disjunção dos cromossomos durante a anáfase 1 da mitose o que faz com que sejam gerados gametas com 24 cromátides. Tem origem no óvulo feminino já que gametas masculinos portadores de alterações numéricas cromossômicas tem menos viabilidade que os gametas normais.

·               Síndrome de Klinefelter

Conhecida ainda como trissomia heterossômica,  é uma anomalia envolvendo o cromossomo sexual X, o que leva a incidência mais em homens que terão um X a mais, sendo caracterizado por 47, XXY. Ocorrendo por causa de um erro na meiose I paterna, parte de erros na meiose I materna  e erros na meiose II ou de um erro mitótico pós-zigótico, que leva a um mosaicismo. Os indivíduos acometidos com a anomalia  possuem tendência a calvície, barba rala, crescimento dos seios, quadris largos, pelos pubianos femininos, testículos pequenos e braços e pernas longas..

·               Síndrome de Turner

È compreendida como uma doença rara que atinge indivíduos do sexo feminino e são caracterizados por serem 45, X, sem mais cromossomo sexual. Essa doença, diferente das demais, é logo identificada no nascimento por apresentarem características singulares, como edemas nas mãos e no dorso dos pés.

Os indivíduos afetados apresentam pescoço alado e desprovidos de folículos, genitálias juvenis, retardo mental, não desenvolvem características sexuais devido à deficiência de estrógenos, com pelos pubianos reduzidos, mamas ausentes, pelve masculinizada e com anomalias renais, cardiovasculares e ósseas.

1..2.      Mutações gênicas

·               Erro inato do metabolismo

São considerados distúrbios de natureza genética que podem ser caracterizados por defeitos enzimáticos que acarretam em uma interrupção de uma via metabólica, como falha de síntese, degradação, armazenamento ou transporte de moléculas no organismo.

ü  Anemia falciforme

Também conhecida como drepanocitose, é uma doença hereditária causada pela destruição dos glóbulos vermelhos do sangue. As pessoas com essa deficiências possuem um gene para um tipo de hemoglobina, a hemoglobina S. Esse tipo, quando submetida a baixar taxas de oxigênio, ela se deforma, gerando uma hemáceas em forma de foice, o que impede a possibilidade das mesmas atravessarem os vasos sanguíneos. Os portadores dessa doença, são homozigotas, sendo assim, recebem o gene de ambos os pais, com genótipo aa. Ela é uma mutação gênica com a substituição de um nucleotídeo timina por um adenina no cromossomo 11 e leva a codificação do aminoácido valina no lugar do ácido glutâmico.

ü  Distrofia muscular de Duchene

 Nessa deficiência o gene afetado é recessivo e ligado ao X, o que produz uma mutação no gene que codifica a enzima distrofina, que é uma proteína indispensável para manter a estrutura das células musculares.

·               Imprinting genômico

          O imprinting genômico (também conhecido como imprinting parental) é um processo epigenético normal onde alguns genes se expressam em apenas um alelo, enquanto o outro é inativado (metilado). Consiste em uma forma reversível de ativação de um gene que segue um determinado padrão (parterno ou materno) durante a formação dos gâmetas.

ü  Prader Willli /  Angelman

Ela é caracterizada por no recém nascido, hipotonia, dificuldade de sucção e hipogonadismo  e na criança ou adolescente ocorre obesidade e fome excessiva. A síndrome é geradas por deleções em 15q11-13 e grande número dos casos.

4.3.1.   Mutações dinâmicas

              As mutações dinâmicas consistem na expansão do número de unidades repetitivas, tipicamente constituídas por tripletos, presentes num determinado gene ou na sua vizinhança.

Síndrome do X frágil

Ocorre um ruptura no braço longo do cromossomo X o que faz com que a doença atinja mais homens e raramente em mulheres, embora possam ser portadoras. Nessa síndrome o individuo apresenta, antes da puberdade, perímetro craniano grande, tônus muscular fraco, atraso no desenvolvimento psicomotor, hiperatividade, dificuldade de atenção e pode apresentar comportamento autista.

Referências

Genética, Tipos de Mutações. Disponível em: < http://genetica.50webs.com/content/introducao/tiposdemutacoes.html>. Acesso em 01 de fevereiro de 2017.

Orphanet, Síndrome 48 XXXX. Disponível em: < http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?Lng=PT&Expert=9>. Acesso em 01 de fevereiro de 2017.

GELBART, M. WILLIAM; GRIFFITHS, ANTHONY J. F.; LEWONTIN RICHARD C.; MILLER, JEFFREY H.; SUZUKI, DARID T.. Introdução à Genética, 6ª ed., Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 1998, 856 p..

SNUSTAD, D. P., 1940- Fundamentos de genética/ SIMMONS, M. J. ; tradução Paulo A. Motta.- 4ª ed. – [Reimpr.]. – Rio de Janeiro : Editora Guanabara Koogan, 2012.