alterações cromossômicas
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Doutoranda Jemima BarrosDepartamento de Genética
CARIÓTIPO HUMANO
- Conjunto de cromossomos específico da espécie humana:
- Células humanas � diploides(dois conjuntos cromossômicos)
46c
nn
2n
♀ 46,XX
♂ 46,XY
MetáfaseCariótipo Feminino:
46,XX
CARIÓTIPO HUMANO CARIÓTIPO HUMANO
Cariótipo Masculino: 46,XY
Metáfase
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Alterações cromossômicas ���� Variações no conjunto cromossômico de uma espécie.
Alterações no conjunto cromossômico
Desbalanço da informação genética
Alterações fisiológicas, metabólicas, anatômicas e de função
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
�Responsáveis por uma série de condições clínicas �
distúrbios cromossômicos:- Perdas fetais (Abortos espontâneos →→→→ 42%)
- Malformações congênitas
- Retardo mental
- Distúrbios do desenvolvimento sexual e infertilidade
- Patogenia do câncer
� 1 em cada 160 nativivos�2% de todas as gestações (mulheres > 35 anos)
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASINDICAÇÃO DO ESTUDO CROMOSSÔMICO
Diagnóstico clínico Malformação / retardo mentalAtraso da puberdadeBaixa estaturaRDNPM
Problemas reprodutivos Infertilidade Abortamento de repetição
Diagnóstico pré-natal Idade materna avançadaAlteração cromossômica equilibrada Alteração ao ultrassom/exames laboratoriais
OBTENÇÃO CROMOSSÔMICA
TECIDO AMOSTRA
Sangue Periférico Punção venosa
Líquido amniótico AminiocenteseVilosidade AspiraçãoSangue Fetal CordocenteseProduto de Aborto CuretagemMedula óssea Punção esternal/iliaca
Tecidos sólidos Biopsia
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASCULTURA DE LINFÓCITOS
• sangue
• meio de cultura
• soro fetal bovino
• fito-hemaglutinina
estufa
37o C
72 horas
colchicina
2 horas
Preparação cromossômica:• hipotônica• fixador
Lâminas:• preparação• coloração• análise
Gianna Carvalheira – Unifesp
� Rápido, fácil e baixo custo
� Permite a contagem do númerode cromossomos
� Permite avaliar a qualidade dospreparados cromossômicos
Coloração Convencional:- Incorporação de corante DNA-específico (Giemsa)
TÉCNICAS CITOGENÉTICAS
�Técnicas de Bandeamento e Coloração
� Produzem bandas ou faixas ao longo dos cromossomos� Diferenciação longitudinal dos cromossomos� Identificação dos cromossomos� Bandas G, R e Q
� Marcam regiões específicas
� Bandas C, RON...
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASTÉCNICAS CITOGENÉTICAS
Tratamento cromossômico de desnaturação ou digestãoenzimática seguida da incorporação de corante DNA-específico.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO G
- Desnaturação com Tripsina seguida de coloração com Giemsa
Cada par cora-se em padrão típico de bandas claras e escuras
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Ideogramamostrando padrãode bandeamentoG, com cerca de 400 bandas.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO G
Sistema Internacional para Nomenclatura em CitogenéticaHumana ISCN (1985; 1995)
• Padronização internacional da nomenclatura
•São arrumados em pares (homólogos) � Grupos A a G (Tamanho, posição do centrômero e padrão de Bandas)
• 22 autossomos + 1 sexual = 46,XX e 46,XY
• p e q � regiões � bandas ���� sub-bandas
NOMECLATURA
C
p
q
Ex: 2q32, 2p25, 1q42.1
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO R
Gianna Carvalheira – Unifesp
� Banda Reversa
- Bandeamento R: Cromossomos recebem pré-tratamento- Bandeamento R: Cromossomos recebem pré-tratamentocom calor e coloração Giemsa.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDAS G/ R
4 der(4)
p16
BANDA G
- Bandas Reversas bandas R claras e escuras são- Bandas Reversas � bandas R claras e escuras sãoo inverso das observadas no bandeamento G.
4 der(4)
p16
BANDA R
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO Q
Borck et al.J Med Genet 38 (2001).
-Bandeamento Q: Coloração feita com quinacrina-mostarda,-Bandeamento Q: Coloração feita com quinacrina-mostarda,observada em microscopia de fluorescência.
�As bandas são brilhantes e opacas (bandas Q).
�As bandas Q brilhantes correspondem às bandas G escuras – ricas em AT.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO C
-Bandeamento C: desnaturação com hidróxido de bário e-Bandeamento C: desnaturação com hidróxido de bário ecoloração com Giemsa.
Coloração da região centromérica
regiões de heterocromatina constitutiva.
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� Cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22
� Região rica em DNAr, que constitui o nucléolo
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASBANDEAMENTO NOR (Nucleolar Organizer Regions)
- RON � Região organizadora do nucléolo
Coloração com o Nitrato de Prata
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASTÉCNICAS CITOGENÉTICAS
Esclarecer rearranjos complexos ou detectar rearranjosindetectáveis à análise convencional, para confirmação oudiagnóstico rápido.
- Hibridização in situ Fluorescente (FISH)- Hibridização Genômica Comparativa (CGH)- Cariótipo Espectral (SKY)- FISH-multicolor (M-FISH)- Multicolor Banding (MCB)
Citogenética Molecular:
Hibridização in situ Fluorescente (FISH)
TÉCNICAS CITOGENÉTICAS
Verificar a presença da sequência de interesse e qual a exata localização � elucidar anormalidades a nível de gene
segmento de DNA ou RNA (sonda)
sequência de nucleotídeos complementar (sequência-alvo)
+
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASTÉCNICAS CITOGENÉTICAS
Sonda WCP 4 Xpter e CEP 13 ���� green 21 ���� red
M-FISHSKY
MCB
�Alterações Numéricas
Alteração no número total de cromossomos
�Alterações Estruturais
Alteração na estrutura dos cromossomos
Euploidias Aneuploidias
Balanceadas Não Balanceadas
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS
Euploidias:Múltiplos exatos do conjunto haplóide;
� Condições normais:n = 23 � Conjunto haploide (gametas normais)
2n = 46 � Conjunto diploide normal (células somáticas)
� Condições Anormais:3n = 69 � Triploidia (69,XXX)4n = 92 � Tetraploidia (92,XXXX)
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS
Poliploidia mais que dois conjuntos cromossômicosPoliploidia � mais que dois conjuntos cromossômicosÉ um evento raro, quase incompatível com a vida!
- Erros durante a divisão celular nos gametas, - Falha na conclusão da divisão inicial do zigoto.
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Triploidia
- Quase sempre resultaem aborto espontâneo.- A sobrevida até onascimento é rara.
TRIPLOIDIA (3n)
Aneuploidias: Ganho ou perda de um ou poucos cromossomos
� Principais Aneuploidias:2n-1 = 45 � Monossomias2n+1 = 47 � Trissomias
� Aneuploidias Raras:2n+2 = 48 � Tretrassomia2n-2 = 44 � Nulissomia (par)Trissomia dupla � 2 cromossomos distintos – 3 cópias
- São decorrentes da não disjunção Mitótica (Mosaicismo)
Meiótica
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS
Não disjunção Mitótica �Mosaicismo cromossômico
Resultante da não disjunção mitótica no
início do desenvolvimento embrionário.
Devido a existência de duas ou mais linhagens celulares derivadas de
um mesmo zigoto.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS
Presença de dois ou mais cariótipos distintos em um indivíduo ou tecidoPresença de dois ou mais cariótipos distintos em um indivíduo ou tecido
EX: 47,XY,+21[20]/46,XY[80]
47,XX,+21[70]/46,XX[30]
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASORIGEM DAS ANEUPLOIDIAS
Gametas Anormais (100%)
24 24 22 22
Gametas Anormais (50%)
Não disjunção - Meiótica
23 23 2323 23 24 2223
Gametas Normais (100%)
n (n+1) (n-1) n (n+1) (n-1)
23+ =
+ =
+ =
23
2324
2322
Zigoto
Zigoto
Zigoto
Fecundação
ORIGEM DAS ANEUPLOIDIAS
23+ =
+ =
+ =
23
2324
2322
Zigoto2n = 46(diploide normal)
Zigoto2n + 1 = 47(Trissomia)
Zigoto2n – 1 = 45(Monossomia)
Fecundação
ORIGEM DAS ANEUPLOIDIAS
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidias
SÍNDROME DE DOWN
Distúrbio cromossômico mais comum
1:800 nascimentos
Descrita: Langdon Down, 1866
47,XX,+21
Ponte nasal baixa
Boca aberta com língua protusa
Face achatada e Braquicefalia
Mão curta com prega palmar única
Pescoço curto
Prega epicântica
95% - trissomia livre 21, 5% - t(14;21), t(21;21) e 2% - mosaicismo
Hipotonia
HIPOTONIA MUSCULAR
Constipação intestinal dificuldade de mastigação
Dificuldade de saciedade Consumo de alimentos
GANHO DE PESO Dificuldade executar atividades da criança
Agravamento de problemas cardíacos
Educação nutricional
SÍNDROME DE DOWN
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidias
SÍNDROME DE EDWARDS
Retardo mental / desenvolvimento
1:7500 nascimentos
Grave malformação cardíaca
Orelhas malformadas
Mãos cerradas
“Pé de cadeira de balanço”
Hipertonia
95% dos conceptos são abortados
Sobrevida baixa
47,XX ou XY,+18; 47,XY,+18/46,XY
47,XY,+18
Occipúcio proeminente e mandíbula recuada
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidias
SÍNDROME DE PATAU
1:15.000 a 1:25.000 nascimentos
Retardo mental e do crescimento
Graves Malformações SNC
Anormalidades oculares
Lábio leporino e fenda palatina
“Pé de cadeira de balanço”
Polidactilia e mãos fechadas
Defeitos cardíacos e urogenitais
47,XX ou XY,+13; 46,XX ou XY,t(13;14)
47,XX,+13
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidiasSÍNDROME DE TURNER
Inteligência normal
1:4000 nascimentos
Linfedema mãos e pés dos bebês
Baixa estatura
Disgenesia gonadal
Pescoço alado
Retardo no desenvolvimento sexual / Infertilidade
Anomalias renais e cardiovascular
Tórax largo e mamilos afastados
45,X; 46,X,r(X)/46,XX;45,X/46,X,r(X)/46,XX; 45,X/46,X,del(Xp); 46,X,i(Xq)
45,X
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidias
SÍNDROME DE KLINEFELTER
Altos, magros com membros longos
1:1000 nascimentos
Inteligência reduzida, dificuldade de aprendizado, problemas sociais e de adaptação psicossocial
Testículos pequenos
Ginecomastia
Quase sempre inférteis
Características sexuais secundárias não se desenvolvem
47,XXY; 48,XXXY; 49,XXXXY47,XXY
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidias
SÍNDROME DO DUPLO Y
Não possui fenótipo anormal
1:1000 nascimentos
Homens altos
Desenvolvimento sexual e inteligência normal
Fertilidade geralmente normal
Risco aumentado para problemas educacionais e comportamentais
47,XYY
47,XYY
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICASAneuploidiasTRIPLO X / TRISSOMIA DO X
Não possui fenótipo anormal
1:1000 nascimentos
Fertilidade em geral normal*
Estatura acima da média
70%: dificuldade de aprendizagem (Déficit de QI)*
Hiperatividade e tendência à esquizofrenia
47,XXX; 48,XXXX; 49,XXXXX
47,XXX
Comportamento anormal
�Alterações Numéricas
Alteração no número total de cromossomos
�Alterações Estruturais
Alteração na estrutura dos cromossomos
Euploidias Aneuploidias
Balanceadas Não Balanceadas
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICASALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
Modificações na estrutura dos cromossomosModificações na estrutura dos cromossomos
Alterações EstruturaisBalanceadas
Não Balanceadas
Induzidas: Agentes físicos, químicos ou biológicos
Quebras cromossômicas
reconstituição em configuração anormal →→→→
rearranjos estruturais
Espontâneas
�Alterações Balanceadas: Complemento normal de informações genéticas, semconsequências para o portador � gametas alterados.
�Alterações não balanceadas:Balanço gênico alterado, trazendo consequências para oportador e desenvolvimento anormal.
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
Ex: Inversão, Translocação
Ex: Deleção, Duplicação, Cromossomo em anel, Isocromossomo
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAISINVERSÃO (inv)
Único cromossomo sofre duas quebras e é incorretamente reconstruído com segmento invertido.
InversõesParacêntrica
InversõesPericêntrica
Balanceada ou Não?Balanceada ou Não?
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ALÇAS DE INVERSÃO
� É uma estrutura tridimensional formada para possibilitar opareamento de segmentos equivalentes dos cromossomoshomólogos quando um deles possui um segmento invertido.
• Ocorre durante a gametogênese dos indivíduos portadores deuma inversão cromossômica (meiose I).
Alças de Inversão
Crossing-over
A forma como ocorre e os produtos cromossômicos formadossão diferentes entre os 2 tipos de inversões.
ALÇAS DE INVERSÃO - PARACÊNTRICA
-Balanceado – Não recombinante-Cromossomo dicêntrico/-hij+abcd
-Cromossomo acêntrico/-abcd+hij
-Normal – Não recombinante
Crossing over dentro das alças de inversão
ALÇAS DE INVERSÃO - PERICÊNTRICA
- Balanceado – Não recombinante- Não balanceado + abcd / –hij
- Não balanceado + hij / -abcd
- Normal – Não recombinante
Crossing over dentro das alças de inversão
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
� Translocação Recíproca (rcp/t)Há quebras em dois
cromossomos não homólogos
troca recíproca de material (cromossomo derivativo)
TRANSLOCAÇÃO
de segmentos gênicos - cromossomos não homólogos�Troca de segmentos gênicos - cromossomos não homólogos� Alteração cromossômica mais comum em seres humanos → 1/500
Balanceada ou Não?Balanceada ou Não?
Diagrama de uma translocação balanceada entre os cromossomos 3 e 11, t(3;11)(q12;p15.5)
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAISRearranjos BalanceadosTRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA
Estrutura Quadrirradial
1
2
TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA
2 gametas formados:
- 1 normal e
- 1 portador da translocação recíproca
(balanceado)
Produtos viáveis!
Prole clinicamente normal
Gameta normal
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TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA
2 gametas formados:
- Trissomia parcial do 3q e monossomia
parcial do 11p.
- Trissomia parcial do 11p e monossomia
parcial do 3q.
Produtos INviáveis!
Produtos duplicados e
deletados
1
Gameta normal
TRANSLOCAÇÃO RECÍPROCA
2 gametas formados:
- Monossomia parcial do 3p e trissomia
parcial do 11
- Monossomia parcial do 11 + Trissomia
parcial do 3p
Produtos INviáveis!
Produtos duplicados e
deletados
Adjacentes 1 e 2:Aborto Espontâneo
(Seleção uterina contra zigotos anormais)
2
Gameta normal
�Translocação Robertsoniana (rob/t)�Fusão cêntrica → dois acrocêntricos�Em humanos:cromossomos do grupo D (13,14,15) e do grupo G (21,22) ⇒ cromossomo derivativo
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAISTRANSLOCAÇÃO
45,XX,t(14;21)45,XX,t(14;21)
TranslocaçãoRobertsoniana
Estrutura Trirradial
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAISTRANSLOCAÇÃO
Figura Adaptada: Genética Médica. Jorde et al., 2004.
t(14;21):45,XX,t(14;21) -1/3 normal-1/3 t(14;21) -Balanceada-1/3 S. de Down
Possível prole de um indivíduo 45,XX ou XY, t(14;21)
INVIÁVEIS
Portador da t(14;21)Fenótipo Normal
45,XX,t(14;21)(q10;q10)
Portador da t(14;21)Trissomia do 21
46,XY,rob(14;21)(q10;q10)
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
Perda de um segmento cromossômico�Perda de um segmento cromossômico
DELEÇÃO (del)
Os efeitos variam em função da extensão e do tipo de informação alterada.
• Tipos
• Terminal
• Intersticial
Balanceada ou Não?Balanceada ou Não?
Deleção
DELEÇÃO
- Choro característico, - Microcefalia, - Mandíbula pequena, - Dismorfia crânio-facial, - Atrasos mentais- Peso baixo ao nascer �Hipotonia � dificuldade de sucção e refluxo gástrico � má nutrição
46,XY,5p- ou 46,XY,del(5p21.1����pter)
Síndrome Cri-du-Chat
DELEÇÃO
Síndrome de Prader-Willi70% dos casos dePrader Willi apresentama deleção no 15q do pai.
Caracteriza-se por hipotonia severa, choro fraco edificuldade para alimentar-se.
Após o período neonatal: hiperfagia, obesidade, baixaestatura, hipogonadismo, mãos e pés pequenos eatraso geral do desenvolvimento.
FISH → del 15q
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
�Repetição de um segmento cromossômico → ↑↑↑↑ no genes
DUPLICAÇÃO (dup)
Efeitos � da extensão, do tipo de informação alterada e do ponto de quebra
Consequências menos graves → deleção
Duplicação
•Tipos
•Reversa: 1 2 3 3 2 4
•Em tandem: 1 2 3 2 3 4
Balanceada Balanceada ou Não?
Podem originar-se por:
-Crossing-over desigual
-Segregação anormal da meiose num portador de umatranslocação ou inversão.
DUPLICAÇÃO• 46, XX ou XY, 5q
• Retardamento Físico e Mental, Boca pequena,
Testa protusa
•Duplicação - 10q24 a a a a qter
•Deficiência de crescimento e mental
•Microcefalia
•Face achatada com região frontal alta
•Fissuras palpebrais pequenas
•Sindactilia
•Malformações Cardíacas e Renais
Duplicação no cromossomo 5q
Duplicação no cromossomo 10q
Duplicação no
cromossomo 22
• Duplicação - 22pter aaaa q11
• Deficiência Mental Leve
• Defeitos Cardíacos e respiratórios
• Atresia Anal
• Hipertelorismo leve
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ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
�Deleções terminais em p e q → fusão das extremidadeslivres ⇒ perda dos fragmentos (acêntricos).
�Apresenta instabilidade na divisão celular → são perdidos⇒ monossomia
CROMOSSOMO EM ANEL (r)
� 46,X,r(X) = Síndrome de Turner � Há descrição paracada um dos cromossomos humanos!
RDNPM, incisivos proeminentes, displasia
auricular, retrognatismo...
46,X,r(13)
Balanceada Balanceada ou Não?
�Erro na Divisão do centrômero → transversalmente ⇒
cromossomo com duas cópias de um braço�Cromossomo 18, i(18p) e 12, i(12p)
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAISISOCROMOSSOMO (i)
46,X,i(Xq) → monossomia parcial (p) e trissomia parcial (q)Síndrome de Turner
Balanceada Balanceada ou Não?
ALTERAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS
Paciente 46,X,i(Xq), com um isocromossomo dicêntrico do X. Os sinais verdesindicam os centrômeros funcionais e os vermelhos os centrômeros do X.
ISOCROMOSSOMO
OBRIGADA!