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Universidade Católica de Goiás Pró-Reitoria de Graduação Departamento de Biologia Citogenética Básica (BIO1940) Prof. Aparecido D. da Cruz, PhD Introdução & Estrutura e Função dos Cromossomos Aula 01

Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

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Page 1: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Universidade Católica de GoiásPró-Reitoria de GraduaçãoDepartamento de Biologia

Citogenética Básica (BIO1940)

Prof. Aparecido D. da Cruz, PhD

Introdução &

Estrutura e Função dos

Cromossomos

Aula 01

Page 2: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à CitogenéticaHistórico

O material corado, observado durante a intérfase chamado de cromatina, é composto por nucleoproteínas (DNA + Proteínas + Histonas + Proteínas Não-histônicas).

C. Von Nägeli (c1842) descobriu os cromossomos.

Ernest Haeckelc1866Núcleo é o principal agente da herança

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Walter FlemmingEstudava ovos e embriões de salamandra1880 mitoseUm dos primeiros citologistas

• Desenvolveu uma maneira de corar e observar os cromossomos• Descreveu o processo de mitose, a duplicação dos cromossomos e a sua

separação entre as células filhas (publicado em 1882)• Sugeriu os termos: Prófase, metáfase e anáfase• Base para a “teoria cromossômica da herança”

Introdução à CitogenéticaHistórico

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Chironomus spBalbiani (1881)Cromossomo politênico

SiredonFlemming (c1881)Cromossomos plumosos

Roux, 1883 – cromossomos meióticos herança

O termo foi utilizado pela primeira vez por W. Waldeyer (c1888) que

significa "corpo colorido".

Introdução à CitogenéticaHistórico

Page 5: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à CitogenéticaHistórico

Gregor Mendel(1822-1884)

Page 6: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à CitogenéticaHistórico

Hugo de Vries

Erich von Tschermak

Carl Correns

Proceedings of the German Botanical Society (1900)

Page 7: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Teoria cromossômica da herança (sec XX – década de 20):os fatores hereditários se distribuíam ao longo do comprimento dos cromossomos.

Introdução à CitogenéticaHistórico

William Bateson

International Congress of Botany (1906)

“... A new and well developed branch of Physiology has been created. To this study we may give the title Genetics...”

Page 8: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à CitogenéticaHistórico

Citologia + Genética = Citogenética

Nucleossomo

Solenóide

Alça de cromatina

Cromossomo

“Compreende 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”

By Marcelo Guerra

Page 9: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cromossomo, DNA e Cromatina

Page 10: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cromossomo, DNA e Cromatina

Page 11: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cromossomo, DNA e Cromatina

Page 12: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cromossomo, DNA e Cromatina

Page 13: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Diâmetro da Terra é de 12.756 km

A = distância da Lua à Terra = 384.403 km

Cromossomo, DNA e Cromatina

Diâmetro da Lua é de 3.476 km

Humanos

1013 células46 cromossomos2 metros de DNA

~52.000 x A

Page 14: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cromossomo, DNA e Cromatina

Page 15: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Estrutura e Função dos Cromossomos

Cromátide

Braço Curto (p)

Braço Longo (q)

Centrômero(envolvido pelo

Cinetócoro)

Telômeros

Telômeros

Constricções Secundárias

ConstriçãoPrimária

Page 16: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O centrômero e o cinetócoro

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 17: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O centrômero e o cinetócoro

LeveduraSaccharomyces cerevisae

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 18: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O centrômero e o cinetócoro

A – Cromossomo monocêntricoB e C – Cromossomos holocêntricos

Triatoma sp Cyperus sp

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 19: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O telômero

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 20: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O território nuclear

Análise sondas de DNA (single copy)

Genes ativos e inativos localizam-se preferencialmente na periferia de seus territórios cromossômicos.

Fragmentos não-codificantes estão randomicamente distribuídos ou estão no interior do TC

Filamento cromossômico x telômero x meiose

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 21: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Cariótipo

Homo sapiens2n=46

Estrutura e Função dos Cromossomos

Page 22: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Cariograma e notação cariotípica

Homo sapiens2n=46

46,XX

Page 23: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Ideograma

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 24: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Posição do centrômero

r = q/pr = razão entre os braços cromossômicosl = braço longoc = braço curto

ic = índice centroméricoic = (p/p + q).100

Cromossomo r ic

Metacêntrico 1,00 – 1,49 50,0 – 40,1

Submetacêntrico 1,50 – 2,99 40,0 – 25,1

Acrocêntrico 3,00 - ∞ 25,0 – 0,01

Telocêntrico ∞ 0

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 25: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

A forma dos cromossomos

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 26: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

S. Cerevisae2n=16

E. Colin=1

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 27: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Marmosa cinerea2n=14

Calomys callosus2n=66

Desmodus rotundus2n=28

Herbetia – iridácea2n=28

Passiflora mucronata2n=18

Tagetes minuta2n=48

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 28: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O número de cromossomos

Parascaris equorum2n=2

Nematelminto

Ophioglossum reticulatum2n=1260

Pteridófita

• Haplóide ou gamético• Diplóide ou somático

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 29: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O tamanho dos cromossomos

Trillium nivale2n=10

Cromossomo E = 36μm

Nymphalidae, Ithomiinae (Ithomia ellara)

O,5μm

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 30: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O cariótipo gradativo (simétrico)

Canis familiares2n=78

78,XY

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 31: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

O cariótipo bimodal (assimétrico)

78,ZZ

Gallus domesticus2n=78 (12+66)

78,ZW

Estrutura e Função dos Cromossomos

Extensa variação entre os organismos

Page 32: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Arnold (1879) e Fleming (1882) – Relatos das primeiras

observações de cromossomos humanos;

Winiwarter (1912) – Histologia testicular com cortes histológicos

de 7,5µm (Avaliou 32 mitoses encontrando 29(47), 2(46) e 1(49);

Prometáfase Metáfase

Page 33: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Painter (1921 & 1923) – Análise de testículos removidos de três

indivíduos do Texas State Insane Asylum (inicialmente 46 ou 48

cromossomos e posteriormente 48 cromossomos).

Cortes histológicos usuais promovem artefatos que

dificultam a análise cromossômica;

Os cromossomos tendem a sobreposição.

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Page 34: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Levan (1955) utilizou o choque hipotônico e juntamente com Tijio

melhoraram a técnica de obtenção cromossômica.

Uso de suspensão de células intactas;

Tratamento das células com uma solução hipotônica;

Utilização da colchicina para aumentar o número de

metáfases.

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Page 35: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

1956Tijio & Levan e Ford & Hamerton: Estabeleceram o número de cromossomos na célula humana diplóide;

1959Lejeune: Estabeleceu a associação entre a Trissomia do Cromossomo 21 com a Síndrome de Down;

Ford & Cols e Jacobs & Strong estabeleceram o cariótipo 47,XXY (Klinefelter) e 45,X (Turner);

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Page 36: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

1960

Moorhead & Cols: Método para a preparação de cromossomos a

partir de culturas de linfócitos a curto prazo;

Patau & Cols: Trissomia do 13;

Edwards e Cols: Trissomia do 18;

Nowell Hungerford: Cromossomo Philadelphia na LMC

1963Lejeune & Cols: Deleção 5p – Cri du chat;

1964/1965Schroeder & Cols e German & Cols: Instabilidade cromossômica na Anemia de Fanconi e na Síndrome de Bloom.

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Page 37: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

1968/1970Técnicas de Bandeamento Cromossômico

1975Yunis: Métodos de Bandeamento de alta resolução; Definição dos mosaicos e quimeras;

Final de 1980

Métodos de Hibridização in situ não radioativa.

Decada de 90Nomenclatura específica para as alterações cromossômicas em células tumorais;

Atualização e unificação das normas de nomenclatura e nomenclatura específica para as técnicas de hibridização in situ.

Introdução à Citogenética HumanaConsiderações Históricas

Page 38: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Denver – 1960 (Colorado/USA)

1. Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro)

2. Tamanho (Grande, Médio e Pequeno)

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 39: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

1. Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro)

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 40: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

2. Tamanho (Grande, Médio e Pequeno)

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 41: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 42: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Grupo

CaracterísticasNo. de

CromossomosPares Cromossômicos

TamanhoPosição do Centrômero

A GrandesMeta

SubmetaMeta

6123

B Grandes Submeta 4 5 e 6

C Médios Submeta♀ 16♂ 15

6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e X

D Médios Acro 6 13, 14 e 15

E Pequenos Submeta 6 16, 17 e 18

F Pequenos Meta 4 19 e 20

G Pequenos Acro♀ 4♂ 5

21, 22 e Y

Total 46 Cromossomos

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

ISCN: An International System for Human Cytogenetic Nomenclature

Page 43: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

1p22.2

Cromossomo: 1

Braço: Curto

Região: 2

Banda: 2

Sub-banda: 2

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Page 44: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 45: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

Page 46: Citogenética básica 01 - Introdução à Citogenética

Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver

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Autossomos (1 – 22)

Heterossomos ou Cromossomos Sexuais(X e Y)

♀ 44AXX ou 46,XX

♂ 44AXY ou 46,XY

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Introdução à Citogenética HumanaConferência de Denver