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12/08/2013

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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 �� Variações no conjunto cromossômico de uma espécie.

Alterações no conjunto cromossômico

Desbalanço da informação genética

Alterações fisiológicas, metabólicas, anatômicas e de função


�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


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)

+


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


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


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.


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


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


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


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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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


� 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


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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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


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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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


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


�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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�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)


�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



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!

[email protected]