Geração da variabilidade genética - Aberrações cromossômicas estruturais

1. Geração da variabilidade genética - Aberrações cromossômicas estruturais Disciplina: Genética Geral – BEG 5438 Prof: Giorgini A. Venturieri – Eng. Agro. PhD

2. Aberrações cromossômicas estruturais Resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal

3. 166 anomalias cromossômicas causadoras de leucemia. Abreviações: Trans, translocação; Inv, inversão; Dup, duplicação; Iso, isocromosomos; Del, deleção (fonte:Leukemia Research 28 (2004) 1351–1356)

4. O que são aberrações estruturais dos cromossomos. Durante a interfase quando os cromossomos estão mais distendidos e metabolicamente ativos, eles são mais vulneráveis a variações do ambiente que provocam rupturas de sua estrutura. As aberrações estruturais dos cromossomos resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal.

5. As aberrações estruturais podem ser: DELEÇÃO - perda de um segmento do cromossomo INVERSÕES - quando um segmento do cromossomo originado de duas quebras sofre rotação de 180° e é ressoldado. Quando a inversão envolve o centrômero – pericêntrica Quando não envolve o centrômero - paracêntrica TRANSLOCAÇÃO - troca de segmentos entre cromossomos não homólogos. DUPLICAÇÃO - quando um segmento de um cromossomo apresenta-se duplicado ISOCROMOSSOMOS - Resultam de um erro na divisão do centrômero que ao invés de separar as cromátides separa os braços do cromossomo. 

6. Deleções: • É a quebra ou perda de fragmento cromossômico e sua conseqüente perda. Por estar desprovido de centrômero, não podendo segregar na Anáfase. Há perda da informação genética que vai com o fragmento. Quando há de deficiências pequenas, o indivíduo ainda pode ser viável. Quando ocorre a perda do pedaço que tinha um alelo dominante, o recessivo remanescente se expressa permanentemente dando a idéia de ser um dominante. Neste caso é chamado de pseudodominância e são úteis para a localização de genes nos cromossomos (exemplo do milho).

7. Tipos de deleções: • terminal: perda extremidade do cromossomo • intersticial: duas quebras com a perda da parte intercalar a estas duas quebras Alça em uma tétrade meiótica formada quando uma deleção ocorre

8. Inversões: • Quando pedaços dos cromossomos fazem um giro de 180o e são ressoldados, invertendo as sequências dos genes. São possivelmente as mais comuns. Geralmente não causam mudanças fenotípicas, exceto se envolverem exons. durante a meiose.

9. Tipos de inversões: • a) Paracêntricas: duas quebras ocorrem em um braço do cromossomo (não inclui o centrômero). Geralmente associada a esterilidade devido ao comportamento cromossômico na meiose. As quatro cromátides resultantes uma é perfeitamente normal, uma invertida e quanto as demais, uma é deficiente e outra duplicada para um segmento. Em inversões heterozigóticas, as frequências de recombinação são drasticamente reduzidas porque nos gametas onde há recombinação, eles são inviáveis. A mitose em indivíduos heterozigóticos para uma inversão é completamente normal. Quando a inversão é homozigótica, o pareamento também é normal. • b) Pericêntricas: cada quebra se dá em cada braço (inclui o centrômero). Só formam gametas inviáveis e muda a morfologia do cromossomo) . "Loop" característico de uma inversão em heterozigose Ir para a animação do CD

10. Conseqüências de um crossing over em uma inversão paracêntrica Ir para a animação do CD

11. Conseqüências de um crossing over em uma inversão pericêntrica Ir para a animação do CD

12. Translocação recíproca • TRANSLOCAÇÕES: São mudanças de um segmento cromossômico para outro não homólogo. A mais comum é a translocação recíproca. Não provocam alterações no conteúdo gênico. Os heterozigotos são parcialmente estéreis. • Heterozigotos para uma translocação recíproca: quando possui dois cromossomos translocados e dois normais (figura e animação). Apresentam uma conformação em cruz durante o Paquíteno e em anel ou cadeia de cromossomos durante a Diacinese • Durante a metáfase, os cromossomos podem se orientar de diferentes maneiras em relação aos polos: • a) Alternados: cromossomos normais voltados para um polo e os translocados para outro. Todos os gametas são viáveis, pois recebem 100% do material na forma haplóide. São capazes de transmitir a translocação para parte dos descendentes. • b) Adjacentes: Segue um cromossomo normal e um translocado para cada polo. Os gametas são inviáveis, pois parte da informação estará duplicada e parte deficiente. Isto faz com que cerca de 50% dos gametas de indivíduos translocados heterozigotos sejam inférteis.

13. Translocação Robertsoniana • Ocorrem quando dois cromossomos acrocêntricos (em humanos os cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22) perdem seus braços curtos e se unem próximo à região centromérica, formando um único cromossomo derivado • Síndrome de Down (trissomia do 21 - 96% dos casos) mas pode ser também devido a translocação entre os cromossomas 14 e 21, gerando um cromossomo híbrido

14. Heterozigoto por translocação recíproca formado após a quebra dos cromossomos não homólogos Ir para a animação do CD

15. Quatro tipos de duplicações • Duplicações: Há ganhos extras de segmentos de cromossomos. Podem ser de várias maneiras: a) Tandem ou fila; b) Tandem reverso; c) Transporte para um braço diferente; d) Deslocamento para um outro cromossomo. Em geral, as duplicações são menos deletérias do que as deficiências. • Genes poliméricos: São aqueles derivados de uma série de duplicações. • Efeito de posição: Transposons

16. Duplicação pela quebra cromossômica

17. ISOCROMOSSOMOS Resultam de um erro na divisão do centrômero que ao invés de separar as cromátides separa os braços do cromossomo.

18. Cromossomos em anel As deleções terminais nos dois braços de um cromossomo podem dar origem a um cromossomo em anel, se as extremidades livres fraturadas se soldarem.

19. Os rearranjos estruturais podem ser: equilibrados(ou balanceados) e não-equilibrados (ou balanceados)

20. Rearranjos equilibrados (ou balanceados): • Quando o conjunto cromossômico possui o complemento normal de informações.Todas as informações genéticas estão presentes, mas acondicionadas de modo diferente. Os rearranjos balanceados envolvem: – Inversão – Translocação

21. Rearranjos não-equilibrados (ou não balanceados): • Quando o conjunto cromossômico possui informações a mais ou a menos. Os rearranjos são não-equilibrados e envolvem: – Deleção – Duplicação – Cromossomos em anel – Isocromossomos – Cromossomos dicêntricos – Translocação