Geração da variabilidade Geração da variabilidade genética - Aberrações genética - Aberrações

cromossômicas estruturaiscromossômicas estruturais

Disciplina: Genética Geral – BEG 5438Disciplina: Genética Geral – BEG 5438Prof: Giorgini A. Venturieri – Eng. Agro. PhDProf: Giorgini A. Venturieri – Eng. Agro. PhD

Aberrações cromossômicas Aberrações cromossômicas estruturaisestruturais

Resultam de quebra cromossômica Resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma seguida de reconstituição em uma

combinação anormalcombinação anormal

166 anomalias 166 anomalias cromossômicas cromossômicas causadoras de causadoras de leucemia.leucemia.

Abreviações: Trans, translocação; Inv,

inversão; Dup, duplicação; Iso, isocromosomos;

Del, deleção

(fonte:Leukemia Research 28 (2004) 1351–1356)

O que são aberrações O que são aberrações estruturais dos cromossomos.estruturais dos cromossomos.

Durante a interfase quando os cromossomos Durante a interfase quando os cromossomos estão mais distendidos e metabolicamente estão mais distendidos e metabolicamente ativos, eles são mais vulneráveis a ativos, eles são mais vulneráveis a variações do ambiente que provocam variações do ambiente que provocam rupturas de sua estrutura.rupturas de sua estrutura.

As aberrações estruturais dos cromossomos As aberrações estruturais dos cromossomos resultam de quebra cromossômica seguida resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação de reconstituição em uma combinação anormal.anormal.

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 – pericêntricaQuando 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. 

As aberrações estruturais podem As aberrações estruturais podem ser:ser:

Deleções:Deleções: É a quebra ou perda de fragmento É a quebra ou perda de fragmento

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

Tipos de deleções:Tipos de deleções:

Alça em uma tétrade meiótica formada quando uma deleção ocorre

a)a) terminal: perda terminal: perda extremidade do extremidade do cromossomo cromossomo

b)b) intersticial: duas intersticial: duas quebras com a quebras com a perda da parte perda da parte intercalar a intercalar a estas duas estas duas quebrasquebras

Inversões:Inversões:

Quando pedaços dos Quando pedaços dos cromossomos fazem um giro de cromossomos fazem um giro de 180180oo e são ressoldados, e são ressoldados, invertendo as sequências dos invertendo as sequências dos genes. São possivelmente as genes. São possivelmente as mais comuns. Geralmente não mais comuns. Geralmente não causam mudanças fenotípicas, causam mudanças fenotípicas, exceto se envolverem exons. exceto se envolverem exons. durante a meiose.durante a meiose.

Tipos de inversões:Tipos de inversões: a) Paracêntricas: duas quebras ocorrem a) Paracêntricas: duas quebras ocorrem

em um braço do cromossomo (não inclui em um braço do cromossomo (não inclui o centrômero). Geralmente associada a o centrômero). Geralmente associada a esterilidade devido ao comportamento esterilidade devido ao comportamento cromossômico na meiose. As quatro cromossômico na meiose. As quatro cromátides resultantes uma é cromátides resultantes uma é perfeitamente normal, uma invertida e perfeitamente normal, uma invertida e quanto as demais, uma é deficiente e quanto as demais, uma é deficiente e outra duplicada para um segmento. Em outra duplicada para um segmento. Em inversões heterozigóticas, as inversões heterozigóticas, as frequências de recombinação são frequências de recombinação são drasticamente reduzidas porque nos drasticamente reduzidas porque nos gametas onde há recombinação, eles são gametas onde há recombinação, eles são inviáveis. A mitose em indivíduos inviáveis. A mitose em indivíduos heterozigóticos para uma inversão é heterozigóticos para uma inversão é completamente normal. Quando a completamente normal. Quando a inversão é homozigótica, o pareamento inversão é homozigótica, o pareamento também é normal.também é normal.

b) Pericêntricas: cada quebra se dá em b) Pericêntricas: cada quebra se dá em cada braço (inclui o centrômero). Só cada braço (inclui o centrômero). Só formam gametas inviáveis e muda a formam gametas inviáveis e muda a morfologia do cromossomo) . morfologia do cromossomo) .

"Loop" característico de uma inversão em heterozigose

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Conseqüências de um crossing over em uma Conseqüências de um crossing over em uma inversão paracêntricainversão paracêntrica

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CD

Conseqüências de um crossing over em uma Conseqüências de um crossing over em uma inversão pericêntricainversão pericêntrica

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CD

Translocação recíprocaTranslocação recíproca TRANSLOCAÇÕES: São mudanças de um TRANSLOCAÇÕES: São mudanças de um

segmento cromossômico para outro não segmento cromossômico para outro não homólogo. A mais comum é a translocação homólogo. A mais comum é a translocação recíproca. Não provocam alterações no conteúdo recíproca. Não provocam alterações no conteúdo gênico. Os heterozigotos são parcialmente gênico. Os heterozigotos são parcialmente estéreis.estéreis.

Heterozigotos para uma translocação recíproca: Heterozigotos para uma translocação recíproca: quando possui dois cromossomos translocados e quando possui dois cromossomos translocados e dois normais (figura e animação). Apresentam dois normais (figura e animação). Apresentam uma conformação em cruz durante o Paquíteno e uma conformação em cruz durante o Paquíteno e em anel ou cadeia de cromossomos durante a em anel ou cadeia de cromossomos durante a Diacinese Diacinese

Durante a metáfase, os cromossomos podem se Durante a metáfase, os cromossomos podem se orientar de diferentes maneiras em relação aos orientar de diferentes maneiras em relação aos polos:polos:

a) Alternados: cromossomos a) Alternados: cromossomos normais voltados para um polo e os translocados normais voltados para um polo e os translocados para outro. Todos os gametas são viáveis, pois para outro. Todos os gametas são viáveis, pois recebem 100% do material na forma haplóide. recebem 100% do material na forma haplóide. São capazes de transmitir a translocação para São capazes de transmitir a translocação para parte dos descendentes.parte dos descendentes.

b) Adjacentes: Segue um b) Adjacentes: Segue um cromossomo normal e um translocado para cada cromossomo normal e um translocado para cada polo. Os gametas são inviáveis, pois parte da polo. Os gametas são inviáveis, pois parte da informação estará duplicada e parte deficiente. informação estará duplicada e parte deficiente. Isto faz com que cerca de 50% dos gametas de Isto faz com que cerca de 50% dos gametas de indivíduos translocados heterozigotos sejam indivíduos translocados heterozigotos sejam inférteis.inférteis.

Translocação RobertsonianaTranslocação Robertsoniana Ocorrem quando dois Ocorrem quando dois

cromossomos acrocêntricos cromossomos acrocêntricos (em humanos os (em humanos os cromossomos 13, 14, 15, 21 e cromossomos 13, 14, 15, 21 e 22) perdem seus braços 22) perdem seus braços curtos e se unem próximo à curtos e se unem próximo à região centromérica, região centromérica, formando um único formando um único cromossomo derivado cromossomo derivado

Síndrome de Síndrome de DownDown (trissomia (trissomia do 21 - 96% dos casos) mas do 21 - 96% dos casos) mas pode ser também devido a pode ser também devido a translocação entre os translocação entre os cromossomas 14 e 21, cromossomas 14 e 21, gerando um cromossomo gerando um cromossomo híbridohíbrido

Heterozigoto por translocação recíproca Heterozigoto por translocação recíproca formado após a quebra dos cromossomos não formado após a quebra dos cromossomos não

homólogoshomólogos

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CD

Quatro tipos de duplicaçõesQuatro tipos de duplicações

Duplicações:Duplicações: Há ganhos Há ganhos extras de segmentos de extras de segmentos de cromossomos. Podem ser de cromossomos. Podem ser de várias maneiras: a) Tandem várias maneiras: a) Tandem ou fila; b) Tandem reverso; ou fila; b) Tandem reverso; c) Transporte para um braço c) Transporte para um braço diferente; d) Deslocamento diferente; d) Deslocamento para um outro cromossomo. para um outro cromossomo. Em geral, as duplicações Em geral, as duplicações são menos deletérias do são menos deletérias do que as deficiências.que as deficiências.

Genes poliméricos:Genes poliméricos: São São aqueles derivados de uma aqueles derivados de uma série de duplicações.série de duplicações.

Efeito de posição:Efeito de posição: TransposonsTransposons

Duplicação pela quebra Duplicação pela quebra cromossômicacromossômica

ISOCROMOSSOMOS

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

Cromossomos em anel Cromossomos em anel

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

Os rearranjos estruturais Os rearranjos estruturais podem ser:podem ser:

equilibradosequilibrados(ou balanceados) e(ou balanceados) e

não-equilibrados (ou não-equilibrados (ou balanceados)balanceados)

Rearranjos equilibrados (ou Rearranjos equilibrados (ou balanceados)balanceados)::

Quando o conjunto cromossômico Quando o conjunto cromossômico possui o complemento normal de possui o complemento normal de informações.Todas as informações informações.Todas as informações genéticas estão presentes, mas genéticas estão presentes, mas acondicionadas de modo diferente. acondicionadas de modo diferente. Os rearranjos balanceados Os rearranjos balanceados envolvem:envolvem:– – InversãoInversão– – TranslocaçãoTranslocação

Rearranjos não-equilibrados (ou Rearranjos não-equilibrados (ou não balanceados)não balanceados)::

Quando o conjunto cromossômico possui Quando o conjunto cromossômico possui informações a mais ou a menos. Os informações a mais ou a menos. Os rearranjos são não-equilibrados e rearranjos são não-equilibrados e envolvem:envolvem:

– – DeleçãoDeleção– – DuplicaçãoDuplicação– – Cromossomos em anelCromossomos em anel– – IsocromossomosIsocromossomos– – Cromossomos dicêntricosCromossomos dicêntricos– – TranslocaçãoTranslocação