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Avaliação na Disciplina Citogenética ministrada pelo Prof. Rinaldo Pereira na Universidade Católica de Brasília (www.ucb.br)
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CNV e mosaicismo durante desenvolvimento somático.
Abel Vieira de CastroDaniane FerrariJúlio SérgioMaria Eugênia ZabanWellington Vali
Brasília, 09 de junho de 2010
Em citogenética a análise do genoma e os mecanismos que envolvem sua estruturação são as grandes incógnitas em termos de características ou de doenças genéticas.
http://www.joaquimchaves.pt/assets_live/36/dna.jpg
CNV copy number variation
• Replicação do DNA, sabe-se que é possível haver tanto ganhos quanto perdas de material genético;
• É possível haver uma carga de cópias a mais ou a menos de um ou mais segmentos de DNA;
• Estas cópias a mais ou a menos no DNA replicado são conhecidas como CNVs.
O que são os CNVs?• São variações no número de
cópias de um mesmo segmento de DNA;
• Em alguns casos correspondem a regiões relativamente grandes do genoma que foram apagados;
• São variantes estruturais, podendo variar de tamanho em humanos a partir de 1Kb de vários Mb. http://www.sanger.ac.uk/humgen/cnv/data/
• Representam fração importante do genoma, dependendo da seqüência;
• Origem meiótica, porém, gêmeos monozigóticos identificaram CNVs, alterações no genoma durante o desenvolvimento somático.
www.gene-quantification.de/cnv.html
Variações no DNA
• As diferenças na seqüência de DNA contribuem para a singularidade de um individuo, uma vez que será geneticamente único em comparação aos outros indivíduos.
Variações nos CNVs
• Contribuem significativamente para as diferenças genéticas entre os indivíduos;
• Reconhecida como um fator causal de doenças humanas com diferentesetiologias.
As causas de CNVs
• Variam desde :
• Deleções; • Translocações; • Inversões; • Duplicações; • Características herdadas; • Até mesmo mutações de Novo, (mutação não herdada).
As causas de CNVs
• Podem estar associadas à susceptibilidade ou a resistência à doenças;
• Tendo sido foco de estudo:– Autismo; – Esquizofrenia, entre outras.
Identificação de CNVs
• FISH(fluorescent in situ hybridization);
• CGH (comparative genome hybridization);
• Cariotipagem virtual com SNP arrays, abordadas na sequência.
FISH
• Técnica de citogenética molecular mais comumente utilizada;
• Utiliza sondas de DNA marcadas com fluorescência para detectar anomalias cromossômicas, como microdeleções e rearranjos cromossômicos complexos.
http://ww.unina2.it/
CGH
• O CGH é baseado na cohibridização de dois DNAs diferentemente marcados;
• Permite a detecção de variação no número de cópias em sequência de DNA.
www.breenlab.org
Mosaicismo
• Presença em um indivíduo ou em um tecido de, pelo menos, duas linhagens celulares que diferem geneticamente, mas que são derivadas de um único zigoto (THOMPSON, 2008).
http://www.lookfordiagnosis.com/images.php?term=Mosaicismo&lang=3&from=48
O conceito do mosaicismo
• O termo mosaicismo vem sendo utilizado desde a antiguidade;
• Implica-se mosaico a presença de mais de uma célula geneticamente distinta em um único organismo.
Importância do mosaicismo
• Explica uma série de observações clínicas incomuns para mutações em genes únicos, tanto nas células somáticas quanto nas germinativas;
• Anomalias estruturais numéricas dos cromossomos e a mutação somática são identificadas como importantes contribuintes para vários tipos de câncer ( THOMPSON, 2008).
Mosaicismo Somático
• Mutação afetando a morfogênese e ocorrendo durante o desenvolvimento embrionário;
• Pode se manifestar como anomalia segmentar ou desigual, dependendo do estágio no qual a mutação ocorreu.
Mosaicismo Somático
• É a presença de organismos geneticamente modificados, populações distintas de células somáticas de um único organismo.
Exemplos de Mosaicismo Somático
• Mutações especificas relacionadas a doenças genéticas e de aberrações cromossômicas;
• Forma fisiológica: Rearranjos de imunoglobulina e de células T receptores de genes nas células do sistema imune;
• Alteração na arquitetura do genoma ao nível subcromossomal : células são desconhecidas em populações aparentemente normais.
CNVs e Gêmeos Monozigóticos
• Gêmeos monozigóticos são um importante recurso em estudos genéticos relacionados ao desenvolvimento normal e na doença;
• Diferença genotípica entre gêmeos derivado do mesmo zigoto destaca um caso irrefutável de variação somática. www.unimed-rio.com.br
CNVs e Gêmeos Monozigóticos
• Foram relatados diferenças epigenéticas entre gêmeos MZ, as mais vistas são principalmente relacionadas com aneuploidias;
• Estudos realizados comparando gêmeos monozigóticos identificaram CNVs; essas alterações também ocorrem no genoma durante o desenvolvimento somático.
Importância dos CNVs
• Está justamente na singularidade que diferenças na sequência do DNA podem proporcionar, inclusive na susceptibilidade a doenças;
• Papel na resposta do organismo a drogas, melhor compreensão do mecanismo de formação destes CNVs entendimento melhor da evolução do genoma humano.
Conclusão
• O estudo de CNVs transformará a área médica e científica em quatro pontos:
• Busca de genes subjacentes comuns entre as doenças;• Mapeamento de CNVs contribuirá para o estudo de
doenças genéticas familiares;• Defeitos graves no desenvolvimento podem ser
causados por rearranjos cromossômicos – o mapeamento de CNVs pode ajudar;
• Os dados gerados podem contribuir para uma correta e completa elucidação do genoma humano.
Conclusão
• Importante impacto que as variações em números de cópia (CNVs) e o mosaicismo tem na genética do organismo questões como susceptibilidade e resistência à doenças possuem uma particular associação com variações genéticas;
• Este tipo de polimorfismo é atualmente foco de estudo em doenças imunológicas, neurológicas e até mesmo o câncer;
• CNVs não são variações que produzam necessariamente conseqüências maléficas à genética do indivíduos Tais mudanças ocorridas nos segmentos de DNA é a natural distinção genética: fornece características singulares para cada indivíduo. A ubiqüidade dos CNVs torna a variabilidade fenotípica interminável;
• Estímulo para estudos: tentativa de mapeamento das seqüências supostamente responsáveis pela propensão de um indivíduo à determinadas doenças;
Conclusão
• Síndrome de Down alvo de estudos no campo do mosaicismo somático, geralmente com um cariótipo formado com a trissomia do 21;
• Técnicas utilizadas para a identificação dessas variações: FISH(fluorescent in situ hybridization), CGH (comparative genome hybridization, aCGH( array comparative genome hybridization) e cariotipagem virtual com SNP arrays, que com suas particularidades técnicas contribuem para a busca e interpretação de variações;
• Grande conclusão: a esperança e um amplo campo de descobertas no campo da citogenética grandes expectativas para futuras elucidações quanto ao mapeamento e funcionalidade,isto é, o impacto de cada variação ou mutação identificada.
Referências Bibliográficas•BECKMANN, Jacques S, Extivill, X., Antonarkis, S. E. (2007) Copy number variants and genetic traits: closer to the resolution of phenotypic to genotypic variability;
•BRUDER, Carl E.G. et alii (2008) Phenotypically Concordant and Discordant Monozygotic Twins Display Different DNA Copy-Number-Variation Profiles;
•LIANG, Qi., et alii (2008) Extensive genomic copy number variation in embryonic stem cells;
•NARVA, Elisa, et alii (2010), High-resolution DNA analysis of human embryonic stem cell lines reveals culture-induced copy number changes and loss of heterozygosity;
•NUSSBAUM, Robert L., (2008) Thompson & Thompson Genética Médica, 7ªed.:pag 139-141;
•PIOTROWKI Arkadiusz, et alii, (2008), Somatic Mosaicism for Copy Number Variation in Differentiated Human Tissues;
•YOUSSOUFIAN, Hagop., PYERITZ, R.E., (2002), Mechanisms and Consequences of Somatic Mosaicism in Humans.