Lista de Fundamentos de Genética e Biologia Molecular

Turma: 1º Ano de Fisioterapia

Docente: Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini

Conteúdo: Citogenética Humana

Data de Entrega: 28 de Abril de 2011

Citogenética Humana

A identificação dos cromossomos humanos é de grande importância para o

diagnóstico e para a prevenção de muitas doenças hereditárias. A análise

cromossômica pode ser decisiva no aconselhamento genético, ajudando a evitar o

nascimento de crianças portadoras de doenças hereditárias.

A análise de cromossomos humanos é realizada rotineiramente em qualquer

serviço de aconselhamento genético. Técnicas modernas permitem preparar lâminas

de microscopia com os cromossomos bem individualizados, condição fundamental

para estudá-los.

No período anterior ao surgimento dessas técnicas, os citogeneticistas

estudavam os cromossomos humanos em cortes histológicos. Era impossível

determinar o número de cromossomos, que variava de 8 a 50 na contagem de

diferentes pesquisadores. Em células diplóides, as contagens mais criteriosas

apontavam 48 cromossomos.

Na primeira metade do século XX descobriu-se que a droga colchicina (ou

colquicina), um alcalóide extraído do bulbo de plantas do gênero Colchicum (açafrão),

impede a formação do fuso mitótico. Isso faz com que as células em divisão

permaneçam em metáfase, quando os cromossomos estão condensados, o que

favorece sua análise morfológica.

Em 1956, os pesquisadores Jo Hin Tjio e Albert Levan utilizaram colchicina para

tratar células humanas que, após algum tempo, foram transferidas para uma solução

hipotônica e esmagadas entre a lâmina e a lamínula de microscopia. Em solução

hipotônica a célula absorve água e incha o que faz com que seus cromossomos

separem-se uns dos outros. Com as inovações introduzidas por Tjio e Levan constatou-

se que o número cromossômico diplóide da espécie humana é 46, e não 48, como se

pensava. Além disso, a nova metodologia permitiu identificar a maioria dos

cromossomos humanos.

Em 1958, Jérôme Lejeune descobriu que uma criança afetada pela síndrome de

Down tinha 47 cromossomos: em vez de dois, havia três cromossomos 21 em cada

célula. Essa descoberta causou grande impacto no mundo científico, e o interesse dos

geneticistas pelo estudo dos cromossomos humanos aumentou.

Na década de 1960 descobriu-se que extratos de semente de feijão comum,

Phaseolus vulgaris, contêm uma substância denominada fito-hemaglutinina, que

induz a divisão celular em linfócitos do sangue humano cultivados in vitro. A partir de

então, os estudos citogenéticos de células humanas passaram a empregar largamente

os linfócitos. Na década de 1970 descobriu-se que certos tratamentos faziam surgir

bandas (faixas transversais) nos cromossomos, o que permitiu identificar cada um

dos 23 pares cromossômicos do cariótipo humano. A posição e a espessura das faixas

são típicas para cada cromossomo, que pode ser reconhecido com relativa facilidade.

O conjunto cromossômico de uma célula é o cariótipo. Nas lâminas de

microscopia, cada conjunto cromossômico é fotografado, e os cromossomos são

recortados individualmente da foto. Em seguida eles são comparados, identificados e

colados sobre uma folha de papel. Essa montagem constitui o idiograma. O padrão de

bandeamento apresentado nos desenhos segue as normas definidas no 4º Congresso

Internacional de Genética Humana, realizado em Paris, em 1971.

Orientações Gerais

Siga as instruções de 1 a 11 para identificar os cromossomos.

Em alguns casos você terá de medi-los com a régua, para auxiliar a

identificação, pois os cromossomos devem ser dispostos por ordem decrescente de

tamanho.

Recorte os cromossomos com a tesoura e organize-os sobre o gabarito. É

preferível colar os cromossomos apenas no final, para evitar enganos.

Ao recortar os cromossomos da folha de desenhos deixe uma pequena margem

dos lados, como foi sugerido para o cromossomo 1.

Cole cada cromossomo recortado no local correspondente ao seu número, na

folha de gabarito, fazendo o centrômero coincidir com a linha tracejada. A título

de exemplo, um dos homólogos do par cromossômico 1 já foi aplicado no gabarito.

Oriente cada cromossomo com o braço mais longo para baixo da linha

tracejada.

1. Localize os três pares cromossômicos de maior tamanho, que constituem o

grupo A. Os cromossomos dos pares 1 e 3 são do tipo metacêntrico (centrômero em

posição aproximadamente central), e os do par 2 são submetacêntricos (centrômero

um pouco deslocado do centro). Oriente os cromossomos 1 e 3 com os braços que têm

a faixa cinzenta para baixo da linha tracejada.

2. Dos cromossomos restantes, identifique os dois pares de maior tamanho,

que constituem o grupo B. São grandes, pouco menores que o cromossomo 3,

e submetacêntricos. O que tem uma faixa cinzenta na região do centrômero é o

cromossomo 4.

3. Localize agora os pares de cromossomos 21 e 22, que constituem o grupo G.

São os menores do conjunto e do tipo acrocêntrico (centrômero localizado perto da

extremidade). O braço menor desses cromossomos possui uma pequena

esfera terminal chamada satélite. O cromossomo que apresenta faixa negra mais larga

é o 21.

4. Procure os pares de cromossomos 19 e 20, que constituem o grupo F. Eles

são um pouco maiores que os do grupo G e quase metacêntricos. O cromossomo 19

apresenta uma faixa negra em torno do centrômero. O cromossomo 20 tem uma faixa

negra larga no braço ligeiramente menor (superior), e outra mais estreita no braço

ligeiramente maior.

5. Localize os pares cromossômicos 13, 14 e 15, que constituem o grupo D. Eles

são do tipo acrocêntrico, com satélites no braço menor. O que apresenta faixas negras

mais largas é o cromossomo13; o que tem faixas um pouco mais estreitas é o 14, e o

15 apresenta faixas ainda mais estreitas.

6. Identifique os pares de cromossomos 6 e 7, os primeiros do grupo C. Eles são

os maiores entre os cromossomos que restaram, e são do tipo submetacêntrico. O

maior dos dois, com faixas negras mais estreitas no braço menor, é o cromossomo 6.

7. Dos cromossomos restantes, descubra agora os três pares de menor

tamanho, de tipo submetacêntrico. São os cromossomos 16, 17 e 18, que constituem o

grupo E. O cromossomo 18 é facilmente identificável por não apresentar nenhuma

faixa escura no braço menor. O cromossomo 16 possui, no braço menor, uma

faixa negra mais larga que a apresentada pelo 17.

8. Selecione o menor dos cromossomos restantes. Trata-se do cromossomo

sexual Y. Ele é do tipo acrocêntrico (centrômero localizado próximo à extremidade), e

tem uma faixa cinzenta larga no braço maior.

9. Dos onze cromossomos restantes, identifique o cromossomo sexual X. Ele

apresenta uma faixa negra estreita no braço menor.

10. Selecione, dos cromossomos restantes, o par que possui três faixas negras

largas no braço curto: é o cromossomo 9. Procure agora o par que apresenta apenas

uma faixa negra larga no braço menor: trata-se do cromossomo 12.

11. Faltam apenas três pares de cromossomos para identificar. O que apresenta

faixas negras mais largas no braço maior é o cromossomo 8. Dos dois pares restantes,

o que tem o centrômero mais deslocado para a extremidade é o cromossomo 10.

Atividade 1: Organizando os cromossomos humanos: idiograma

O objetivo desta atividade

citogeneticistas, que montam idiogramas dos

problemas em seus cromossomos. Em vez de usar fotos dos cromossomos,

fazem os citogeneticistas, usaremos desenhos,

nizando os cromossomos humanos: idiograma

O objetivo desta atividade é realizar um trabalho parecido

citogeneticistas, que montam idiogramas dos pacientes para descobrir eventuais

cromossomos. Em vez de usar fotos dos cromossomos,

fazem os citogeneticistas, usaremos desenhos, para simplificar o trabalho de identifica.

trabalho parecido ao de

pacientes para descobrir eventuais

cromossomos. Em vez de usar fotos dos cromossomos, como

para simplificar o trabalho de identifica.

Folha Gabarito para montagem de Idiogramas

Folha Gabarito para montagem de Idiogramas

Atividade 2: Analisando cariótipos humanos aberrantes

Cariótipo nº 1: Homem afetado pela síndrome de down

A síndrome de Down, ou mongolismo, é uma anomalia

causada pela trissomia do cromossomo

neste caso do sexo masculino, apresentam 47 cromossomos.

síndrome manifestam um

faciais mongolóides, prega típica na palma da mão, semelhante

simiesca), entre outras. A freqüência de nascimentos de crianças com

da ordem de 1/700 nascidas

anomalia é a não-disjunção (isto é, a não

meiose, o que leva à formação

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da

nalisando cariótipos humanos aberrantes

Cariótipo nº 1: Homem afetado pela síndrome de down (mongolismo)

A síndrome de Down, ou mongolismo, é uma anomalia humana congênita,

causada pela trissomia do cromossomo de número 21. As células da pessoa afetada,

caso do sexo masculino, apresentam 47 cromossomos. Pessoas portadoras dessa

manifestam um conjunto de características: retardo mental, traços

mongolóides, prega típica na palma da mão, semelhante à dos símios (prega

. A freqüência de nascimentos de crianças com

da ordem de 1/700 nascidas vivas (mais ou menos 0,14%). A causa mais comum dessa

disjunção (isto é, a não-separação) dos cromossomos 21 durante a

meiose, o que leva à formação de gametas portadores de dois cromossomos 21.

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da Atividade 1

humana congênita,

de número 21. As células da pessoa afetada,

Pessoas portadoras dessa

conjunto de características: retardo mental, traços

à dos símios (prega

. A freqüência de nascimentos de crianças com mongolismo é

ou menos 0,14%). A causa mais comum dessa

cromossomos 21 durante a

de gametas portadores de dois cromossomos 21.

Cariótipo no 2: Mulher portadora de translocação

e 21

Na espécie humana pode ocorrer translocação entre

cromossomo 21, resultante de

cromossomos, que se soldam em posição trocada. Surgem,

translocados, um com os

os braços curtos (o qual se perde). A pessoa portadora da

sexo feminino, é normal, mas

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da Atividade 1

: Mulher portadora de translocação equilibrada entre os cromossomos 15

Na espécie humana pode ocorrer translocação entre um cromossomo 15 e um

cromossomo 21, resultante de quebras simultâneas nos "braços" curtos desses

que se soldam em posição trocada. Surgem, assim, dois cromossomos

translocados, um com os braços longos dos cromossomos 15 e 21 e outro com

braços curtos (o qual se perde). A pessoa portadora da translocação, neste caso do

normal, mas pode gerar descendentes afetados pelo mongolismo.

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da Atividade 1

equilibrada entre os cromossomos 15

um cromossomo 15 e um

quebras simultâneas nos "braços" curtos desses

assim, dois cromossomos

braços longos dos cromossomos 15 e 21 e outro com

translocação, neste caso do

pode gerar descendentes afetados pelo mongolismo.

A seguir, esquema do processo

translocação, chamada equilibrada porque seu portador é normal, uma

praticamente todo o material genético

cromossomo translocado.

esquema do processo meiótico de pessoas com esse tipo de

chamada equilibrada porque seu portador é normal, uma

praticamente todo o material genético dos cromossomos 15 e 21 reunido no

meiótico de pessoas com esse tipo de

chamada equilibrada porque seu portador é normal, uma vez que possui

dos cromossomos 15 e 21 reunido no

Cariótipo nº 3: Mulher afetada pela síndrome de T

A síndrome de Turner é uma anomalia humana

ausência de um cromossomo

sexo feminino e apresentam 45 cromossomos em suas células,

apenas um cromossomo sexual

anomalia são: pescoço alado, isto é, co

artéria aorta e baixa estatura. As

hormônios, de modo que a mulher afetada não menstrua e seus pêlos

desenvolvem. A causa mais comum desse distúrbio é

separação) dos cromossomos sexuais

gametas deficientes quanto ao cromossomo sexual.

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da Atividade 1

ulher afetada pela síndrome de Turner

A síndrome de Turner é uma anomalia humana congênita, causada pela

cromossomo do par sexual. As pessoas afetadas são sempre do

feminino e apresentam 45 cromossomos em suas células, sendo 44 autossomos e

apenas um cromossomo sexual X. Características típicas de mulheres com essa

são: pescoço alado, isto é, com expansões laterais de pele, estreitamento da

artéria aorta e baixa estatura. As gônadas não se diferenciam e não produzem

de modo que a mulher afetada não menstrua e seus pêlos

desenvolvem. A causa mais comum desse distúrbio é a não-disjunção

separação) dos cromossomos sexuais durante a meiose, o que leva à formação de

deficientes quanto ao cromossomo sexual.

Obs. Utilize o modelo de folha gabarito da Atividade 1

congênita, causada pela

do par sexual. As pessoas afetadas são sempre do

sendo 44 autossomos e

X. Características típicas de mulheres com essa

pele, estreitamento da

gônadas não se diferenciam e não produzem

pubianos não se

disjunção (isto é, a não-

durante a meiose, o que leva à formação de

Atividade 3: Montagem de cariótipo humano a partir de fotomicrogafias de

metáfases humanas.

O objetivo desta atividade é analisar cromossomos metafásicos e reconhecer suas

principais características, simulando a montagem de cariótipos humanos, além de

distinguir cariótipos humanos normais e aneuploides.

Fotomicrografias:

Figura 1: Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de

uma mulher normal;•

Figura 3: Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de um

homem normal;•

Figura 5: Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de um

indivíduo com Síndrome de • Down;

Figura 7: Fotomicrografias correspondentes ao cariótipo 45,X (característico da

Síndrome de Turner);•

Figura 11: Fotomicrografia de uma metáfase, de um indivíduo com Síndrome de

Klinefelter;•

Instruções:

Contar o número de cromossomos contidos nas fotomicrografias e recortá-los.

Emparelhar os cromossomos e, em seguida, ordenar os pares cromossômicos,

compondo um cariograma referente a cada um dos cariótipos em análise.

Palavras-cruzadas:

1. Nome da estrutura que corresponde à unidade básica de compactação do DNA ,

formada pela associação do DNA com histonas.

2. Período do ciclo celular em que a célula não está em divisão celular.

3. Número de cromossomos observado em gametas que corresponde a um membro

de cada par cromossômico. Em humanos esse número corresponde a 23.

4. Nome dos cromossomos que são semelhantes entre si e que constituem um par em

espécies diploides, sendo um de origem paterna e o outro de origem materna. Esses

cromossomos podem apresentar alelos distintos.

5. Organela produzida a partir do nucléolo.

6. Fase da divisão celular em que ocorre a reorganização do envoltório nuclear e

reaparecimento do nucléolo.

7. Fase do ciclo celular em que os cromossomos começam a migrar para polos opostos

da célula.

8. Proteínas básicas (ricas em aminoácidos básicos) que se associam ao DNA .

9. Região da célula em que os cromossomos estão alinhados durante a metáfase.

10. Regiões da cromatina que apresentam alto grau de compactação durante todo o

ciclo celular.

Caça-Palavras:

Encontre no quadro abaixo as palavras correspondentes aos itens:

1. Conjunto cromossômico característico de um indivíduo.

2. Representação esquemática de um conjunto de cromossomos.

3. Região terminal dos cromossomos, constituída por sequências repetitivas de DNA .

4. Região do cromossomo à qual se ligam fibras do fuso mitótico.

5. Classificação do cromossomo que apresenta braços de igual tamanho.

6. Nome da síndrome humana causada pela trissomia do cromossomo 21.

7. Fase do ciclo celular utilizada para estudos cromossômicos.

Questões:

1) Um indivíduo é heterozigoto quanto a dois pares de genes (Aa e Bb),

localizados em diferentes cromossomos. Em relação a esses genes, que tipos de

gametas ele formará e em que proporção?

2) Um homem afetado por certa doença casa-se com uma mulher normal. Eles

têm 8 filhos: 4 meninas e 4 meninos. Todas as meninas apresentam a mesma

doença do pai, entretanto, todos os meninos são normais:

a) Qual é o tipo de herança?

b) Esquematize um heredograma para essa família e indique os genótipos de

todos os indivíduos.

3) Qual a diferença entre herança ligada ao sexo, herança influenciada pelo sexo e

herança determinada pelo sexo?

4) Um casal normal para visão das cores e para coagulação tem uma filha normal

e um filho daltônico e hemofílico. Sabendo

recessivos e ligados ao sexo, esquematize um heredograma

indique os genótipos de

5) O heredograma abaixo mostra uma família portadora do gene para fibrose

cística. Analise-o e responda:

Qual o provável genótipo dos seguintes indivíduos: 1, 2 e 3 da geração I; 1, 2, e

3 da geração II; 1, 2, 3, 4, 5 e 6 da geração III; 4, 5, 8 e 9 da geraçã

13 da geração V?

6) Como você pode provar que um determinado caráter é controlado por genes

autossômicos, ligados ao sexo ou por herança

7) Em que aspecto a her

casal normal para visão das cores e para coagulação tem uma filha normal

e um filho daltônico e hemofílico. Sabendo-se que os dois carac

recessivos e ligados ao sexo, esquematize um heredograma para essa família e

indique os genótipos de todos os indivíduos.

O heredograma abaixo mostra uma família portadora do gene para fibrose

o e responda:

Qual o provável genótipo dos seguintes indivíduos: 1, 2 e 3 da geração I; 1, 2, e

3 da geração II; 1, 2, 3, 4, 5 e 6 da geração III; 4, 5, 8 e 9 da geraçã

Como você pode provar que um determinado caráter é controlado por genes

autossômicos, ligados ao sexo ou por herança mitocondrial?

Em que aspecto a herança mitocondrial lembra a herança ligada ao sexo?

casal normal para visão das cores e para coagulação tem uma filha normal

cteres são

para essa família e

O heredograma abaixo mostra uma família portadora do gene para fibrose

Qual o provável genótipo dos seguintes indivíduos: 1, 2 e 3 da geração I; 1, 2, e

3 da geração II; 1, 2, 3, 4, 5 e 6 da geração III; 4, 5, 8 e 9 da geração IV; 3, 4, 7 e

Como você pode provar que um determinado caráter é controlado por genes

lembra a herança ligada ao sexo?

Fo

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Folha para montagem dos Cariótipos.

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