Citogenética humana

Visualizações: 398
Clasificação: (0)

 

33 capítulos

Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta

1. História da citogenética clínica

PDF

Capítulo 1

Margarete Suñé Mattevi

Jaqueline Andrades de Miranda

História da citogenética clínica

O início da citogenética humana é geralmente atribuído a Walther Flemming, um citologista e professor de anatomia austríaco que, em 1882, publicou as primeiras ilustrações dos cromossomos humanos. Flemming também se referiu à porção corável do núcleo como cromatina, além de ter sido o primeiro a utilizar o termo mitose. Em 1888, Waldeyer introduziu a palavra cromossomo, a partir das palavras gregas para “corpo colorido”, e vários cientistas proeminentes da época começaram a formular a ideia de que os determinantes da hereditariedade são transportados pelos cromossomos. Após a “redescoberta” da herança mendeliana, em 1900, Sutton (e na mesma

época, de forma independente, Boveri) desenvolveu formalmente a chamada Teoria

Cromossômica da Herança. Sutton combinou as disciplinas de Citologia e Genética quando denominou o estudo dos cromossomos como

Citogenética.

Em parte devido a melhorias nas lentes ópticas, no final do século 19 e início do século 20, o estudo da citogenética continuou, com ênfase especial, por parte de alguns citologistas,

 

2. Estrutura do cromossomo humano e organização molecular da cromatina

PDF

Capítulo 2

Natália Barcellos

Saiomara Trento

Sharbel Weidner Maluf

Estrutura do cromossomo humano e organização molecular da cromatina

Estrutura básica do DNA

O DNA é um longo polímero de fitas duplas e antiparalelas, em forma de hélice, formado por três componentes básicos: um açúcar

(pentose – desoxirribose), um grupo fosfato e dois tipos de bases nitrogenadas – as pirimidinas (citosina e timina) e as purinas (adenina e guanina), representadas pelas letras C, T e A, G, respectivamente. Um açúcar ligado a uma base constitui um nucleosídeo. Quando o nucleosídeo contém um grupo fosfato ligado ao carbono 5’ ou 3’, em uma ligação fosfodiéster, forma­‑se um nucleotídeo, que é a unidade fundamental de repetição do DNA.

As fitas de DNA são unidas por pontes de hidrogênio que ocorrem entre essas bases lateralmente opostas, formando os pares de bases

(pb) através das seguintes ligações específicas: a adenina (A) liga­‑se com a timina (T) e a citosina (C) com a guanina (G). Por essa razão, a quantidade de A é a mesma de T e a quantidade de C é a mesma de G. A informação genética está codificada nessa sequência linear de bases, e o fato de as fitas serem complementares torna possível, entre outros fatores, a replicação da molécula a cada ciclo celular.

 

3. Ciclo celular

PDF

Capítulo 3

Mariana Severiano Dias

Sharbel Weidner Maluf

Ciclo celular

Introdução

Em organismos unicelulares, existe uma pressão seletiva para que cada célula cresça e se divida o mais rápido possível, porque a reprodução celular é responsável pelo aumento do número de indivíduos. De um modo geral, podemos identificar em organismos multicelulares a presença de dois tipos de células: as somáticas e as reprodutoras. As primeiras se dividem através de um processo chamado de mitose, no qual a célula­‑mãe dá origem a duas células­‑filhas, com o número idêntico de cromossomos da célula­‑mãe. Já as reprodutivas formam­‑se através da meiose, que é um processo de divisão celular em que a célula de origem forma quatro outras, com a metade dos cromossomos da célula inicial. Tais processos serão mais profundamente abordados a seguir.

Nos humanos, a carga genética das células somáticas é de 46 cromossomos, sendo, portanto, diploides (2n). As células gaméticas são chamadas de haploides, uma vez que possuem 23 cromossomos, pois na meiose os homólogos se separam e somente no momento da fecundação, onde um óvulo une­‑se a um espermatozoide, é restabelecido o número de cromossomos normal da espécie (46 – 23 cromossomos autossômicos e dois sexuais).

 

4. Controle do ciclo celular

PDF

Capítulo 4

Mariana Severiano Dias

Sharbel Weidner Maluf

Controle do ciclo celular

Introdução

Diferentes modelos experimentais utilizando organismos filogeneticamente tão distantes como leveduras, ouriço­‑do­‑mar, anfíbios e mamíferos favoreceram os estudos sobre a regulação do ciclo celular1 e, como dito anteriormente, muitas das proteínas funcionam perfeitamente em humanos. Portanto, podemos tomar como base estes estudos.

O sistema­‑controle do ciclo celular ativa as enzimas e proteínas responsáveis por um processo no tempo correto e as desativa logo após o término de tal processo. Ele também deve assegurar que cada estágio do ciclo tenha terminado antes de iniciar o próximo: deve haver certeza, por exemplo, que a replicação do

DNA foi completada somente uma vez antes do início da mitose, que a mitose tenha terminado antes da divisão da célula em duas e que outro processo de replicação do DNA não ocorra até que a célula tenha sofrido mitose e atingido um tamanho apropriado.2 Assim, existirá material suficiente para distribuir entre as células­‑filhas, isso porque a massa celular influencia a habilidade da célula de proceder pelo start3 e o exit só ocorrerá quando a célula estiver com os cromossomos corretamente alinhados e se comprometer em terminar o processo de divisão, criando duas novas células que ficarão em G1.4,5

 

5. Técnicas de cultura de tecidos para análise citogenética

PDF

Capítulo 5

Rejane Gus

Técnicas de cultura de tecidos para análise citogenética

Introdução

Vários tipos de tecidos humanos podem ser usados para a preparação dos cromossomos e posterior análise do cariótipo. A escolha do tecido depende do tipo de paciente (pré ou pós­‑natal), do propósito do diagnóstico (constitucional ou adquirido) e da indicação clínica.

No diagnóstico pré­‑natal, as células fetais são utilizadas para o diagnóstico constitucional do complemento cromossômico do feto. Os tecidos mais utilizados para este propósito são as células do líquido amniótico (LA), que são os amniócitos; as vilosidades coriônicas (material placentário) e os linfócitos de sangue fetal

(do cordão umbilical), nesta ordem de preferência. Além disso, a escolha do tipo de tecido e do procedimento a ser realizado depende de alguns fatores como a idade gestacional, ou se o diagnóstico citogenético é de importância primária ou secundária para outros testes genéticos (moleculares ou bioquímicos). Outros tecidos fetais, como placenta, pele, pulmão, líquido ascítico ou renal, também podem ser utilizados para a avaliação citogenética em casos de indicação terapêutica ou término da gestação.1 Para pacientes neonatos ou adultos, o tecido mais comumente utilizado para o diagnóstico cromossômico constitucional é o sangue periférico. Embora em uma frequência bem menor, pode­‑se utilizar nestes pacientes a biópsia de pele ou de ovários, dependendo da indicação. Para as anormalidades cromossômicas adquiridas, frequentemente associadas a neoplasias, utiliza­‑se a medula óssea ou, em casos de tumores sólidos, biópsias do próprio tumor.

 

6. Técnicas de bandeamento e coloração cromossômica

PDF

Capítulo 6

Jaqueline Andrades de Miranda

Margarete Suñé Mattevi

Técnicas de bandeamento e coloração cromossômica

Introdução

Até os anos de 1970, os cromossomos humanos eram corados uniformemente com corantes que tinham afinidades por cromatina, como, por exemplo, a orceína e o Giemsa. Com este tipo de coloração, somente as aneuploidias podiam ser caracterizadas. As aberrações estruturais dificilmente eram distinguidas, ou eram impossíveis de serem detectadas, sendo também impossível identificar cada elemento do par cromossômico1 ou até mesmo o próprio par.

Com o intuito de solucionar estas dificuldades, várias técnicas de bandeamento e coloração foram desenvolvidas e aprimoradas.

Estas técnicas podem ser divididas em duas categorias:

• Aquelas que produzem bandas ou faixas ao longo de toda a extensão do cromossomo (bandas Q, G, R).

• Aquelas que marcam regiões específicas de alguns cromossomos ou de todos os cromossomos (bandas C, RON, T, G­‑11, Cd e coloração DAPI/DA).

Técnicas que produzem bandas ao longo de todo o cromossomo

 

7. Alterações cromossômicas numéricas

PDF

Capítulo 7

Daniela Duarte de Fraga

Fillipo Pinto Vairo

Sharbel Weidner Maluf

Alterações cromossômicas numéricas

Introdução

A estabilidade do número e da estrutura dos cromossomos é fundamental para que o desenvolvimento ocorra de maneira correta.

Como os genes estão dispostos nos cromossomos, qualquer modificação em sua estrutura ou número pode alterar a expressão gênica, produzindo um indivíduo fenotipicamente inviável ou anormal. Como descrito no Capítulo

3, cada cromossomo é uma fita de DNA linear e contínua que contém um número variável de genes. A partir desse conhecimento, pode­‑se supor que uma alteração no número de cromossomos deva trazer consequências graves ao fenótipo do portador, pelo aumento ou pela diminuição do número de cópias dos genes presentes no cromossomo envolvido. Desta forma, poucas alterações no número de cromossomos são compatíveis com a vida, quando presentes em todas as células do indivíduo.

As alterações cromossômicas são responsáveis por 42% dos abortos espontâneos e ocorrem em 1 em cada 160 nativivos (Tabela

 

8. Alterações cromossômicas estruturais

PDF

Capítulo 8

Rafaella Mergener

Luciane Bitelo Ludwig

Sharbel Weidner Maluf

Alterações cromossômicas estruturais

Introdução

O desenvolvimento de técnicas de bandeamento cromossômico, como a técnica de bandas G, que permite identificar cada um dos 24 cromossomos humanos e detectar qualquer alteração em sua estrutura, representou um grande avanço para a citogenética clínica. As alterações na estrutura dos cromossomos podem ser balanceadas, ou seja, sem perda nem ganho de material genético, com significado fenotípico, ou não balanceadas. As alterações cromossômicas estruturais, assim como as numéricas, podem ocorrer em todas as células do paciente, ou em mosaico, atingindo apenas uma parte das células.

As alterações cromossômicas estruturais podem aparecer em neonatos com dismorfias ou problemas neurológicos, quando existe perda ou ganho de material genético, mas muitas vezes o portador de uma alteração estrutural não manifesta alterações clínicas. Entretanto, podem surgir consequências como a infertilidade ou uma prole com possibilidade de apresentar problemas genéticos. Isto é explicado pela segregação dos cromossomos anormais após o pareamento na meiose I. A nomenclatura utilizada nos exemplos deste capítulo está baseada no Sistema Internacional de

 

9. Alterações dos cromossomos sexuais

PDF

Capítulo 9

Maria Isabel de Souza Aranha Melaragno

Alterações dos cromossomos sexuais

Cromossomos sexuais

O par de cromossomos sexuais é composto pelos cromossomos X e Y, os quais, diferentemente dos pares de autossomos, se distinguem quanto ao tamanho, à forma e à posição do centrômero e ao conteúdo gênico

(Figura 9.1).

Acredita­‑se que evolutivamente os cromossomos X e Y tenham se originado a partir de um par de cromossomos homólogos ancestrais. Durante a evolução dos mamíferos, esses cromossomos teriam perdido suas homologias em decorrência da diminuição progressiva da capacidade de recombinação entre eles, o que acarretou em uma degeneração progressiva do cromossomo Y. À medida que foram se especializando, os cromossomos sexuais X e Y foram acumulando genes relacionados à diferenciação e à função sexual.

O cromossomo X humano representa aproximadamente 5% do genoma haploide, e seu conteúdo gênico está bastante conservado nas diferentes espécies de mamíferos placentários. Para assegurar a compensação de dose devido às diferenças de conteúdo gênico entre os cromossomos X e Y, a maioria dos genes do X de um dos cromossomos X nas mulheres está sujeita à inativação. O cromossomo X é um cromossomo submetacêntrico de tamanho médio e apresenta cerca de 1.500 genes.

 

10. Mecanismo de inativação do cromossomo X e alterações cromossômicas

PDF

Capítulo 10

Mecanismo de inativação do cromossomo X e alterações cromossômicas

Introdução

A inativação do cromossomo X é o processo que permite a equalização da dosagem gênica entre os sexos através da expressão de somente um dos cromossomos X, para a maioria dos genes. Os homens possuem apenas um cromossomo X (46,XY) e, dessa maneira, são considerados hemizigotos para os genes localizados nesse cromossomo. Por outro lado, as mulheres (46,XX) podem ser heterozigotas para os genes presentes no cromossomo X.

Este processo de inativação do cromossomo X ocorre em etapas precoces do desenvolvimento embrionário de várias espécies. Em camundongos, a inativação do cromossomo X ocorre no final do estágio de blastocisto (cerca de quatro a cinco dias após a fertilização).1 Em humanos, a inativação pode ser observada durante a gastrulação (ao redor da segunda semana após a fertilização), quando o embrião

é composto de uma massa de células que dará origem aos três folhetos embrionários.2-4

O cromossomo X inativo nos mamíferos, devido à conformação que adquire nas células somáticas durante a intérfase, é chamado de corpúsculo de Barr ou cromatina sexual.

 

11. Imprinting edissomia uniparental

PDF

Capítulo 11

Fabiana Michelsen de Andrade

Imprinting e dissomia uniparental

Introdução

A assimetria funcional de genomas de mamíferos foi demonstrada pela primeira vez na década de 1980, por experimentos de transplantes nucleares e testes de complementação genética.1-3 Por meio destes experimentos, foi determinado que, em organismos diploides, apesar da extensa homologia genética ao longo dos pares de cromossomos, em muitos casos o genoma paterno não possui exatamente a mesma função do genoma materno e, portanto, nestes casos não são necessárias duas cópias, mas somente uma cópia ativa para que o fenótipo seja normal. Assim, estas regiões genômicas de organismos normais, portadores de um cromossomo de cada genitor, não possuem dois alelos ativos – ao contrário, um dos alelos está silenciado por um fenômeno molecular denominado imprinting genômico.

Dependendo da região em questão, o padrão normal de imprinting é o silenciamento do alelo materno, enquanto, em outras regiões, ocorre o silenciamento do alelo paterno. Desta maneira, qualquer evento que modifique este padrão de marcação poderá alterar o fenótipo do organismo. Um dos eventos relacionados com a modificação do padrão correto de expressão gênica destes loci é o fenômeno denominado dissomia uniparental (UPD, de uniparental dissomy), definida como a herança de ambos os homólogos de um par de cromossomos a partir de somente um genitor.

 

12. Sítios frágeis

PDF

Capítulo 12

Têmis Maria Félix

Sítios frágeis

Introdução

Sítios frágeis cromossômicos são loci específicos que apresentam instabilidade cromossômica, visualizados como quebras ou falhas nos cromossomos metafásicos após inibição parcial da síntese de DNA.

O termo sítio frágil foi sugerido em 1970 para descrever quebras cromossômicas recorrentes no braço longo do cromossomo 16, em uma família com segregação de padrão mendeliano. No final da década de 1970, foi descrito o sítio frágil na região Xq28 em famílias segregando deficiência mental ligada ao X. Foi, então, observada a necessidade de uso de meio de cultura pobre em ácido fólico para expressar este sítio frágil e outros sítios frágeis autossômicos.1

Classificação dos sítios frágeis

Os sítios frágeis são categorizados em duas classes principais, de acordo com a frequência populacional: raros ou comuns (Tabela

12.1).2

Os sítios frágeis raros são observados em menos de 5% da população e em geral são causados por expansão de trinucleotídeos. Eles são subdivididos de acordo com as condições de indução utilizadas na cultura de células.

 

13. Síndromes de instabilidade cromossômica: anemia de Fanconi

PDF

Capítulo 13

Síndromes de instabilidade cromossômica: anemia de Fanconi

Introdução

As doenças de origem genética que apre­ sentam uma instabilidade cromossômica ou um padrão específico de anomalias cromossômicas como critério diagnóstico são raras, porém muito bem documentadas. As síndromes anemia de Fanconi (AF), ataxia­‑telangiectasia

(SAT) e Bloom (SB) representam os principais exemplos, tendo a instabilidade cromossômica denotando uma provável incapacidade na manutenção da integridade do genoma, muitas vezes descrita como decorrente de erros nos mecanismos de reparo do DNA. Na AF, a recente descoberta do supercomplexo BRAFT representou o último elo necessário para vinculá­‑la com as vias de reparo do DNA.1 Na

SAT, há um importante distúrbio de checagem do período de transição G1­‑S do ciclo celular.2 Na SB, mutações no gene da família das helicases RECQ, responsáveis pelo sistema de reparo nas lesões da fita dupla e de supressão das recombinações ilegítimas, são implicadas.2 A Tabela 13.1 lista as doenças descritas como tendo uma instabilidade cromossômica e relacionadas a um possível erro de reparo do

 

14. Origem, causas e mecanismos de formação das alterações cromossômicas

PDF

Capítulo 14

Sharbel Weidner Maluf

Origem, causas e mecanismos de formação das alterações cromossômicas

Introdução

A origem das alterações cromossômicas tem sido investigada e vários resultados surpreendentes têm sido publicados. O presente capítulo discute os resultados das últimas pesquisas sobre como surgem as alterações cromossômicas, que podem causar doenças genéticas, câncer e o envelhecimento, dependendo das células atingidas.

As alterações cromossômicas são a causa reconhecida de morte fetal mais frequente na nossa espécie. A origem das alterações cromossômicas depende de vários fatores, incluindo fatores ambientais e genéticos, além de fatores intrínsecos ao indivíduo e ao momento, como o sexo e a idade. A formação do gameta masculino depende de um número de divisões celulares que varia de aproximadamente 35, em um indivíduo de 15 anos, até 840, em homens com idade superior a

50 anos, sendo que estas divisões são suscetíveis a erros, principalmente alterações estruturais.

Já o gameta feminino necessita de 24 divisões celulares para ser formado, porém observa­‑se uma percentagem bem maior de erros de segregação na meiose I materna, pelas diferenças inerentes ao processo de gametogênese, principalmente alterações numéricas.

 

15. Técnica de aberrações cromossômicas para avaliação do dano de DNA

PDF

Capítulo 15

Técnica de aberrações cromossômicas para avaliação do dano de DNA

Introdução

Uma das consequências biológicas da exposição humana às radiações ionizantes ou aos agentes químicos genotóxicos é a indução de aberrações cromossômicas (ACs), as quais são consideradas importantes marcadores de exposição. Elas representam a parte visível de um grande espectro de alterações no DNA, as quais podem atingir o número ou a estrutura cromossômica.1,2

A análise de ACs é um teste de mutagenicidade para a detecção de alterações estruturais, sendo um dos poucos métodos diretos para mensurar mutações em sistemas expostos a mutagênicos ou carcinogênicos potenciais.

Trata­‑se de um teste de uso generalizado para diversos sistemas e diferentes organismos e tecidos, podendo ser conduzido tanto in vitro como in vivo.3

As ACs estão intimamente relacionadas a doenças como neoplasias, nas quais se verifica uma correlação positiva entre a frequência de ACs nos linfócitos e o desenvolvimento do câncer.1

Testes de genotoxicidade in vitro têm, geralmente, um nível de sensibilidade muito maior do que testes in vivo, tendendo a superestimar a possível atividade mutagênica quando extrapolado para situações in vivo.4

 

16. Troca entre cromátides‑irmãs

PDF

Capítulo 16

Pamela Brambilla Bagatini

Sharbel Weidner Maluf

Troca entre cromátides­‑irmãs

As trocas entre cromátides­‑irmãs (SCEs, de sister chromatid exchange) representam manifestações citológicas de permutas entre produtos de replicação do DNA, em loci homó­logos das cromátides­‑irmãs de um cromossomo duplicado.1 O processo de troca envolve quebras na cadeia de DNA e posterior reunião.2

O emprego desse teste na avaliação de respostas citogenéticas a exposições químicas é comum,3 e excelentes relações dose­‑resposta de vários agentes químicos têm sido estabelecidas em uma grande variedade de experimentos in vitro e in vivo, em humanos e animais de laboratório.1

Diferentes eficiências de indução a danos no DNA são observadas durante a ação de cada agente testado, e cada tipo de lesão gerada parece ser processado diferentemente pela célula, resultando em tipos diferenciados de dano.4 As variáveis capazes de influenciar a indução de SCEs incluem o tipo de célula estudada, a habilidade inerente ao organismo testado de metabolizar o agente em questão, a exposição prévia e/ou concomitante do sistema testado a outros agentes, e o tempo em que as células do sistema testado são expostas no ciclo.5 Determinados quimioterápicos, drogas antineoplásicas, infecções bacterianas e virais, doenças crônicas e malignidades

 

17. Técnica de micronúcleos com bloqueio da citocinese celular

PDF

Capítulo 17

Roberta Passos Palazzo

Sharbel Weidner Maluf

Técnica de micronúcleos com bloqueio da citocinese celular

Introdução

A avaliação da frequência de micronúcleos (MNs) em linfócitos do sangue periférico

é extensivamente utilizada na epidemiologia molecular e citogenética para determinar a presença e a extensão de dano cromossômico em populações humanas expostas a agentes genotóxicos, ou em perfis genéticos de suscetibilidade.1 Esse ensaio é aplicado também com sucesso na identificação de dietas e fatores genéticos com impacto significante sobre a estabilidade genômica. Pode­‑se afirmar que o teste detecta agentes genotóxicos clastogênicos e interferentes da formação do fuso mitótico (os quais afetam a distribuição equitativa dos cromossomos na divisão celular).

Em comparação à técnica de aberrações cromossômicas (ACs), a avaliação de MNs é mais simples, requer menos treinamento e menos tempo de análise. Além disso, o teste de MNs pode conferir maior sensibilidade ao estudo, em virtude da amplitude estatística que pode ser alcançada com a análise de um número maior de células, frente às poucas centenas geralmente avaliadas para ACs.

 

18. Ensaio cometa

PDF

194

Capítulo 18

Pamela Brambilla Bagatini

Sharbel Weidner Maluf

Ensaio cometa

Introdução

A técnica do cometa, ou eletroforese em célula única, é um método rápido, sensível e de baixo custo para a avaliação de quebras de cadeias de DNA em células eucarióticas e para a investigação do dano genético associado a exposições a agentes potencialmente genotóxicos. Atualmente, essa técnica é utilizada como um método­‑padrão para a avaliação do dano de DNA em diversas áreas de aplicação, que incluem:

• biomonitoramento, em uma grande variedade de espécies e em sistemas in vitro e in vivo;

• avaliação do dano de DNA e do estresse oxidativo em relação a inúmeras doenças, assim como avaliação da proteção pela atuação de antioxidantes;

• genética toxicológica (in vitro e in vivo, em células humanas, de outros animais e de plantas);

• monitoramento ecológico e toxicologia aquática;

• uso como ferramenta na investigação do dano e do reparo de DNA em diferentes tipos celulares, em resposta a inúmeros agentes genotóxicos.

 

Carregar mais


Detalhes do Produto

Livro Impresso
eBook
Capítulos

Formato
PDF
Criptografado
Habilitada
SKU
BP00000042334
ISBN
9788536325095
Tamanho do arquivo
6,3 MB
Impressão
Desabilitada
Cópia
Desabilitada
Vocalização de texto
Não
Formato
PDF
Criptografado
Habilitada
Impressão
Desabilitada
Cópia
Desabilitada
Vocalização de texto
Não
SKU
Em metadados
ISBN
Em metadados
Tamanho do arquivo
Em metadados