Citogenética Básica (BIO1940) Universidade Católica de Goiás Pró-Reitoria de Graduação Departamento de Biologia Citogenética Básica (BIO1940) Prof. Aparecido D. da Cruz, PhD Introdução & Estrutura e Função dos Cromossomos Aula 01

Introdução à Citogenética Histórico O material corado, observado durante a intérfase chamado de cromatina, é composto por nucleoproteínas (DNA + Proteínas + Histonas + Proteínas Não-histônicas). C. Von Nägeli (c1842) descobriu os cromossomos. Ernest Haeckel c1866 Núcleo é o principal agente da herança

Introdução à Citogenética Histórico Walter Flemming Estudava ovos e embriões de salamandra 1880  mitose Um dos primeiros citologistas Desenvolveu uma maneira de corar e observar os cromossomos Descreveu o processo de mitose, a duplicação dos cromossomos e a sua separação entre as células filhas (publicado em 1882) Sugeriu os termos: Prófase, metáfase e anáfase Base para a “teoria cromossômica da herança”

Introdução à Citogenética Histórico Chironomus sp Balbiani (1881) Cromossomo politênico Siredon Flemming (c1881) Cromossomos plumosos Roux, 1883 – cromossomos meióticos  herança O termo foi utilizado pela primeira vez por W. Waldeyer (c1888) que significa "corpo colorido".

Introdução à Citogenética Histórico Gregor Mendel (1822-1884)

Proceedings of the German Botanical Society (1900) Introdução à Citogenética Histórico Proceedings of the German Botanical Society (1900) Hugo de Vries Carl Correns Erich von Tschermak

International Congress of Botany (1906) Introdução à Citogenética Histórico International Congress of Botany (1906) William Bateson “... A new and well developed branch of Physiology has been created. To this study we may give the title Genetics...” Teoria cromossômica da herança (sec XX – década de 20): os fatores hereditários se distribuíam ao longo do comprimento dos cromossomos.

Citologia + Genética = Citogenética Introdução à Citogenética Histórico Citologia + Genética = Citogenética Cromossomo Alça de cromatina “Compreende todo e qualquer estudo relativo ao cromossomo isolado ou em conjunto, condensado ou distendido, tanto no que diz respeito a sua morfologia, organização, função e replicação quanto a sua variação e evolução” By Marcelo Guerra Solenóide Nucleossomo

Cromossomo, DNA e Cromatina

Cromossomo, DNA e Cromatina

Cromossomo, DNA e Cromatina

Cromossomo, DNA e Cromatina

Cromossomo, DNA e Cromatina A = distância da Lua à Terra = 384.403 km Humanos Diâmetro da Terra é de 12.756 km Diâmetro da Lua é de 3.476 km 1013 células 46 cromossomos 2 metros de DNA ~52.000 x A

Cromossomo, DNA e Cromatina

Estrutura e Função dos Cromossomos Telômeros Braço Curto (p) Constricções Secundárias Centrômero (envolvido pelo Cinetócoro) Constrição Primária Braço Longo (q) Cromátide Telômeros

Estrutura e Função dos Cromossomos O centrômero e o cinetócoro

Estrutura e Função dos Cromossomos O centrômero e o cinetócoro Levedura Saccharomyces cerevisae

Estrutura e Função dos Cromossomos O centrômero e o cinetócoro A – Cromossomo monocêntrico B e C – Cromossomos holocêntricos Triatoma sp Cyperus sp

Estrutura e Função dos Cromossomos O telômero

Estrutura e Função dos Cromossomos O território nuclear Filamento cromossômico x telômero x meiose Análise  sondas de DNA (single copy) Genes ativos e inativos localizam-se preferencialmente na periferia de seus territórios cromossômicos. Fragmentos não-codificantes estão randomicamente distribuídos ou estão no interior do TC

Estrutura e Função dos Cromossomos Cariótipo Homo sapiens 2n=46

Cariograma e notação cariotípica Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos Cariograma e notação cariotípica Homo sapiens 2n=46 46,XX

Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos Ideograma

Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos Posição do centrômero r = razão entre os braços cromossômicos l = braço longo c = braço curto ic = índice centromérico r = q/p ic = (p/p + q).100 Cromossomo r ic Metacêntrico 1,00 – 1,49 50,0 – 40,1 Submetacêntrico 1,50 – 2,99 40,0 – 25,1 Acrocêntrico 3,00 - ∞ 25,0 – 0,01 Telocêntrico ∞ 0

A forma dos cromossomos Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos A forma dos cromossomos

Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos E. Coli n=1 S. Cerevisae 2n=16

Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos Tagetes minuta 2n=48 Calomys callosus 2n=66 Desmodus rotundus 2n=28 Passiflora mucronata 2n=18 Herbetia – iridácea 2n=28 Marmosa cinerea 2n=14

O número de cromossomos Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos O número de cromossomos Ophioglossum reticulatum 2n=1260 Pteridófita Parascaris equorum 2n=2 Nematelminto Haplóide ou gamético Diplóide ou somático

O tamanho dos cromossomos Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos O tamanho dos cromossomos Trillium nivale 2n=10 Nymphalidae, Ithomiinae (Ithomia ellara) Cromossomo E = 36μm O,5μm

O cariótipo gradativo (simétrico) Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos O cariótipo gradativo (simétrico) Canis familiares 2n=78 78,XY

O cariótipo bimodal (assimétrico) Estrutura e Função dos Cromossomos Extensa variação entre os organismos O cariótipo bimodal (assimétrico) Gallus domesticus 2n=78 (12+66) 78,ZZ 78,ZW

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas Arnold (1879) e Fleming (1882) – Relatos das primeiras observações de cromossomos humanos; Winiwarter (1912) – Histologia testicular com cortes histológicos de 7,5µm (Avaliou 32 mitoses encontrando 29(47), 2(46) e 1(49); Prometáfase Metáfase

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas Painter (1921 & 1923) – Análise de testículos removidos de três indivíduos do Texas State Insane Asylum (inicialmente 46 ou 48 cromossomos e posteriormente 48 cromossomos). Cortes histológicos usuais promovem artefatos que dificultam a análise cromossômica; Os cromossomos tendem a sobreposição.

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas Levan (1955) utilizou o choque hipotônico e juntamente com Tijio melhoraram a técnica de obtenção cromossômica. Uso de suspensão de células intactas; Tratamento das células com uma solução hipotônica; Utilização da colchicina para aumentar o número de metáfases.

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas 1956 Tijio & Levan e Ford & Hamerton: Estabeleceram o número de cromossomos na célula humana diplóide; 1959 Lejeune: Estabeleceu a associação entre a Trissomia do Cromossomo 21 com a Síndrome de Down; Ford & Cols e Jacobs & Strong estabeleceram o cariótipo 47,XXY (Klinefelter) e 45,X (Turner);

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas 1960 Moorhead & Cols: Método para a preparação de cromossomos a partir de culturas de linfócitos a curto prazo; Patau & Cols: Trissomia do 13; Edwards e Cols: Trissomia do 18; Nowell Hungerford: Cromossomo Philadelphia na LMC 1963 Lejeune & Cols: Deleção 5p – Cri du chat; 1964/1965 Schroeder & Cols e German & Cols: Instabilidade cromossômica na Anemia de Fanconi e na Síndrome de Bloom.

Introdução à Citogenética Humana Considerações Históricas 1968/1970 Técnicas de Bandeamento Cromossômico 1975 Yunis: Métodos de Bandeamento de alta resolução; Definição dos mosaicos e quimeras; Final de 1980 Métodos de Hibridização in situ não radioativa. Decada de 90 Nomenclatura específica para as alterações cromossômicas em células tumorais; Atualização e unificação das normas de nomenclatura e nomenclatura específica para as técnicas de hibridização in situ.

Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver Denver – 1960 (Colorado/USA) Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro) Tamanho (Grande, Médio e Pequeno)

Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver Posição do Centrômero (Meta, Submeta e Acro)

Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver Tamanho (Grande, Médio e Pequeno)

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Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver ISCN: An International System for Human Cytogenetic Nomenclature Grupo Características No. de Cromossomos Pares Cromossômicos Tamanho Posição do Centrômero A Grandes Meta Submeta 6 1 2 3 B 4 5 e 6 C Médios ♀ 16 ♂ 15 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 e X D Acro 13, 14 e 15 E Pequenos 16, 17 e 18 F 19 e 20 G ♀ 4 ♂ 5 21, 22 e Y Total 46 Cromossomos

Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver 1p22.2 Cromossomo: 1 Braço: Curto Região: 2 Banda: 2 Sub-banda: 2

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Introdução à Citogenética Humana Conferência de Denver Autossomos (1 – 22) Heterossomos ou Cromossomos Sexuais (X e Y) ♀ 44AXX ou 46,XX ♂ 44AXY ou 46,XY

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