Alterações Cromossômicas Estruturais em Genética Animal

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Departamento de Medicina Veterinária Disciplina Genética Animal Profa Maria Coeli Gomes Reis Lage Alterações cromossômicas estruturais Roteiro 1 Conceito 2 Em que fases do ciclo celular elas ocorrem 3 Causas 4 Tipos de aberrações estruturais e suas consequências 5 Mutações cromossômicas versus câncer Anomalias cromossômicas estruturais Aberrações estruturais 1 Conceito Alterações da forma dos cromossomos Envolve uma ou mais quebras em um ou mais cromossomos Novos rearranjos mudança na estrutura dos cromossomos As aberrações estruturais dos cromossomos resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal Anomalias cromossômicas estruturais Aberrações estruturais Durante a intérfase quando os cromossomos estão mais distendidos e metabolicamente ativos eles são mais vulneráveis a variações do ambiente que provocam rupturas de sua estrutura 2 Fases do ciclo celular elas ocorrem 3 Causas Quebras espontâneas durante MITOSE ou MEIOSE Pareamento inadequado dos cromossomos homólogos durante a meiose Ação de agentes externos radiações drogas infecções virais 4 Tipos de anomalias cromossômicas estruturais PIERCE A B 2016 EQUILIBRADOS NÃO EQUILIBRADOS Todas as informações genéticas estão presentes mas dispostas de modo DIFERENTE 4 Tipos de anomalias cromossômicas estruturais 4 Tipos de anomalias cromossômicas estruturais Rearranjos equilibrados BALANCEADOS Normalmente não há efeito fenotípico Há risco de gametas desequilibrados 1 Translocações 2 Inversões PIERCE A B 2016 Translocações conceito Troca de material genético entre cromossomos não homólogos Conceitos de Genética William S Klug Michael R Cummings Charlotte A Spencer Michael A Palladino 1 TRANSLOCAÇÕES Tipos a Translocações não recíprocas b Translocações recíprocas c Translocações Robertsonianas 1 Translocações Troca de material genético entre cromossomos não homólogos a Translocações não recíprocas O segmento de um cromossomo ligase a outro sem que haja troca entre eles Para tanto é necessário haver pelo menos 3 quebras A B C D R S F G H I A D R S F B C G H I B C B C b Translocações recíprocas Causadas por duas quebras em cromossomos diferentes com troca subsequente de material Portadores em geral apresentam fenótipos normais Prole pode ter trissomia ou monossomias parciais fenótipos anormais PIERCE A B 2016 c Translocação Robertsoniana Peter S D J S M 2013 c Translocação Robertsoniana c Translocação Robertsoniana PIERCE A B 2016 59XXt129 Peter S D J S M 2013 2 Inversão Inversão pericêntrica Inversão paracêntrica Gametas anormais PIERCE A B 2016 Peter S D J S M 2013 Inversão Figura 810 Em um indivíduo heterozigoto para uma inversão paracêntrica os cromossomos formam uma alça de inversão durante o pareamento na prófase I PIERCE A B 2016 Conceitos de Genética William S Klug Michael R Cummings Charlotte A Spencer Michael A Palladino 2 Inversão PARACÊNTRICA Figura 89 O cromossomo 4 é diferente entre os seres humanos e os chimpanzés por uma inversão pericêntrica Cortesia de Dra Christine Harrison Rearranjos não equilibrados conjunto cromossômico possui informações a mais ou a menos Consequências fenotípicas severas Tipos a DUPLICAÇÕES b DELEÇÕES PIERCE A B 2016 a Duplicação Rearranjo não equilibrados PIERCE A B 2016 a Duplicação Consequências B Deleções Deleção terminal Deleção intersticial Resulta em desequilíbrio do cromossomo por perda de um segmento cromossômico b Deleções PIERCE A B 2016 Quebra cromossômica httpgentoxbiobrpageid92 Cromossomos em anel httpgentoxbiobrpageid92 Horse Clinical Cytogenetics Recurrent Themes and Novel Findings Monika BugnoPoniewierska and Terje Raudsepp Department of Animal Reproduction Anatomy and Genomics University of Agriculture in Krakow 31120 Krakow Poland Department of Veterinary Integrative Biosciences Texas AM University College Station TX 778434456 USA Simple Summary Horse chromosomes have been studied for veterinary diagnostic purposes for over half a century The findings show that changes in the chromosome number or structure are among the most common noninfectious causes of decreased fertility infertility and developmental abnormalities Based on largescale surveys almost 30 of horses with reproductive or developmental problems have abnormal chromosomes For a comparison only 25 of horses in the general population have abnormal chromosomes Most chromosome abnormalities are rare and found in one or a few animals However two conditions are recurrent sterile mares with only one X chromosome instead of two and sterile mares with XY male sex chromosomes where the Y has lost the maleness gene SRY The two are signature features of chromosome abnormalities in the horse being rare or absent in other domestic animals Advances in horse genome sequencing and the development of molecular tools have improved the depth and quality of diagnostic chromosome analysis allowing for an understanding of the underlying molecular mechanisms Nevertheless cuttingedge genomics tools are not about to entirely replace traditional chromosome analysis which still is the most straightforward costeffective and fastest approach for the initial evaluation of potential breeding animals and horses with reproductive or developmental disorders A Isocromossomo Xq em uma égua de baixa estatura sem ovários e cariótipo 64XiXq B Trissomia Xq em égua não cíclica com cariótipo 65XXXq C Rearranjo Xautossômico complexo dicêntrico em uma égua com baixa estatura mas sem outros problemas óbvios fertilidade desconhecida D Cromossomos sexuais de três éguas com síndrome de reversão sexual machofêmea SRY neg XY os dois primeiros têm grandes deleções no Y o terceiro tem um Y citogeneticamente normal mas uma deleção submicroscópica ao redor do gene SRY E Deleção parcial do cromossomo Y em um pônei Shetland sem pênis esquerda meio comparação com os cromossomos sexuais de um macho normal direita Exemplos de rearranjos estruturais do cromossomo sexual do cavalo httpspubmedncbinlmnihgov33809432gidarticlefigurespidfigure1uid0 A B C D E X X iXq Gbanding BACFISH DAPIbanding X X X X Gbanding BACFISH DAPIbanding X X X X Gbanding Giemsa Giemsa Giemsa Giemsa Cbanding Male with Y deletion Normal male Y Exemplo de um cavalo com isocromossomo Y em um cariótipo mosaico 63X64XiYq httpswwwncbinlmnihgovpmcarticlesPMC8001954figureanimals1100831f002 A Genitália externa anormal de uma égua de 6 meses B Linha celular com Xmonossomia 63X 97 o único X é marcado em verde com sonda de pintura específica para X C Linhagem celular com isocromossomo Y e cariótipo 64XiYq 3 X é marcado em verde com sonda de pintura específica para X e Y é marcado em vermelho com sonda de pintura específica para Y D Parte da mesma metáfase após bandamento G mostrando iYq seta E Metáfase parcial após FISH com sonda específica para a região USP9Y em Y observe o sinal vermelho em ambas as extremidades do isocromossomo Y Exemplo de um cavalo com isocromossomo Y em um cariótipo mosaico 63X64XiYq httpswwwncbinlmnihgovpmcarticlesPMC8001954figureanimals1100831f002 Cromosomos de um tumor de mama mostrando anormalidade na estrutura e no número Na imagem colorida podemse observar múltiplas translocações incluindo uma dupla apontada pela seta branca formada por duas partes do cromossomo 8 verde e um pedaço do 17 púrpura O cariótipo contém 48 cromossomos ao invés do número normal 46 GRIFFITHS A J F 2016 httpomiaangisorgau Online Mendelian Inheritance in Animals OMIA é um banco de dados de genes distúrbios hereditários e características em mais de 135 espécies animais além de humanos e camundongos que têm seus próprios recursos de autoria do Professor Frank Nicholas da Universidade de Sydney Austrália com a ajuda de muitas pessoas ao longo dos anos O banco de dados contém informações textuais e referências bem como links para registros relevantes do PubMed e Gene no NCBI httpssitesgooglecomaupsdorgmrmatthewaustinsclassesunit10cellcyclemeiosiscancer GRIFFITHS A J F MILLER SUZUKI DJ J H LEWONTIN R C GELBART WM Introdução à Genética 11ªed Rio de Janeiro Editora Guanabara 2016 656p Cap17 NICHOLAS FW Introdução à Genética Veterinária 3 ed Porto Alegre RS Artmed 2011 347p Cap 04 OTTO Priscila Guimarães Genética Básica para Veterinária 5 ed São Paulo Roca 2012 336 p Cap 08 PIMENTEL MG GALLO CM SANTOSREBOUÇAS CB Genética Essencial Rio de Janeiro RJ Guanabara Koogan c2013 2013 Cap 04 PIERCE Benjamin A Genética essencial conceitos e conexões Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2012 505p Cap07