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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.
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?