A citogenética é a área da genética que estuda os cromossomos, aplicando-se especialmente à prática da genética médica. Esse campo investiga a estrutura, função e comportamento dos cromossomos. As anomalias cromossômicas referem-se a alterações que podem ser visualizadas ao microscópio e que afetam o número ou a estrutura dos cromossomos. Exemplos comuns incluem a síndrome de Down, que resulta de uma trissomia no cromossomo 21, e a síndrome de Turner, que envolve a ausência de um cromossomo sexual (monossomia X). Já os distúrbios cromossômicos são condições clínicas que surgem devido a essas anomalias cromossômicas. Eles podem se manifestar de diversas formas, dependendo de quais cromossomos ou genes foram afetados. Essas condições geralmente resultam em uma série de sintomas clínicos, incluindo atrasos no desenvolvimento, características físicas distintas e outras complicações de saúde. Esses distúrbios podem ser diagnosticados através de exames como o cariótipo, que permite visualizar as anomalias cromossômicas.
Alterações Estruturais
Há uma grande variedade de alterações estruturais. Veremos aqui algumas das mais simples. No exemplo da imagem acima, temos a deleção do cromossomo 5 em um dos pares, que está ligada à Síndrome Cri Du Chat. A síndrome Cri Du Chat é uma condição genética rara que provoca alterações fenotípicas marcantes. O nome da síndrome se deve ao choro semelhante ao miado de gato que muitos bebês afetados apresentam. Outros sintomas incluem baixo peso e rosto redondo ao nascimento, presença de pregas epicânticas (dobras de pele nos cantos internos dos olhos), hipotonia (fraqueza muscular), orelhas com implantação baixa, e retardo mental, caracterizando um quadro clínico específico dessa síndrome.
A deleção gênica pode ocorrer devido à exposição a diferentes fatores externos. Entre os principais mecanismos estão a exposição a agentes químicos, que se associam ao DNA, alterando sua estrutura, e a exposição a agentes físicos, como a radiação, que pode causar danos diretos ao material genético, resultando na perda de segmentos de DNA. Esses fatores aumentam o risco de alterações genéticas, que podem levar a diversas doenças.
Outra alteração estrutural pode ocorrer com a duplicação, que é o ganho de um ou mais segmentos gênicos do cromossomo.
[A figura acima ilustra dois tipos de eventos cromossômicos que podem ocorrer durante o crossing-over (ou permutação), que é o processo de troca de segmentos de DNA entre cromossomos homólogos durante a meiose, um tipo de divisão celular que resulta na formação de gametas (óvulos e espermatozoides).
No lado esquerdo da figura, o crossing com pareamento errado mostra como um erro no alinhamento dos cromossomos homólogos pode levar a uma troca desigual de material genético. Isso resulta em duplicação de um segmento em um dos cromossomos e deleção (ou eliminação) do mesmo segmento no outro.
O lado direito da figura destaca o resultado desse pareamento incorreto:
- Duplicação: um segmento do cromossomo (identificado pela letra "C") é duplicado em um dos cromossomos. Isso significa que o organismo terá duas cópias do mesmo gene ou sequência genética, o que pode ter consequências dependendo da função dos genes duplicados.
- Deleção ou eliminação: o mesmo segmento que foi duplicado em um cromossomo é eliminado ou deletado no outro. Isso significa que um dos cromossomos perde um pedaço do material genético, o que pode resultar em doenças genéticas, como a síndrome de Cri Du Chat.
Esses erros de recombinação cromossômica são eventos raros, mas podem ter grandes consequências no desenvolvimento de um organismo e podem causar síndromes genéticas e outras condições associadas a alterações cromossômicas.]
A translocação é outra alteração estrutural de cromossomo autossomo. Ocorre quando há a troca de segmento gênico entre dois cromossomos que não são pares (cromossomos não homólogos).Uma translocação comum é aquela entre o cromossomo 9 e o cromossomo 22, associada ao surgimento da leucemia. Essa translocação específica dá origem a um cromossomo novo, chamado "cromossomo Philadelphia".
Há muitas outras alterações cromossômicas ligadas à leucemia, como visto no mapeamento acima.
Alterações Numéricas
As alterações numéricas se classificam em euploidias e aneuploidias.
As euploidias referem-se à presença de um número exato de conjuntos haploides (n) de cromossomos em uma célula. Um exemplo disso é a triploidia (3n), quando há três conjuntos completos de cromossomos. As euploidias não são compatíveis com a vida.
Por outro lado, as aneuploidias ocorrem quando o número de cromossomos não é um múltiplo exato de n, resultando em um desequilíbrio cromossômico.
Dentro das aneuploidias, temos:
- Monossomia (2n-1): quando falta um dos cromossomos de um par, ou seja, o indivíduo possui apenas um cromossomo desse par em vez de dois. A única monossomia compatível com a vida é a da Síndrome de Turner, que ocorre em cromossomos sexuais.
- Polissomia: inclui condições como a trissomia (2n+1), em que há um cromossomo extra, ou situações como a presença de mais de um cromossomo adicional, como (2n+2). Exemplos de trissomia em autossomos: Síndrome de Down (cromossomo 21), de Edwards (cromossomo 18) e de Patau (cromossomo 13). Em cromossomos sexuais: Síndrome de Klinefelter (X), duplo Y e duplo X.
Essas alterações no número de cromossomos podem levar a várias síndromes genéticas, como a síndrome de Down (trissomia 21).
Na imagem acima, vemos dois gráficos. O primeiro, a relação dos cromossomos em termos de tamanho. A segunda, em termos de quantidade de genes. Repare que só existem polissomias naqueles que possuam as menores quantidades de genes, porque essas possuem menor impacto na produção de proteínas.
A Síndrome de Down (SD), também chamada de trissomia do 21, é o distúrbio cromossômico mais comum e conhecido. Ela ocorre quando uma pessoa possui três cópias do cromossomo 21, em vez das duas habituais. Essa condição resulta em características físicas específicas e pode estar associada a deficiências cognitivas.
Os cariótipos possíveis para a síndrome de Down são:
- Trissomia completa do cromossomo 21 (~95% dos casos): o indivíduo tem uma cópia extra do cromossomo 21 em todas as células do corpo. Isso é mostrado na imagem do cariótipo à direita, onde se observa a presença de três cromossomos 21.
- Translocação entre os cromossomos 14 e 21: neste caso, parte ou todo o cromossomo 21 está ligado ao cromossomo 14. Apesar de ainda haver material genético extra do cromossomo 21, ele está localizado em outro cromossomo.
- Mosaicismo: nesse caso, a pessoa tem uma mistura de células, algumas com a trissomia do 21 e outras com o número normal de cromossomos. Isso significa que a trissomia não está presente em todas as células do corpo, o que pode resultar em uma expressão mais leve da síndrome.
A imagem do cariótipo ao centro mostra uma amostra com a trissomia do 21 (47,XX,+21), indicando que a pessoa tem 47 cromossomos no total, sendo o extra o cromossomo 21. Isso é a principal característica genética da síndrome de Down.
No caso acima, foi feito um estudo em um indivíduo de 55 anos para tentar identificar a origem de sua demênica, e se constatou que possuía trissomia do 21 em algumas células cerebrais. Assim, tinha cromossomos normais e outros com a trissomia, um exemplo de mosaicismo.
O mosaicismo cromossômico é uma anomalia em que um indivíduo possui duas ou mais linhagens de células com números diferentes de cromossomos, resultado de um erro durante as primeiras divisões mitóticas do embrião. A imagem à esquerda mostra como, após a fecundação, o óvulo fertilizado (com 46 cromossomos) começa a se dividir. Durante essas divisões, pode ocorrer um erro de não-disjunção, resultando em células com 47, 46 ou 45 cromossomos. Esse processo gera uma mistura de células normais e anormais no organismo, como ilustrado na imagem à direita, onde algumas células têm o número normal de cromossomos, enquanto outras apresentam a falta de um cromossomo. Esse mosaicismo pode levar a manifestações variáveis de síndromes genéticas, dependendo da proporção de células afetadas e da função dos cromossomos envolvidos.
As alterações fenotípicas na trissomia do 21 (síndrome de Down) incluem uma alta incidência de cardiopatias (30-40%) e um risco significativamente maior de leucemia (de 10 a 20 vezes mais frequente do que na população normal). Além disso, há um comprometimento do desenvolvimento intelectual e uma predisposição ao Alzheimer precoce. Há também alterações morfológicas do trato gastrointestinal e maior incidência de infecções respiratórias. Curiosamente, indivíduos com trissomia do 21 apresentam uma redução na incidência de tumores sólidos, hipertensão e aterosclerose, em comparação com a população geral, embora as razões para isso ainda sejam objeto de estudo.
Comentários
Postar um comentário