seminário 02
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Capítulo 01:
Os Cromossomos Metafásicos
e o
Ciclo Mitótico
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~ 1865 a 1883: Citologistas e Mendel
Estrutura característica das células
Capaz de formar novos núcleos por divisão
Divisão - estruturas alongadas = cromossomos
1866 – Haeckel - * núcleo é o principal agente da herança
1880 – Flemming - *mitose – cromossomos se dividem longitudinalmente
- *visualizou cromossomos plumosos
1881 – Balbiani - * descobriu cromossomos politênicos
1883 – Roux - *comportamento dos cromossomos meióticos =
Mecanismo
de
herança
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~ 1900 a 1904:
Proposta a Teoria da Herança Cromossômica
Base
Leis mendelianas da herança
(redescobertas de Correns – 1900)
Trabalhos citológicos
( Sutton, 1903 e Boveri, 1904)
Citogenética
Estudo relativo cromossomo
isolado / em conjunto
condensado / distendido
morfologia / organização
função / replicação
variação / evolução
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Cromossomos Metafásicos
cromátide = um único fio de DNA + proteínas + RNA = cromonema = cromatina
região mais delgada = centrômero 2 braços
(constrição secundária satélite)
telômero = extremidade do braço
Centrômero
Acrocêntrico – perdidos na divisão celular
Dicêntricos, Tricêntricos ...
* constrição primária muito longa
* anáfase – “quebra” do cromossomo
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Morfologia do cromossomo metafásico
Cromossomos com vários centrômeros
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Centrômero
Inativação do cromossomo extra
ou
Mecanismo de coorientação dos
centrômeros
Funcionamento normal de
cromossomos que têm + de 01
centrômero
Quebra de cromossomo:
funciona como monocêntrico
centrômero latente = retoma sua ativ. funcional
Cinetócoro
estrutura globosa ou em forma de placa
se liga as fibras do fuso
presente em todo o ciclo (desde a intérfase)
Holocêntrico:
• várias placas / uma única
•ausência de C.P.
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Fibras Cinetocóricas
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Comparação entre cromossomos anafáficos
monocêntricos e holocêntricos
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Constrição Secundária :
em um cromossomo de cada espécie (lote n)
prófase - associado ao nucléolo = RON
produção de RNA ribossomais
fortemente corada com nitrato de prata
Telômero :
Diferenças na composição/organização de seu DNA
Qd perdido – “adesão” nas novas extremidades - * dificuldade na anáfase
Cicatrizante nos terminais cromossômicos
Organização cromossômica – intérfase, prófase
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Cariótipo :
Descrição das características do conj. cromossômico de uma espécie.
compara citogeneticamente espécies diferentes
variação entre indivíduos da mesma espécie
correlacionar patologias
Representação:• Cariograma
• Idiograma
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Cariograma:
fotografia de uma metáfase
homólogos emparelhados e enumerados
Idiograma:
representação esquemática do cariótipo
posição e tamanho do centrômero
número, tamanho e largura do cromossomo
conj. haplóide
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Idiograma de algumas espécies do gênero
Briza (gramínea)
Cariograma humano
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Número Cromossômico:
02 números cromossômicos
diferentes
• haplóide = gamético = n
• diplóide = somático = 2n
Extremos: 2n = 2 – Parascaris equorum (nematelminto)
2n = 1260 – Ophioglossum reticulatum (pteridófita)
2n = 4 – poucas plantas e animais
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Tamanho Cromossômico:
tamanho médio 5 a 6 um
cromossomos muito pequenos – descrição cariótipa – restrita ao número cromossômico
variação de tamanho gradativa
bimodal
Cariótipo simétrico
assimétrico – variação do tamanho/posição do centrômero
Diversidade cromossômica e cariótipica
Cravo-bravo, 2n=48Iridácea, 2n=28
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Posição do Centrômero:
Metacêntrico
Telocêntrico Submetacêntrico
Acrocêntrico
01) Razão entre braços (r)
r = l/c
02) Índice centrométrico (ic)
ic = c x 100 / c + l
Tipos cromossômicos
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Divisão Nuclear
Eucariotas Meiose
Mitose
sequência de eventos basicamente a mesma
originados antes dos pluricelulares
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INTÉRFASE
Cromatina parte condensada = cromocentro
parte descondensada = cromatina difusa
•G1• duração variável
• influenciável pelo meio externo
• S • duplicação do DNA nuclear
• período mais longo
• G2 • qtd de DNA duplicada
• 2 cromátides por cromossomo
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PRÓFASE
massa difusa CROMONEMA
Citoplasma fuso acromático
desaparecem os nucléolos
rompe-se a carioteca
fibrilas do fuso ligam-se ao cinetocóro
Final Prófase = PROMETÁFASE
• cromossomos razoavelmente condensados
• espalhados pelo núcleo
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METÁFASE
alinhados no plano mediano da célula
com maior contração e individualização
* aplicação de substâncias anti-mitóticas
* se ligam as tubulinas
* fusos inativados
* células c - metáfases
* montagem de cariogramas ou idiogramas
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ANÁFASE
divisão do centrômero
encurtamento das fibras do fuso
alongamento das fibras entre cinetocóros irmãos
cromossomos chegam nos pólos opostos
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TELÓFASE
cromossomos fortemente condensados e agregados
cromatina difusa mais descondensada
aparecimento dos cromocentros e da cromatina difusa
reaparecem nucléolos e a carioteca
desaparecem o cromonema e o fuso acromático
cromossomos polarizados
divisão nuclear Citocinese
núcleo celular Intérfase
G 1 = G 0
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Capítulo 2:
Organização Molecular
da Cromatina
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Composição Química da Cromatina
pequena fração constituída de DNA
maior parte é protéica
menor fração é RNA
proteínas básicas = histonas
proteínas ácidas = não-histônicas
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Estrutura do DNA
dupla cadeia helicoidal
cadeia nucleotídeo grupo fosfato + pentose + base nitrogenada
bases
Pareamento específico
púricas (A, G)
pirimídicas (C, T)
G C e A T
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Estrutura e pareamento dos nucleotídeos no DNA
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Estrutura do DNA
Informação genética do DNA transcrita para o RNA traduzida para proteínas
• passagem da informação através de um código
• cada aminoácido codificado por sequência 3 nucleotídeos
• DNA contém “trincas” codoficam uma proteína
Variação na qtd de DNA
Conteúdo médio de DNA filo menos complexo < filo mais complexo
fungos
poríferas <briófitas
moluscos < angiospermas
mamíferos
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Variação na qtd de DNA
Gimnosperma
Angiosperma
Peixes
Anfíbios
• não há correlação entre complexidade organismal
Ex.: 2 ervas tetraplóides
menos de 50 cm de altura
com estruturas semelhantes
uma com cerca de 670x
mais DNA que outra
Codificação das informações genéticas qtd mínima de DNA
EUCARIOTAS - excesso de DNA
Difícil estabelecer uma correlação entre qtd de DNA e estágio evolutivo
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Sequência de Base no DNA
“técnica para deduzir a sequência de bases de um segmento de DNA”
• permite ler segmentos pequenos de DNA
• necessário cortar em pedaços menores
• sequenciar as bases de cada pedaço
• reunir corretamenteas sequências para ler o segmento inteiro
Genes se organizam separados por um “DNA espaçador”
• fonte de variação na qtd de DNA
• não se relaciona com a informação genética
• nem com a complexidade do organismo
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Genes éxons + íntrons
• Éxons: contém informação genética
• Íntrons: não contém informação genética
não estão rigidamente controlados pela seleção natural
DNA altamente repetitivo
uma mesma sequência de bases se repete mais de 100 000 x
DNA moderadamente repetitivo
repetitividade inferior a 100 000x
DNA de sequências únicas
sequências se repetem poucas vezes ou não se repetem
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Relação entre o tamanho do gene da ovalbulina no DNA e no RNAm
![Page 31: Seminário 02](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052223/559f9d981a28abab198b47fd/html5/thumbnails/31.jpg)
Determinação da repetitividade do DNA
* solução com DNA isolado, fragmentado em pequenos pedaços
* aquecimento rompe pontes de H (desnaturação)
* baixando-se a temperatura reassociação das cadeias
* a velocidade e o tempo necessário para renaturação
constante de reassociação (c.r.)
Compara-se a c.r. de um DNA com a de outro DNA não-repetitivo
Quanto mais rápida a reassociação, maior o grau de repetitividade
do DNA testado
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Identificação do DNA altamente repetitivo
Por densidade de flotação
DNA nuclear é extraído, fragmentado e centrifugado em CsCl
banda principal
banda satélite
• contém o DNA de sequências únicas
• e o moderadamente repetitivo
• contém o DNA altamente repetitivo
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Isolamento do DNA satélite pela densidade de flotação.
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RNA
RNA m
RNA t
RNA r
traduzido para proteína
auxiliares no processo de tradução
Constutie maior parte do RNA nuclear
Representa uma pequena fração da cromatina
• RNA r:
* 4 tipos 5 s
5,8 s
18 s
28 s
Localizam-se nos telômeros
Surgem simultaneamente da quebra de uma
molécula maior – RNA 45 s
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• RNA t:
* teoricamente existem 64 tipos diferentes
(um para cada anticódon possível)
• RNA m:
* origena-se do DNA de sequências únicas
Estrutura do RNA r e RNA t:
cadeia simples dobrada sobre si mesmo
parcialmente pareado
originam-se do DNA moderadamente repetitivo
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Histonas
* 5 tipos: H1
H2A
H2B
H3
H4
rica em lisina
moderadamente rica em lisina
rica em arginina
Interação Histonas - DNA:
•Nucleossomos – octâmero de histonas envolvidos em 2 voltas de DNA (nucleóide),
interligados por um filamento de DNA espaçador
•Solenóide – forma pequenos cromômeros numerosas alças
•Cromômeros - formam o cromossomo metafásico
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“ Estrutura da Cromatina ”
Nucleóide * composto de um octâmero de histonas ( 2moléculas de H2A, H3, H4, H2B)
* H1 ou H5 aparecem por fora ou no interior dos giros de DNA
DNA ligado a histona em sítios específicos
DNA não complexado a histonas é clivado, fragmentos de tamanhos variados
Cromatina é clivada, fragmentos de DNA padronizados
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Os quatro pares de histonas
que compõem o núcleo do
nucleossoma.
Representação: A = cromatina intacta,
B = nucleossoma, C = cromatossoma .
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“ Proteínas não-histônicas – NHP ”
“papéis” desde o estrutural até o enzimático
atuam na transcrição, replicação e reparo do DNA
atuam na condensação e descondensação cromatínica
Após extração de DNA, histonas e RNA, permaneceu um arcabouço de proteínas
não histônicas
Em Politênicos:
• Formação de pufe – envolve acúmulo de NHP na interbanda adjacente
• Papéis: Ativam a transcrição de RNA
Empacotam e transportam RNA recém-transcrito
Ativam genes no pufe
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Eletromicrografia de um cromossomo
humano do qual se extraíram as histonas.
Certas proteínas não histônicas formam
uma armação, da qual emergem laços ou
anéis de DNA.
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Capítulo 03:
Heterocromatina
e
Bandamento cromossômico
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1928 – Emil Heitz
2 tipos de cromatina
• Heterocromatina – condensada durante todo o ciclo celular
• Eucromatina – possue um ciclo de condensação-descondensação
Características gerais da Heterocromatina:
ausência de atividade gênica
replicação tardia do DNA
prófase = blocos heterocromáticos mais condensados que o
restante do cromossomo
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Tipos de Heterocromatina
Constitutiva
permanece condensada
concentra-se em blocos no cromossomo
em ambos os homólogos, na mesma posição e mesmo tamanho
não contém genes estruturais
local onde se situa se não total / a maior parte do DNA satélite
em todo o ciclo
em todas as células do indivíduo
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Tipos de Heterocromatina
Facultativa
se comporta como heterocromatina / eucromatina
aparece em apenas um dos homólogos
envolve todo o cromossomo
composição de DNA típica de eucromatina
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* Corpúsculo de Barr – Heterocromatina Facultativa
• um cromocentro encontrado no núcleo interfásico
•só aparece em fêmeas = cromatina sexual = cromatina x
• diferencia o sexo citogenético do indivíduo
• nº de Corpúsculos de Barr = nº de cromossomos x – 1
Comparação entre núcleos interfásicos de (a) um homem normal XY, (b) uma mulher
normal XX, (c) uma mulher X0, (d) uma mulher XXX.
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* Corpúsculo de Barr
Hipótese de Lyon
a inativação de um dos X da mulher garantiria um equilíbrio entre o nº de
genes ativos no homem e na mulher
Cromossomo Y:
• um dos menores cromossomos humanos
• em parte formado por heterocromatina constitutiva
• não tem muita influência no equilíbrio gênico
• contem poucos genes
Inativação do X mecanismo de compensação de dose
equipara a qtd de genes ativos no homem e na mulher
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Técnicas de localização da Heterocromatina Constitutiva
em cromossomos Metafásicos
01) Técnica de Tratamento com frio
a temperatura baixa faz com que a heterocromatina se descondense mais
que a eucromatina
apenas algumas poucas espécies apresentam esse tipo de comportamento
nessa condição
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02) Técnica Auto-Radiográfica
expor o organismo / célula em crescimento a uma solução contendo
substância radioativa ( timidina tritiada) que será normalmente metabolizada
posteriormente pode-se reconhecer a localização dessa substância devido
a sua radioatividade
tecnica que vai atingir os núcleos celulares que estiverem na fase S, onde
os novos DNAs sintetizados incorporarão o elemento radioativo.
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Replicação tardia do DNA da heterocromatina
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03) Técnica Hibridação in situ
se reconhece a heterocromatina pela localização do seu DNA repetitivo
3 etapas: 1ª : DNA satélite isolado e fragmentado é induzido à replicação em
presença de timidina tritiada; as novas cadeias marcadas são
separadas
2ª : cromossomos com cadeias pareadas são desnaturados
3ª : DNA cromossomal desnaturado é colocado em contato com as
cadeias simples de DNA satélite marcado; induz o pareamento,
revelando-se assim a exata localização da heterocromatina constitutiva
no cromossomo.
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04) Técnica Bandamento C
cromossomos são mergulhados numa solução básica (hidróxido de bário)
em seguida expostos a uma solução salina a temperatura elevada
o DNA da heterocromatina constitutiva é menos extraído que o DNA
restante do cromossomo
qd os cromossomos são corados, as regiões heterocromáticas coram mais
fortemente, formando blocos escuros = bandas C
O padrão de bandas C podem servir como um parâmetro que facilita a identificação e
caracterização de certos cromossomos, por exemplo, os cromossomos humanos 8 e 9.
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“ 05) Técnica Bandamento G ”
produz várias bandas claras e escuras no cromossomo
essa técnica não evidencia a heterocromatina
O bandamento G constitue um meio de identificação cromossômica,
permite detectar rearranjos cromossômicos e comparar cariótipos de
espécies relacionadas
regiões escuras (bandas G ) representam segmentos cromossômicos que
se condensam mais cedo na prófase
regiões claras são condensados mais tardiamente na prófase
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06) Técnica Fluorocromos específicos para AT ou GC
Corantes fluorescentes - fluorocromo quinacrina mustarda – bandas Q
alguns fluorocromos são altamente específicos para AT ou GC,
identificando apenas o DNA satélite
Estes tipos de corantes também podem localizar o cromossomo Y humano em
núcleos interfásicos
![Page 54: Seminário 02](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052223/559f9d981a28abab198b47fd/html5/thumbnails/54.jpg)
Importância do Bandamento cromossômico
Bandamento G e Q
*permitem detectar pequenas variações estruturais (deleções,duplicações, inversões)
* possibilita localizar exatamente a região diretamente afetada
Bandamento C
* nos casos de híbridos interespecíficos, esta técnica tem permitido reconhecer, na
célula híbrida, quais os cromossomos de cada espécie parental
Para estudos evolutivos
* as técnicas possibilitaram observação detalhada das transformações que ocorreram em grupos
de espécies próximas que apresentam cariótipos muito semelhantes.
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Representação esquemática
do cariótipo humano com
bandamento. Os setores de
heterocromatina constitutiva,
incluíndo os centrômeros,
estão em vermelho.
![Page 56: Seminário 02](https://reader033.vdocument.in/reader033/viewer/2022052223/559f9d981a28abab198b47fd/html5/thumbnails/56.jpg)
“ Referências Bibliográficas ”
GUERRA,Marcelo. Introdução à Citogenética Geral. Editora Guanabara
(1986)
RECCO-PIMENTEL, Shirlei M.; CARVALHO, Hernandes F. A célula. (2007)
DE ROBERTIS, Eduardo M. F.; HIB, José. Bases da Biologia Celular e
Molecular. Guanabara Koogan, 2006.