O aneuploidia é a condição das células em que apresentam um ou mais cromossomos em excesso ou em falta, diferindo do número haplóide, diplóide ou poliploide das células que compõem um organismo de uma determinada espécie.
Em uma célula aneuplóide, o número de cromossomos não pertence a um múltiplo perfeito do conjunto haplóide, pois eles perderam ou ganharam cromossomos. Geralmente, a adição ou perda de cromossomos corresponde a um único cromossomo, ou a um número ímpar deles, embora às vezes possa haver dois cromossomos envolvidos.
As aneuploidias pertencem às alterações cromossômicas numéricas e são as mais fáceis de identificar citologicamente. Esse desequilíbrio cromossômico é mal suportado por animais, sendo mais frequente e menos prejudicial em espécies vegetais. Muitos defeitos congênitos em humanos são causados por aneuploidia.
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A perda ou ganho de um ou mais cromossomos nas células de um indivíduo é geralmente devido à perda por translocação ou ao processo de não disjunção durante a meiose ou mitose. Como resultado, a dose gênica dos indivíduos é alterada, o que por sua vez causa graves defeitos fenotípicos..
Alterações no número de cromossomos podem ocorrer durante a primeira ou segunda divisão da meiose, ou em ambas ao mesmo tempo. Eles também podem se originar durante a divisão mitótica.
Essas falhas de divisão são realizadas na meiose I ou meiose II, durante a espermatogênese e oogênese, ocorrendo também na mitose nas primeiras divisões do zigoto..
Nas aneuploidias, a não disjunção ocorre quando um dos cromossomos com seu par homólogo passa para o mesmo polo celular ou é adicionado ao mesmo gameta. Isso provavelmente ocorre devido à divisão prematura do centrômero durante a primeira divisão meiótica na meiose materna..
Quando um gameta com um cromossomo extra se junta a um gameta normal, ocorrem trissomias (2n + 1). Por outro lado, quando um gameta com um cromossomo ausente e um normal se unem, as monossomias (2n-1) são produzidas.
As aneuploidias ocorrem com freqüência em indivíduos diplóides. Essas modificações no número de cromossomos são de grande relevância clínica na espécie humana. Eles incluem diferentes tipos, como nulissomias, monossomias, trissomias e tetrassomias.
Em células com nulissomia, ambos os membros de um par homólogo de cromossomos são perdidos, representando-os como 2n-2 (n é o número haplóide de cromossomos). Em humanos, por exemplo, com 23 pares de cromossomos homólogos (n = 23), ou seja, 46 cromossomos, a perda de um par homólogo resultaria em 44 cromossomos (22 pares).
Um indivíduo nulisômico também é descrito como aquele que não possui um par de cromossomos homólogos em seu complemento somático..
Monossomia é a deleção de um único cromossomo (2n-1) no par homólogo. Em um ser humano com monossomia, a célula teria apenas 45 cromossomos (2n = 45). Dentro da monossomia encontramos a monoisossomia e a monotelosomia.
Nas células monoisossomais, o cromossomo presente sem seu par homólogo é um isocromossomo. Células monotelocêntricas ou monotelocêntricas têm um cromossomo telocêntrico sem seu par homólogo.
Nas trissomias, o aparecimento ou adição de um cromossomo ocorre em algum par homólogo, ou seja, existem três cópias homólogas de um mesmo cromossomo. É representado como 2n + 1. Em humanos com células trissômicas, 47 cromossomos são encontrados.
Algumas condições bem estudadas, como a síndrome de Down, ocorre como consequência da trissomia do cromossomo 21.
A constituição do cromossomo extra permite que a trissomia seja classificada em:
A tetrassomia ocorre quando há adição de um par completo de cromossomos homólogos. No homem, a tetrassomia resulta em indivíduos com 48 cromossomos. É representado como 2n + 2. O par de cromossomos adicionais é sempre um par homólogo, ou seja, haverá quatro cópias homólogas de um determinado cromossomo.
No mesmo indivíduo, mais de uma mutação aneuploide pode ocorrer, resultando em indivíduos trissômicos duplos (2n + 1 + 1), monossômicos duplos, tetrassômicos nuli, etc. Organismos monossômicos sêxtuplos foram obtidos experimentalmente, como é o caso do trigo branco (Triticum aestivum).
As linhas celulares formadas após um processo de não disjunção cromossômica geralmente são inviáveis. Isso ocorre porque muitas dessas células ficam sem informação genética, o que as impede de se multiplicar e desaparecer..
Por outro lado, a aneuploidia é um importante mecanismo de variação intraespecífica. Na planta de erva daninha Jimson (Datura stramonium) um complemento haplóide de 12 cromossomos é encontrado, então 12 cromossomos trissômicos diferentes são possíveis. Cada trissômica envolve um cromossomo diferente, cada um apresentando um fenótipo único.
Em algumas plantas do gênero Clarkia trissomia também atua como uma fonte importante de variabilidade intraespecífica.
Em humanos, cerca de metade dos abortos espontâneos no primeiro trimestre de gestação são causados por uma alteração numérica ou estrutural dos cromossomos.
Monossomias autossômicas, por exemplo, não são viáveis. Muitas trissomias, como a do cromossomo 16, são freqüentemente abortadas e na monossomia do cromossomo X ou na síndrome de Turner as células são viáveis, mas os zigotos X0 são abortados prematuramente..
Os casos mais comuns de aneuploidia em homens estão relacionados aos cromossomos sexuais. Alterações no número de cromossomos são mais bem toleradas do que alterações cromossômicas autossômicas.
A aneuploidia afeta o número de cópias de um gene, mas não sua sequência de nucleotídeos. À medida que a dose de alguns genes é alterada, as concentrações dos produtos gênicos também são alteradas. No caso dos cromossomos sexuais, há uma exceção a essa relação entre o número de genes e a proteína produzida..
Em alguns mamíferos (camundongos e humanos), ocorre a inativação do cromossomo X, o que permite que a mesma dose funcional de genes relacionados ao referido cromossomo exista em machos e fêmeas..
Dessa forma, cromossomos X adicionais são inativados nesses organismos, tornando possível que a aneuploidia nesses cromossomos seja menos danosa..
Algumas doenças, como a síndrome de Turner e a síndrome de Klinefelter, são causadas por aneuploidias nos cromossomos sexuais.
Os indivíduos com essa condição são fenotipicamente masculinos, com algumas características efeminadas. A presença de um cromossomo X extra em indivíduos do sexo masculino é a causa da doença, sendo que esses indivíduos apresentam 47 cromossomos (XXY)..
Em casos graves dessa condição, os homens têm vozes muito agudas, pernas longas, pouco desenvolvimento de pelos no corpo e quadris e seios femininos muito marcados. Além disso, são estéreis e podem apresentar baixo desenvolvimento mental. Em casos mais leves, há um fenótipo masculino e desenvolvimento cognitivo normal.
A síndrome de Klinefelter ocorre em aproximadamente um em 800 nascidos vivos do sexo masculino.
A síndrome de Turner é causada pela perda parcial ou total de um cromossomo X e ocorre em mulheres. Esta alteração cromossômica ocorre durante a gametogênese por um processo de não disjunção pós-zigótico..
Diferentes alterações cariotípicas produzem diferentes fenótipos na síndrome de Turner. Quando o material do braço longo de um dos cromossomos X (terminal ou intersticial) é perdido, ocorrem falhas ovarianas primárias ou secundárias e tamanhos pequenos em pacientes com essa condição. Linfedema e disgenesia gonadal também são comuns..
Geralmente, o fenótipo das mulheres com essa doença é normal, exceto pela baixa estatura. O diagnóstico desta síndrome depende, portanto, do estudo e da presença da alteração citogenética..
Essa doença ocorre em aproximadamente um em cada 3.000 recém-nascidos do sexo feminino, com maior frequência de abortos espontâneos, ou seja, não mais que 5% dos embriões que se formam com essa alteração conseguem se desenvolver plenamente até o termo..
Indivíduos nascidos com aneuploidias cromossômicas autossômicas são raros. Na maioria dos casos em que ocorre esse tipo de mutação, ocorrem abortos espontâneos, com exceção de aneuploidias de pequenos autossomos, como trissomia do cromossomo 21.
Acredita-se que, por não haver mecanismos de compensação para doses genéticas em cromossomos autossômicos, alterações em sua composição são muito menos toleradas pelos organismos..
O pequeno tamanho dos cromossomos 21 permite a presença de cópias adicionais de genes, sendo menos prejudiciais do que em cromossomos maiores. Esses cromossomos têm menos genes do que qualquer outro autossomo.
A síndrome de Down é a aneuploidia autossômica mais comum em humanos. Nos Estados Unidos, cerca de um em cada 700 nascimentos tem essa condição.
Estima-se que 95% dos casos sejam causados por não disjunção, causando trissomia livre 21. Os 5% restantes são produzidos por translocação, frequentemente entre os cromossomos 21 e 14. A prevalência dessa condição depende em grande parte da idade materna na concepção.
Foi determinado que entre 85 e 90% dos casos, a presença de trissomia do cromossomo 21 livre está associada a alterações meióticas maternas. Os indivíduos que apresentam esta condição são caracterizados por serem hipotônicos, hiperextensíveis e hiporrefletivos.
Além disso, eles têm um crânio moderadamente pequeno, com um occipital ramificado e achatado, um nariz e orelhas pequenos e uma boca pequena e inclinada para baixo com protrusão frequente da língua..
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