Aberrações Cromossômicas

O conceito de aberrações cromossômicas

Sabemos que cada espécie apresenta um cariótipo típico, isto é, um conjunto de cromossomoscaracterizado e identificado em número, forma e tamanho. Às vezes, porém, acontecem irregularidades (aberrações) na divisão celular ou ação de agentes externos como, por exemplo, as radiações que podem cortar cromossomos. Como os cromossomos são os depositários dos genes, qualquer alteração numéri­ca ou estrutural é capaz de modificar a expressão gênica, originando organismos anormais ou inviáveis.

Aberrações cromossômicas numéricas

Cada espécie tem um número característico de cro­mossomos. Geralmente os organismos são diplóides, com dois grupos de cromossomos homólogos: um dos grupos ou genoma é doado pelo pai, sendo o outro genoma proveniente da mãe. As aberrações cromossômicas nu­méricas envolvem modificações no número cromossômico da espécie e podem ser divididas em: euploidias e aneuploidias.

As euploidias

As euploidias consistem na variação numérica do conjunto básico de cromossomos, designado n. Compreendem a haploidia e a poliploidia.

♦ Monoploidia ou haploidia

Ocorre quando os organismos possuem apenas um genoma, sendo designados n. São haplóides os machos de abelhas e vespas, originados de processos partenogenéticos.

Na maioria das algas e fungos e em todas as briófitas, a fase haplóide representa a fase predominante do ciclo vital.

Naturalmente não há dominância e recessividade nos haplóides, enquanto a gametogênese é desprovida da meiose.

♦ Poliploidia

É a existência de três ou mais conjuntos cromossômicos básicos nas células. Tais organismos são designados triplóides (3n), tetraplóides (4n), pentaplóides (5n) etc.

Os poliplóides podem ser autopoliplóides e alopoliplóides.

Nos autopoliplóides existem três ou mais conjuntos cromossômicos básicos (genomas) da mesma espécie.

Na drosófila, por exemplo, a fêmea pode produzir óvulos não-reduzidos, isto é, diplóides (2n) que, fertilizados, originam fêmeas triplóides (3n).

 Aberrações por poliploidia em drosófila

Os alopoliplóides originam-se da duplicação dos ge­nomas de um híbrido diplóide resultante de cruzamento interespecífico.

O Crruzamento interespecífico

O exemplo clássico de alopoliplóide experimental é o vegetal Raphanobrassica, estudado por Karpechenko.
O rabanete Raphanus sativus e a couve Brassica oleracea são espécies diferentes, mas apresentam o mesmo número de cromossomos, ou seja, 18. Quando cruza­das, podem originar um híbrido interespecífico de grande vigor, mas estéril por apresentar 2 genomas dife­rentes. Contudo, formam-se alguns gametas não-reduzidos, contendo 18 cromossomos. Da união de tais game­tas originam-se zigotos viáveis, produzindo sementes com 36 cromossomos, sendo 18 de Raphanus e 18 de Brassica. Tais sementes podem produzir plantas tetraplóides férteis, constituindo uma nova espécie, a Raphanobrassica.

Origem da Raphanobrassica

Examinando-se o grande número de formas poliplóides existentes, principalmente nos vegetais, pode-se con­cluir que há uma relação entre a multiplicação do número de cromossomos e a evolução desses organismos.

Uma das formas da poliploidia, a alopoliploidia, de­ve ter contribuído bastante na formação de novas espécies, que puderam ser obtidas experimentalmente pela anfidiploidia, isto é, reunião de 2 genomas diferentes num indivíduo e a subseqüente duplicação do número de cro­mossomos. O fumo, por exemplo, originou-se do cruza­mento de duas espécies distintas, com duplicação do nú­mero de cromossomos. As espécies que contribuíram para a formação dessa planta são Nicotiana süvestris e Nicotiana tomentosiformes, ambas com 12 pares de cro­mossomos, obviamente diferentes. O híbrido é a espécie Nicotiana tabacum.

Na espécie humana a poliploidia, como era de se es­perar, raramente acontece e os casos relatados são de abortos espontâneos ou natimortos.

As aneuploidias

As aneuploidias consistem na variação numérica não de grupos inteiros de cromossomos, mas de somente par­te do grupo. A origem dos aneuplóides é devida à desi­gual distribuição de cromossomos na meiose. Tal fenô­meno é conhecido por não-disjunção.

Assim, se 2 cromossomos homólogos não pareiam na divisão I da meiose, podem-se deslocar para o mesmo pólo celular. A divisão II formará, então, células, uma com um cromossomo a mais e outra com um a menos. A união dessas células com um gameta normal produz, respectivamen­te, um trissômico e um monossomico. 

Origem das aberrações por aneuploidias

A aneuploidia pode ser dividida em: monossomia, polissomia e nulissomia.

♦ Monossomia

Consiste na perda de um único cromossomo, sendo re­presentada por 2n - 1. Na espécie humana ocorre asíndrome de Turner, na qual as mulheres afetadas perdem um cromossomo X. Tais mulheres são 45, X em vez de 46, XX.

A síndrome de Turner apresenta os seguintes sinto­mas clássicos: mulheres quase sempre com ovários residuais, baixa estatura, amenorréia, infantilismo genital, subdesenvolvimento dos caracteres sexuais secundários, freqüentemente pescoço alado, coartação da aorta e ano­malias dos dedos.

♦ Polissomia

Consiste no acréscimo de 1, 2 ou mais cromossomos a um genoma. Assim, temos a trissomia (2n + 1), tetrassomia (2n + 2), pentassomia (2n + 3) etc.

Ocorrem as:

• Síndorme de Down
• Síndrome de Klinefelter
• Síndrome de Edwards

Veja mais em: Anomalias Genéticas no Homem

♦ Nulissomia

Representa a perda de um par de cromossomos ho­mólogos, sendo representada por 2n - 2.

O resultado, geralmente, é letal para os diplóides (2n - 2). Porém alguns poliplóides podem perder dois homólogos de um grupo e ainda sobreviver.

No trigo são conhecidos diversos nulissômicos de hexaplóides (6n - 2). Na figura abaixo, apresentamos o quadro geral das aberrações cromossômicas numéricas.

As aberrações cromossômicas numéricas

Aberrações cromossômicas estruturais

Durante a prófase I da meiose ocorrem fraturas cro­mossômicas e, normalmente, as partes fraturadas são novamente soldadas ou, então, permutadas. Às vezes, porém, os segmentos fraturados se perdem ou se soldam erradamente, resultando nas aberrações cromossômicas estruturais. Tais aberrações  podem ser classificadas em: deficiência, inversão, translocação e duplicação.

Deficiência ou deleção

É a perda de uma parte do cromossomo. Segundo a posição, a deficiência pode ser terminal ou intercalar. As terminais são mais raras que as intercalares. Os fragmen­tos que permanecem com o centrômetro passam a fun­cionar como cromossomos deficientes. Os pedaços que não contiverem o centrômetro irão perder-se, pois, na mitose, eles não podem prender-se às fibras do fuso. As deficiências representam perda de genes e só permitirão a sobrevivência se forem diminutas, ou incidirem em material cromossômico de pouca importância. A deficiência pode ser originada de uma volta, seguida de uma ruptura, como mostra a figura abaixo.

A formação de uma deleção

Em drosófila é bem conhecida a alteração Notch, uma aberração das asas produzida por uma deficiência no cro­mossomo X, constituindo um caráter sex-linked. A de­ficiência também atinge o lócus contendo os genes V para olho vermelho e v para olho branco. A deficiência Notch é sempre letal nos machos; nas fêmeas só é letal quando homozigótica. A figura abaixo ilustra a herança da deficiência Notch através do cruzamento de uma fêmea Notch de olho vermelho com um macho normal de olho branco.

Na mulher, a perda de parte de um cromossomo X não é letal porque, de qualquer modo, um dos cromossomos X das fêmeas dos mamíferos é praticamente inativo.

No homem, existe um caso de deficiência autossômica que determina a leucemia mielóide crônica, uma variedade de câncer. Os pacientes têm 46 cromossomos, mas um dos que pertencem ao grupo 22 é menor. Tal cro­mossomo é designado como cromossomo de Philadelphia.

Uma deficiência do cromossomo número 5 causa, no homem, a síndrome do miado de gato, assim chamada em virtude do choro dos afetados lembrar um gato miando. A síndrome mostra retardamentos neuromotor e mental graves, bem como hipotrofia muscular.

Duplicação

É a presença de uma parte em duplicata no cromos­somo, de maneira que a mesma seqüência de genes aparece duas vezes. A duplicação resulta da inclusão, em um cromossomo, de um pedaço extra proveniente do seu homólogo, o qual fica, portanto, com uma deficiência. É evidente que a aberração resulta de uma troca de pedaços desiguais entre homólogos, pois a troca de pedaços iguais constitui uma simples permuta.

 Aberração por Duplicação e Deficiência

Enquanto os homólogos aberrantes permanecem na mesma célula, o conjunto gênico total continua inaltera­do, pois a duplicação existente num dos cromossomos compensa a deficiência do outro. Entretanto, os homólo­gos se separam durante a meiose, de modo que os gametas resultantes ficarão com excesso ou com falta de ma­terial hereditário. Um exemplo clássico de duplicação ocorre no cromossomo X de drosófila, no qual existe um segmento responsável pela forma normal do olho. Quando tal segmento é duplicado, forma-se um olho reduzido conhecido por "bar". Se o segmento for triplicado, o olho aparece mais atrofiado, originando a variedade "ultrabar" ou "duplo bar".

A aberração "Bar" em drosófila

Os isocromossomos

Os isocromossomos são cromossomos que mostram, simultaneamente, um braço com deficiência total e outro com duplicação completa. Tais cromossomos aparecem por divisão longitudinal e não transversal do centrômetro.

Formação de isocromossomos

Translocação

A translocação é a transferência de parte de um cro­mossomo para um cromossomo não-homólogo.

Aberração por translocação

Pode ser paracêntrica e pericêntrica.

A quebra de um cromossomo produz um fragmento sem centrômero (acêntrico) e outro com centrômero (cêntrico). Na translocação paracêntrica cada fragmen­to acêntrico se solda a um fragmento cêntrico, recompondo dois cromossomos que têm centrômero. Na trans­locação pericêntrica, os fragmentos cêntricos se soldam um ao outro e os acêntricos também se juntam: um dos cromossomos translocados fica dicêntrico (com 2 centrômeros) e outro acêntrico.

Tipos de translocação

O cromossomo acêntrico tende a perder-se e o dicêntrico tende a romper-se, pois na anáfase os dois centrômeros podem migrar para os pólos opostos. Por isso, é raro encontrar nas células os produtos das translocações pericêntricas, enquanto os resultados das translocações paracêntricas podem persistir em todas as células do organismo, como já se encontraram na espécie humana.

Inversão

A inversão consiste em duas fraturas cromossômicas seguidas da reconstituição com o pedaço invertido entre as mesmas. Se ocorre em um único braço do cromosso­mo é chamada de paracêntrica; se envolve o centrômero, ela é pericêntrica.

Tipos de inversão

O pareamento na meiose

Na figura abaixo observamos as figuras do pareamento (sinapse zigocêntrica) em meioses com as respectivas aberrações cromossômicas estruturais.

Por: Paulo Magno da Costa Torres