Aneuploidia: causas, tipos e exemplos - Ciência - 2023

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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 aneuploide, 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. Muitas malformações congênitas em humanos são causadas por aneuploidia.

Causas

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 de gene 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 surgir durante a divisão mitótica.

Essas falhas de divisão ocorrem na meiose I ou meiose II, durante a espermatogênese e oogênese, ocorrendo também na mitose nas divisões iniciais 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.

Tipos

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.

Nulissomia

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

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.

Em células monoisossomais, o cromossomo presente sem seu par homólogo é um isocromossomo. As células monotelocêntricas ou monotelocêntricas possuem um cromossomo telocêntrico sem seu par homólogo.

Trissomia

Nas trissomias, o aparecimento ou adição de um cromossomo ocorre em algum par homólogo, ou seja, há 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, ocorrem como consequência da trissomia do cromossomo 21.

A constituição do cromossomo extra permite que a trissomia seja classificada em:

Trissômica primária: quando o cromossomo extra está completo.
Trissômico secundário: O cromossomo extra é um isocromossomo.
Trissômico terciário: neste caso, os braços do cromossomo restante pertencem a dois cromossomos diferentes do complemento normal.

Tetrassomia

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 seisuplo-monossômicos foram obtidos experimentalmente, como é o caso do trigo branco (Triticum aestivum).

Exemplos

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 JimsonDatura stramonium) um complemento haplóide de 12 cromossomos é encontrado, portanto, 12 cromossomos diferentes são possíveis. Cada trissômica envolve um cromossomo diferente, cada um apresentando um fenótipo único.

Em algumas plantas do gênero Clarkia a trissomia também atua como uma fonte importante de variabilidade intraespecífica.

Aneuploidia em humanos

Em humanos, cerca de metade dos abortos espontâneos no primeiro trimestre da 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.

Aneuploidia dos cromossomos sexuais

Os casos mais comuns de aneuploidias em homens estão relacionados aos cromossomos sexuais. As alterações do número cromossômico são mais bem toleradas do que as 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 dos genes relacionados a esse cromossomo existam em mulheres e homens.

Dessa forma, os cromossomos X extras são inativados nesses organismos, tornando possível que a aneuploidia nesses cromossomos seja menos prejudicial.

Algumas doenças, como a síndrome de Turner e a síndrome de Klinefelter, são causadas por aneuploidias nos cromossomos sexuais.

Síndrome de klinefelter

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 brandos, há um fenótipo masculino e desenvolvimento cognitivo normal.

A síndrome de Klinefelter ocorre em cerca de um em cada 800 nascidos vivos do sexo masculino.

síndrome de Turner

A síndrome de Turner é causada pela perda parcial ou total de um cromossomo X e ocorre em mulheres. Essa alteração cromossômica ocorre durante a gametogênese por um processo de não disjunção pós-zigótico.

Diferentes alterações do cariótipo produzem fenótipos diferentes na síndrome de Turner. Quando o material do braço longo de um dos cromossomos X (terminal ou intersticial) é perdido, ocorre falha ovariana primária ou secundária 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 dessa 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 formados com essa alteração conseguem se desenvolver plenamente até o termo.

Aneuploidia autossômica

Indivíduos nascidos com aneuploidias cromossômicas autossômicas são raros. Na maioria dos casos em que ocorrem esses tipos de mutações, ocorrem abortos espontâneos, com exceção de aneuploidias de pequenos autossomos, como a 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.

Síndrome de Down

O pequeno tamanho dos cromossomos 21 permite a presença de cópias adicionais de genes, sendo menos danosos 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 muito da idade materna na concepção.

Foi determinado que entre 85 e 90% dos casos, a presença de trissomia 21 livre está associada a alterações meióticas maternas. Os indivíduos com essa 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.

Referências

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