Aneuploidia: causas, tipos e exemplos

A aneuploidia é a condição em que as células têm um ou mais cromossomas em excesso ou em falta, diferindo no número haplóides, diplóides ou células próprios que formam um organismo de espécies dadas poliplóides.

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.

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Fonte: pixabay.com

As aneuploidias pertencem a alterações cromossômicas numéricas e são as mais fáceis de serem identificadas citologicamente. Esse desequilíbrio cromossômico é pouco suportado pelos animais, sendo mais frequente e menos prejudicial nas 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 geralmente ocorre devido à perda por translocação ou 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 a segunda divisão da meiose, ou ambas ao mesmo tempo. Eles também podem se originar durante a divisão mitótica.

Essas falhas de divisão são realizadas na meiose I ou 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 adicional se junta a um gameta normal, ocorrem trissomias (2n + 1). Por outro lado, quando um gameta está associado a um cromossomo ausente e a um cromossomo normal (2n-1).

Tipos

Aneuploidias ocorrem frequentemente em indivíduos diplóides. Essas mudanças no número de cromossomos são de grande relevância clínica na espécie humana. Eles incluem tipos diferentes, como nulisomias, monossomias, trissomias e tetrassomias.

Nulisomia

Nas células com nulisomia, ambos os membros de um par homólogo de cromossomos são perdidos, representando 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).

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Um indivíduo nulisômico também é descrito como aquele que não possui um par de cromossomos homólogos em seu complemento somático.

Monossomia

A monossomia é a exclusão 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 monoisosomia e a monoteosomia.

Nas células monoisosomais, o cromossomo presente sem seu par homólogo é um isocromossomo. Células monotelossômicas ou monotelocêntricas têm um cromossomo telocêntrico sem seu par homólogo.

Trissomia

Nas trissomias, a aparência ou adição de um cromossomo ocorre em algum par homólogo, ou seja, existem três cópias homólogas do mesmo cromossomo. É representado como 2n + 1. Em humanos com células trissômicas, 47 cromossomos são encontrados.

Algumas condições muito estudadas, como a síndrome de Down, ocorrem como resultado da trissomia do cromossomo 21.

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

  • Trissômico primário: quando o cromossomo extra estiver completo.
  • Trissômico secundário: O cromossomo extra é um isocromossomo.
  • Trissômico terciário: Nesse caso, os demais braços do cromossomo pertencem a dois cromossomos normais diferentes do complemento.

Tetrassomia

A tetrassomia ocorre quando há a 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 duplo trissômico (2n + 1 + 1), duplo monossômico, nulo tetrassômico, etc. Organismos sextuplo-monossômicos foram obtidos experimentalmente, como o trigo branco ( Triticum aestivum ).

Exemplos

As linhas celulares formadas após um processo de não disjunção dos cromossomos são geralmente 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 estramônio ( Datura stramonium ) existe um complemento haplóide de 12 cromossomos, portanto, são possíveis 12 trissômicos diferentes. Cada trissômico 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.

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Aneuploidia em humanos

Nos seres humanos, cerca de metade dos abortos espontâneos no primeiro trimestre da gravidez são causados ​​por uma alteração numérica ou estrutural dos cromossomos.

Monossomos autossômicos, por exemplo, não são viáveis. Muitas trissomias como o cromossomo 16 são frequentemente abortadas e na monossomia do cromossomo X ou síndrome de Turner as células são viáveis, mas os zigotos X0 são abortados prematuramente.

Aneuploidia dos cromossomos sexuais

Os casos mais frequentes de aneuploidias em homens estão relacionados a cromossomos sexuais. Alterações no número cromossômico são toleradas de uma maneira melhor do que alterações autossômicas no cromossomo.

A aneuploidia afeta o número de cópias de um gene, mas não a sequência de nucleotídeos. Quando a dose de alguns genes é alterada, as concentrações dos produtos gênicos são alteradas. No caso dos cromossomos sexuais, ocorre 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 fêmeas e machos tenham a mesma dose funcional de genes relacionados a esse cromossomo.

Dessa forma, cromossomos X adicionais 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 que apresentam essa condição são fenotipicamente masculinos, com algumas características efeminadas. A presença de um cromossomo X extra em indivíduos do sexo masculino é a causa desta doença, os quais apresentam 47 cromossomos (XXY).

Nos casos de gravidade dessa condição, os homens têm vozes muito agudas, pernas longas, pouco desenvolvimento de pêlos no corpo e quadris e seios femininos muito acentuados. Além disso, são estéreis e podem ter pouco desenvolvimento mental. Nos casos mais leves, ocorrem fenótipo masculino e desenvolvimento cognitivo normal.

A síndrome de Klinefelter ocorre em aproximadamente um em cada 800 nascimentos de indivíduos 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 devido a um processo de não disjunção pós-cigótica.

Diferentes alterações do cariótipo produzem vários fenótipos na síndrome de Turner. Quando o material do braço longo de um dos cromossomos X (terminal ou intersticial) é perdido, falhas ováricas primárias ou secundárias e tamanhos pequenos ocorrem em pacientes com essa condição. A presença de linfedemas e disgenesia gonadal também é comum.

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Geralmente, o fenótipo de mulheres com esta doença é normal, exceto pela baixa estatura. O diagnóstico dessa síndrome depende, portanto, do estudo e da presença de 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 completamente até atingirem o termo.

Aneuploidia autossômica

Indivíduos nascidos com aneuploidias em cromossomos autossômicos são raros. Na maioria dos casos em que esse tipo de mutação ocorre, ocorrem abortos espontâneos, com exceção de pequenas aneuploidias autossômicas, como é o caso da trissomia do cromossomo 21.

Acredita-se que, como não existem mecanismos para compensar doses genéticas nos cromossomos autossômicos, alterações em sua composição são muito menos toleradas pelos organismos.

Síndrome de Down

O tamanho pequeno dos cromossomos 21, permite a presença de cópias adicionais de genes, sendo menos prejudicial do que nos cromossomos maiores. Esses cromossomos têm menos genes 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, geralmente 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 livre 21 está associada a distúrbios meióticos maternos. Os indivíduos que apresentam essa condição caracterizam-se por serem hipotônicos, hiperextensíveis e hiporefletivos.

Além disso, possuem um crânio moderadamente pequeno, com occipital plano e em forma de guelra, nariz e orelhas pequenas e boca com ângulos descendentes, pequenos e protrusão freqüente da língua.

Referências

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  2. Guzmán, MEH (2005).malformações congênitas . Publicação Universitária.
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  5. Lacadena, JR (1996). Citogenética . Publicação Complutense.
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