Citogenética: história, quais estudos, técnicas, aplicações

A citogenética é uma área da genética que estuda a estrutura e a função dos cromossomos, bem como suas variações e alterações. Desde sua descoberta no início do século XX, a citogenética tem desempenhado um papel fundamental na compreensão das bases genéticas de doenças hereditárias, câncer e outras condições genéticas.

Os estudos em citogenética envolvem a análise dos cromossomos em nível celular, utilizando técnicas como cariótipo, FISH (hibridização in situ por fluorescência) e microscopia eletrônica. Essas técnicas permitem identificar alterações cromossômicas como deleções, duplicações, translocações e aneuploidias, que podem estar associadas a diferentes doenças genéticas.

As aplicações da citogenética são vastas e incluem o diagnóstico pré-natal de anomalias cromossômicas, a identificação de alterações genéticas em pacientes com câncer, o estudo da infertilidade e a identificação de marcadores cromossômicos em espécies vegetais e animais. Em resumo, a citogenética desempenha um papel essencial no avanço da genética e na compreensão das bases genéticas de diversas doenças e condições.

Aplicações fundamentais da citogenética na identificação de alterações genéticas e diagnóstico de doenças.

A citogenética é uma área da genética que estuda os cromossomos e suas alterações, sendo fundamental na identificação de alterações genéticas e no diagnóstico de doenças. Através da análise citogenética, é possível identificar anomalias cromossômicas como deleções, duplicações, translocações e inversões, que podem estar associadas a diversas condições patológicas.

Um dos principais usos da citogenética é no diagnóstico de doenças genéticas, como a Síndrome de Down, Síndrome de Turner e Síndrome de Klinefelter. Através da análise dos cromossomos, é possível identificar a presença de cromossomos extras, faltantes ou alterados, que são característicos dessas condições genéticas.

Além disso, a citogenética é amplamente utilizada na identificação de alterações genéticas em pacientes com câncer. As análises citogenéticas permitem identificar rearranjos cromossômicos específicos associados a diferentes tipos de câncer, auxiliando no diagnóstico, prognóstico e escolha do tratamento mais adequado.

Outra aplicação importante da citogenética é na investigação de infertilidade, onde as análises cromossômicas podem identificar alterações genéticas que podem estar associadas à dificuldade de concepção. A detecção de rearranjos cromossômicos em um dos parceiros pode levar a recomendações para tratamentos de reprodução assistida.

Em resumo, a citogenética desempenha um papel fundamental na identificação de alterações genéticas e no diagnóstico de doenças, contribuindo para o melhor entendimento das bases genéticas de diversas condições patológicas e auxiliando na escolha de tratamentos mais eficazes.

Aplicações clínicas dos exames citogenéticos: conheça sua importância na medicina diagnóstica.

A citogenética é uma área da genética que estuda a estrutura e a função dos cromossomos, sendo de extrema importância na medicina diagnóstica. Os exames citogenéticos são utilizados para identificar alterações cromossômicas que podem estar associadas a diversas doenças genéticas, como a Síndrome de Down, a Síndrome de Turner e a Síndrome de Klinefelter.

Esses exames são realizados a partir de amostras de sangue, tecidos ou líquidos biológicos, sendo essenciais para o diagnóstico de doenças genéticas, distúrbios do desenvolvimento, infertilidade e câncer. Além disso, os exames citogenéticos também são utilizados para orientar o aconselhamento genético, auxiliando os pacientes e suas famílias a compreenderem melhor as condições genéticas hereditárias.

As técnicas mais comuns utilizadas nos estudos citogenéticos incluem a análise de cariótipo, a hibridização in situ e a citometria de fluxo. A análise de cariótipo consiste na observação dos cromossomos em um microscópio para identificar possíveis alterações estruturais ou numéricas. Já a hibridização in situ permite identificar a presença de sequências específicas de DNA em um cromossomo, enquanto a citometria de fluxo é utilizada para quantificar o DNA em uma célula.

Em resumo, os exames citogenéticos desempenham um papel fundamental na medicina diagnóstica, permitindo a identificação de alterações cromossômicas que podem estar relacionadas a diversas doenças genéticas. Por meio desses exames, é possível realizar um diagnóstico preciso, orientar o tratamento adequado e oferecer suporte genético aos pacientes e suas famílias.

Técnicas de citogenética molecular: conheça as principais abordagens para análise genômica.

A citogenética é uma área da genética que estuda a estrutura e a função dos cromossomos, sendo de extrema importância para a compreensão de diversas doenças genéticas e para o diagnóstico de anomalias cromossômicas. Atualmente, a citogenética molecular é uma abordagem avançada que permite analisar o genoma com maior precisão e detalhamento.

Entre as técnicas de citogenética molecular mais utilizadas, destacam-se a hibridização in situ fluorescente (FISH), a análise de polimorfismos de comprimento de fragmentos de restrição (RFLP), a técnica de Southern blot e a reação em cadeia da polimerase (PCR).

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A técnica de FISH utiliza sondas marcadas com fluorocromos para identificar a localização de sequências específicas de DNA nos cromossomos. Já a análise de RFLP consiste na identificação de variações no DNA que resultam em diferentes padrões de fragmentos de restrição após a digestão do DNA com enzimas específicas.

O Southern blot é uma técnica que permite a detecção de sequências específicas de DNA em uma amostra, enquanto a PCR amplifica regiões específicas do genoma para posterior análise. Todas essas técnicas são fundamentais para a identificação de alterações cromossômicas e para o diagnóstico de doenças genéticas.

Em resumo, as técnicas de citogenética molecular são essenciais para a análise genômica e têm ampla aplicação em estudos de genética, biologia molecular, medicina diagnóstica e pesquisa científica.

Estudo dos cromossomos: o que é a citogenética e sua importância na genética.

Citogenética é a área da genética que estuda os cromossomos, estruturas responsáveis pela transmissão das informações genéticas de uma célula para outra. Essa ciência é de extrema importância na genética, pois permite a análise dos cromossomos de um organismo, identificando possíveis alterações que possam estar relacionadas a doenças genéticas, malformações congênitas e até mesmo câncer.

A história da citogenética remonta ao final do século XIX, quando os cientistas começaram a observar os cromossomos ao microscópio. Desde então, diversos estudos foram realizados para entender a estrutura e função dos cromossomos, levando ao desenvolvimento de técnicas cada vez mais avançadas para sua análise.

Atualmente, a citogenética utiliza técnicas como a cariotipagem, FISH (hibridização in situ por fluorescência) e CGH (hibridação genômica comparativa) para analisar os cromossomos de um organismo. Essas técnicas permitem identificar alterações cromossômicas, como deleções, duplicações e translocações, que podem estar associadas a diversas condições genéticas.

As aplicações da citogenética são vastas, sendo utilizada no diagnóstico pré-natal, no estudo de doenças genéticas, na identificação de mutações cromossômicas em pacientes com câncer, entre outras áreas. Além disso, a citogenética também é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas na área da genética, contribuindo para o avanço do conhecimento sobre as bases genéticas das doenças.

Citogenética: história, quais estudos, técnicas, aplicações

A citogenética é o estudo da morfologia, estrutura e função de cromossomas, incluindo as suas alterações durante a divisão de células somáticas, ou a mitose, e durante a divisão celular reprodutivo, ou meiose.

A citologia também estuda os fatores que causam alterações cromossômicas, incluindo aqueles que são patológicos, que aparecem de uma geração para outra, e evolutivos, que agem por muitas gerações.

Citogenética: história, quais estudos, técnicas, aplicações 1

Fonte: pixabay.com

História

Os anos e eventos memoráveis ​​na história da citogenética são os seguintes:

– Em 1842, Karl Wilhelm von Nägeli observou “cititomas transitórios”, mais tarde chamados cromossomos.

– Em 1875, Eduard Strasburger identificou cromossomos em plantas. Em 1979, Walther Flemming fez isso em animais. Flemming cunhou os termos cromatina, prófase, metáfase, anáfase e telófase.

– Em 1888, W. Waldeyer cunhou o termo cromossomo.

– Em 1893, Oscar Hertwig publicou o primeiro texto citogenético.

– Em 1902, Theodor Boveri e Walter Sutton descobriram cromossomos homólogos.

– Em 1905, Nettie Stevens identificou o cromossomo Y.

– Em 1937, Albert Blakeslee e AG Avery interromperam a metáfase com colchicina, facilitando bastante a observação cromossômica.

– Em 1968, Torbjörn Caspersson e colaboradores descreveram as bandas Q. Em 1971, Bernard Dutrillaux e Jerome Lejeune descreveram as bandas R.

– Em 1971, as bandas C foram discutidas em uma conferência sobre nomenclatura cromossômica humana.

– Em 1975, C. Goodpasture e SE Bloom descreveram a coloração Ag-NOR.

– Em 1979, Jorge Yunis descreveu os métodos de alta resolução para as bandas G.

– Em 1986-1988, Daniel Pinkel e Joe Gray desenvolveram a técnica FISH (hibridização fluorescente in situ).

– Em 1989, Hermann-Josef Lüdecke microdissecou cromossomos.

– Em 1996, Evelyn Schröck e Thomas Ried descreveram a tipagem cariotípica espectral multicromática.

Descobertas em humanos

Em 1914, Theodor Boveri sugeriu que o câncer poderia ser devido a alterações cromossômicas. Em 1958, Charles E. Ford observou anormalidades cromossômicas durante a leucemia.

Em 1922, Theophilus Painter publicou que os seres humanos têm 48 cromossomos. Tivemos que esperar até 1956 por Jo Hin Tjio e Albert Levan para estabelecer que eles realmente tinham 46 cromossomos.

Em 1932, PJ Waardenburg sugeriu, sem provar, que a síndrome de Down poderia ser o resultado da aberração cromossômica. Em 1959, Jerome Lejeune demonstrou a presença de um cromossomo somático adicional em pacientes com síndrome de Down.

Também em 1959, Charles E. Ford disse que as mulheres com síndrome de Turner carecem de um dos dois cromossomos X, enquanto Patricia Jacobs e John Strong descobriram a presença de um cromossomo X adicional em homens com síndrome de Klinefelter.

Em 1960, JA Böök e Berta Santesson descreveram a triploidia, Klaus Patau descreveu a trissomia 13 e John Edwards descreveu a trissomia 18.

Em 1969, Herbert Lubs descobriu pela primeira vez a frágil síndrome do cromossomo X. Nesse mesmo ano, a amniocentese começou a ser utilizada para o diagnóstico citogenético.

Campo de estudo

Os citogeneticistas estudam a evolução cromossômica dos seres vivos, usando cariótipos para fazer análises filogenéticas e resolver problemas taxonômicos.

Além disso, eles investigam aspectos epidemiológicos das aberrações cromossômicas humanas e os fatores ambientais que as produzem, diagnosticam e tratam pacientes afetados por anormalidades cromossômicas e desenvolvem abordagens moleculares para decifrar a estrutura, função e evolução dos cromossomos.

Morfologia dos cromossomos

Cada cromossomo é composto por duas cromátides, unidas por uma constrição chamada centrômero. As seções cromossômicas que começam no centrômero são chamadas de braços.

Os cromossomos são chamados de metacêntricos quando têm o centrômero no meio; submetacêntrico se estiverem ligeiramente afastados do meio, de modo que os braços opostos não tenham o mesmo comprimento; acrocêntrico se o centrômero estiver próximo de uma extremidade; e telocêntrico se o centrômero estiver em apenas uma extremidade do cromossomo.

Técnicas: processamento de amostras

As etapas para processar as amostras são as seguintes.

Coleta de amostras

Aquisição do tecido necessário, armazenando-o no meio e em frascos adequados.

Cultivo

Com exceção das amostras para análise FISH, é necessário um período de cultura entre um dia e várias semanas antes da colheita.

Colhidas

É a obtenção de células na metáfase.

Detenção de mitose

A análise citogenética padrão exige a interrupção da mitose para que as células permaneçam na metáfase, usando colchicina ou Colcemid®.

Tratamento hipotônico

Aumenta o volume das células, o que permite que os cromossomos se espalhem.

Fixação

O ácido metanol-acético 3: 1 é usado para remover a água das células, endurecendo as membranas e a cromatina para a coloração.

Preparação da folha

As células fixas são espalhadas em folhas de slides, após o que são secas.

Coloração cromossômica

Existem vários métodos de coloração para reconhecer as diferenças entre os cromossomos. O mais comum é a banda G.

Análise microscópica

Permite escolher células adequadas para observar e fotografar cromossomos.

Desenvolvimento de cariogramas

Com base em fotografias de células metafásicas, imagens do conjunto de cromossomos de uma célula representativa são compostas para estudo posterior.

Faixas cromossômicas

Existem quatro tipos de bandas cromossômicas: bandas heterocromáticas; bandas eucromáticas, regiões organizadoras de nucléolos (NORs); cinetocoros.

Bandas heterocromáticas são apresentadas como blocos discretos. Eles correspondem à heterocromatina, que contém seqüências de DNA altamente repetitivas que representam genes convencionais e não se desprendem na interface.

As bandas ecromáticas consistem em uma série de segmentos alternados que são ou não são afetados por manchas. Essas bandas diferem em tamanho, formando padrões característicos de cada par de cromossomos de uma espécie, o que os torna muito úteis para identificar translocalizações e rearranjos cromossômicos.

NORs são segmentos de cromossomos que contêm centenas ou milhares de genes de RNA ribossômico. Eles são comumente visualizados como constrições.

Os cinetocoros são os locais de fixação do eixo do microtúbulo aos cromossomos.

Coloração de bandas cromossômicas

A bandagem cromossômica consiste em técnicas de coloração que revelam padrões de diferenciação longitudinal (regiões claras e escuras) que, de outra forma, não poderiam ser vistos. Esses padrões permitem comparar espécies diferentes e estudar mudanças evolutivas e patológicas no nível cromossômico.

Os métodos de bandagem cromossômica são divididos naqueles que usam coloração por absorção, tipicamente pigmentos Giemsa, e aqueles que usam fluorescência. Os métodos de coloração por absorção requerem um tratamento físico-químico preliminar, conforme descrito em “Processamento de amostras”.

Alguns tipos de bandas permitem evidenciar padrões de regiões restritas de cromossomos relacionados a propriedades funcionais. Outros permitem visualizar diferenças entre cromossomos homólogos que possibilitam a identificação de segmentos.

Bandas C

A banda C mancha a maioria das bandas heterocromáticas, tornando-a a técnica universal para mostrar a presença de heterocromatina nos cromossomos. Outros métodos mancham apenas parte da heterocromatina total, portanto são mais úteis que a banda C para diferenciar os tipos de heterocromatina.

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Bandas Q

A bandagem Q é a técnica de coloração mais antiga. Deve seu nome ao uso de quinacrina. É eficaz independentemente do método de preparação dos cromossomos. É um método alternativo para a bandagem G. É raramente usado, mas sua confiabilidade o torna útil quando o material é escasso ou difícil de bandar.

Bandas G

A banda G, baseada no uso de Giemsa e tripsina, é a mais usada. Permite a detecção de translocações, investimentos, exclusões e duplicações. É o método mais utilizado para a caracterização de cariótipos em vertebrados, mostrando diferenças entre os cromossomos que não podem ser distinguidos com base apenas em sua morfologia.

Bandas R

A banda R produz um padrão de coloração inversa em relação à banda G (as faixas R claras são equivalentes às bandas G escuras e vice-versa). A banda R é particularmente útil para destacar as extremidades dos cromossomos, que ficam levemente manchados quando a banda G é usada.

Bandas T

A banda T é uma variante da banda R na qual não há coloração da maioria das bandas intersticiais dos cromossomos, de modo que as regiões terminais dos cromossomos são intensamente coradas.

Bandas Ag-NOR

A faixa Ag-NOR é usada para localizar as NORs, manchando com prata. Nas bandas Ag-NOR, os genes NOR inativos podem não estar manchados. Portanto, essa banda é usada para estudar alterações na atividade dos genes ribossômicos durante a gametogênese e o desenvolvimento embrionário.

Hibridização fluorescente in situ (FISH)

A banda FISH permite que os cromossomos sejam visualizados por sondas marcadas com fluorescência. A tecnologia FISH permite a análise cariotípica de células que não estão em divisão.

A banda de FISH permite a detecção de sequências específicas de DNA em cromossomos, células e tecidos. Portanto, ele pode ser usado para detectar anormalidades cromossômicas que envolvem pequenos segmentos de DNA.

A banda FISH abriu caminho para duas técnicas relacionadas mais sofisticadas, conhecidas como cariotipagem espectral (SKY) e FISH multicromático (M-FISH, FISH multicolorido)

No SKY e no M-FISH são utilizados pigmentos fluorescentes, que juntos produzem combinações de cores, uma para cada cromossomo. Essas técnicas têm sido muito úteis para detectar aberrações cromossômicas complexas, como as observadas em certos tumores e na leucemia linfoblástica aguda.

Aplicações médicas

– Citogenética do câncer. Aberrações cromossômicas e aneuplodia são freqüentes em tumores. As translocalizações cromossômicas podem ter efeitos carcinogênicos através da produção de proteínas de fusão. A citogenética é usada para monitorar o progresso dos tratamentos contra o câncer.

– Locais frágeis e fratura cromossômica. Locais frágeis de cromossomos podem causar patologias como a síndrome do X frágil. A exposição a agentes citotóxicos pode causar fratura dos cromossomos. Portadores de certas mutações autossômicas carecem da capacidade de reparar o DNA danificado durante a fratura do cromossomo.

– Anomalias numéricas dos cromossomos. A contagem de cromossomos possibilita o diagnóstico de trissomias, como a que produz as síndromes de Down, Edwards e Patau. Também permite diagnosticar as síndromes de Turner e Klinefelter.

– Na leucemia mielóide crônica, os glóbulos brancos têm um “cromossomo da Filadélfia”. Esse cromossomo anormal é o resultado da translocalização dos cromossomos 9 e 22.

Referências

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