As alterações cromossômicas são fenômenos que ocorrem quando há mudanças estruturais ou numéricas nos cromossomos de um organismo. Os cromossomos são estruturas fundamentais que contêm o material genético, o DNA, determinam as características hereditárias de um indivíduo. Essas alterações podem ocorrer devido a uma variedade de razões, incluindo erros durante a replicação do DNA, exposição a agentes mutagênicos, como radiação ou certas substâncias químicas, ou por recombinações anormais durante a meiose, o processo de formação de células reprodutivas. Existem diferentes tipos de alterações cromossômicas. As alterações numéricas envolvem uma mudança no número total de cromossomos em uma célula, resultando em aneuploidia (quando há um número anormal de cromossomos) ou poliploidia (quando há múltiplos conjuntos completos de cromossomos). Por outro lado, as alterações estruturais afetam a estrutura física dos cromossomos e podem incluir deleções, duplicações, inversões ou translocações. Essas alterações cromossômicas podem ter consequências significativas para os indivíduos afetados. Dependendo da natureza e do tamanho da alteração, elas podem levar a distúrbios genéticos ou síndromes específicas, afetando o desenvolvimento físico e mental. Além disso, as alterações cromossômicas também podem desempenhar um papel na evolução das espécies, proporcionando a diversidade genética necessária para a seleção natural.
Quais são os principais tipos de alterações cromossômicas numéricas e estruturais?
Quais são as possíveis causas das alterações cromossômicas em seres humanos?
Como as alterações cromossômicas podem afetar a saúde e o desenvolvimento de um indivíduo?
Quais são os métodos de diagnóstico utilizados para detectar alterações cromossômicas?
Quais são algumas síndromes genéticas conhecidas que são causadas por alterações cromossômicas?
Quais são as implicações e desafios do aconselhamento genético em casos de alterações cromossômicas?
Erros durante a divisão celular podem causar alterações nos cromossomos da célula. Essas alterações, também conhecidas como mutações cromossômicas, podem ser numéricas, ou seja, envolvendo o número de cromossomos em uma célula, ou estruturais, afetando a sequência de genes em um cromossomo.
As alterações numéricas podem ser classificadas da seguinte forma: euploidia, que ocorre quando há uma redução ou aumento em toda a coleção de cromossomos, resultando em células com um número n (monoploidia), 3n (triploidia), 4n (tetraploidia) e assim por diante; e aneuploidia, que acontece quando apenas o número de um determinado tipo de cromossomo sofre uma alteração, seja aumentando ou diminuindo. Nesse caso, podem ocorrer trissomia (presença de três cromossomos de um determinado tipo), monossomia (presença de apenas um cromossomo) e nulissomia (ausência de um par de homólogos).
Se uma substância, como a colchicina, interferir na formação do fuso mitótico durante a divisão celular, os cromossomos podem se duplicar sem migrar para os polos, resultando em uma célula com o dobro do número de cromossomos. Em outros casos, a ação de substâncias químicas, vírus ou radiação pode provocar rupturas específicas em fibras do fuso mitótico ou em centrômeros específicos. Se isso ocorrer em células germinativas, que sofrem meiose, os cromossomos homólogos podem não se separar corretamente, deixando de migrar um para cada polo, como normalmente ocorre na meiose. Esse fenômeno, chamado não disjunção, também pode ocorrer na segunda divisão da meiose, onde as cromátides não se separam e migram ambas para o mesmo polo. O resultado desse processo é a formação de gametas defeituosos, com falta ou excesso de cromossomos, que podem ser responsáveis, por exemplo, pela formação de zigotos com número anormal de cromossomos e de embriões que não se desenvolvem.
Se o embrião se desenvolver, forma-se um indivíduo com número anormal de cromossomos em todas as células. O organismo pode apresentar alguma síndrome, que é um conjunto de sintomas típicos causados por uma única causa, nesse caso, o número anormal de cromossomos.
Se a não disjunção for parcial, ela pode causar aneuploidia. Quando há não disjunção de todo o conjunto de cromossomos, ocorre a euploidia. Nesse caso, por exemplo, seria formado um gameta 2n que, ao ser fecundado por um gameta normal n, resultaria em um zigoto 3n (triploide).
Em animais, as euploidias são raras. Elas podem ser encontradas em alguns peixes, insetos e crustáceos, mas nos mamíferos geralmente provocam um desequilíbrio genético tão grande que resulta na morte do embrião ou, pelo menos, na esterilidade do indivíduo devido à ocorrência de meiose irregular. No caso do ser humano, a euploidia é letal, levando à morte durante o período embrionário ou, mais raramente, até um mês após o nascimento.
Entre as plantas, porém, é comum encontrar poliploidia, que é a presença de três ou mais conjuntos completos de cromossomos na célula. Um grande número de plantas é poliploide ou possui alguns tecidos nessa condição. Às vezes, é difícil distinguir uma planta poliploide pela aparência, enquanto em outras situações o maior número de cromossomos resulta em um tamanho maior da planta. Justamente por isso, as variedades poliploides da maçã, do café, do morango, do trigo, da batata, entre outros, são mais procuradas para cultivo em comparação às variedades normais
A mutação cromossômica mais comum é a síndrome de Down, que afeta um em cada mil recém-nascidos. O termo "Down" deriva do nome do médico inglês que descreveu esse problema em 1866, John Langdon Down (1828-1896).
As pessoas com essa síndrome apresentam características distintas, como língua protrusa (para fora da boca), altura abaixo da média, orelhas com implantação baixa, pescoço grosso e adiposo, mãos curtas e largas com uma única linha palmar, além de olhos com uma prega cutânea na pálpebra superior.
Além dessas características, eles podem apresentar atraso mental de graus variáveis, dificuldades de aprendizagem, memória ou linguagem, problemas cardíacos, maior risco de infecções e leucemia (um tipo de câncer que afeta os glóbulos brancos).
Essa condição corresponde a uma trissomia do cromossomo 21, que é o menor cromossomo humano, contendo cerca de 1.500 genes. O cariótipo dos portadores dessa síndrome é representado por 47, XY + 21 (homens) ou 47, XX + 21 (mulheres), ou, quando o sexo não é indicado, 47, + 21.
A alteração pode ser identificada após o nascimento ou logo no início da gravidez por meio de exames de sangue, ultrassonografia e técnicas que coletam células do embrião para realizar o cariótipo. Na maioria dos casos, ocorre uma falha na meiose (geralmente na primeira divisão) durante a formação do óvulo.
A chance de ter uma criança com síndrome de Down aumenta com o avanço da idade da mãe, especialmente a partir dos 35 anos.
A qualidade de vida das pessoas com síndrome de Down e seu desempenho físico e mental melhoram com atendimento especializado, cuidados e estímulos adequados iniciados o mais cedo possível.
É crucial que o governo e a sociedade lutem contra o preconceito e a discriminação, garantindo que a criança com síndrome de Down seja tratada e respeitada como um membro efetivo da sociedade, com oportunidades de interação e desenvolvimento de suas potencialidades. Essa questão é uma questão ética e de cidadania.
Em muitas espécies, incluindo a espécie humana, existe um par de cromossomos responsáveis pela diferença entre os dois sexos, conhecidos como cromossomos sexuais. As mulheres possuem dois cromossomos idênticos, os cromossomos X, enquanto os homens possuem um cromossomo idêntico ao das mulheres e um de tamanho menor, o cromossomo Y. Portanto, o cariótipo das mulheres é 46, XX, e o dos homens é 46, XY.
Essa diferença resulta na formação de glândulas masculinas ou femininas e na produção de hormônios sexuais distintos em cada sexo. Essa diferença pode ser verificada por meio de um exame do cariótipo ou por um processo mais simples, chamado teste da cromatina sexual, que envolve uma leve raspagem da mucosa bucal para a posterior análise microscópica das células obtidas. As células femininas possuem uma mancha mais corada na região do núcleo, chamada cromatina sexual ou corpúsculo de Barr. Essa mancha não está presente nas células masculinas. A cromatina sexual corresponde a um cromossomo X que permanece "enrolado" durante a intérfase. Portanto, esse cromossomo é composto principalmente de heterocromatina, com a maioria de seus genes inativos.
Por meio do exame da cromatina sexual, é possível identificar várias anomalias sexuais, como a síndrome de Turner, a síndrome de Klinefelter e a síndrome do poli-X.
A síndrome de Turner foi descrita em 1938 por Henry Turner e resulta de uma não disjunção durante a formação do espermatozoide. A pessoa afetada é uma mulher com monossomia do cromossomo X. O cariótipo é 45, X, o que significa que há uma falta de um cromossomo X,, e, portanto, a cromatina sexual não está presente. Essa síndrome ocorre em cerca de uma em 5 mil meninas. As pessoas com essa síndrome apresentam baixa estatura, órgãos sexuais e características sexuais secundárias pouco desenvolvidas (devido à falta de hormônios sexuais), tórax largo em formato de barril, pescoço alado (com pregas cutâneas bilaterais), malformação das orelhas, maior incidência de problemas renais e cardiovasculares e geralmente são estéreis (os ovários não produzem óvulos). O tratamento hormonal pode ser indicado a partir da puberdade. Devido a um possível desenvolvimento mental um pouco mais lento, é importante estimular essas pessoas desde cedo em casa e na escola. A síndrome também pode ocorrer devido à não disjunção e perda de um dos cromossomos X durante a mitose na fase embrionária, resultando em mosaicismo, ou seja, presença de células XX e células X0 no mesmo indivíduo.
A síndrome de Klinefelter foi descrita por H.F. Klinefelter em 1942. Aproximadamente uma em cada mil crianças nasce com um cromossomo X extra (47, XXY), geralmente resultante de uma não disjunção durante a formação do óvulo. Embora apresentem cromatina sexual, essas pessoas são do sexo masculino porque o cromossomo Y determina o sexo masculino, mesmo na presença de mais de um cromossomo X. No entanto, isso geralmente resulta em baixa fertilidade, com produção reduzida ou ausente de espermatozoides (os testículos são pouco desenvolvidos) e, às vezes, desenvolvimento exagerado da glândula mamária (ginecomastia). A altura costuma ser acima da média. O tratamento hormonal pode ajudar a diminuir esses sintomas, mas não a baixa fertilidade. Em alguns casos, pode haver um desenvolvimento mental ligeiramente mais lento, que deve ser compensado com atividades e estímulos adicionais na escola. Essa síndrome ocorre mais raramente em homens com mais de um cromossomo X adicional (XXXY, XXXXY, etc.)
Quando ocorrem alterações estruturais durante a mitose das células do corpo, seus efeitos são geralmente mínimos, pois apenas algumas células serão afetadas. No entanto, em alguns casos, a célula alterada pode se transformar em uma célula cancerosa e proliferar, formando um tumor.
Porém, se essas alterações estruturais ocorrem durante a meiose, como resultado, por exemplo, de uma permutação anormal, elas podem ser transmitidas aos descendentes, que terão cromossomos anormais em todas as células. Existem quatro principais tipos de alterações estruturais nos cromossomos: inversão, deficiência ou deleção, duplicação e translocação.
Vamos considerar um cenário em que ocorre uma ruptura em determinado trecho de um cromossomo, causada por fatores como radiação, por exemplo, e um pedaço desse cromossomo se separa. Se esse pedaço se religar em posição invertida, ocorrerá uma inversão na sequência dos genes.
Por outro lado, se o pedaço se deslocar e se fixar em outro cromossomo homólogo (que contém genes para as mesmas características), o cromossomo original apresentará deficiência ou deleção, enquanto o cromossomo que recebeu o novo pedaço apresentará duplicação na sequência de seus genes.
Finalmente, quando o pedaço se liga a um cromossomo não homólogo, chamamos esse evento de translocação. A translocação pode ocorrer de forma recíproca, na qual há troca de segmentos entre cromossomos, ou de forma não recíproca, na qual um cromossomo doa um segmento a outro cromossomo sem receber nada em troca. Esse tipo de alteração estrutural pode ter consequências significativas e, em alguns casos, está associado a distúrbios genéticos e doenças.
Portanto, alterações estruturais nos cromossomos podem resultar em rearranjos significativos na sequência de genes, podendo influenciar o desenvolvimento e funcionamento do organismo afetado. Essas alterações podem ser hereditárias e passadas para as próximas gerações, ou podem ocorrer de forma espontânea durante a vida do indivíduo, aumentando o risco de problemas genéticos e doenças relacionadas. O estudo das alterações estruturais nos cromossomos é fundamental para compreender as bases genéticas de diversas condições clínicas e para aconselhar as famílias quanto ao risco de recorrência dessas condições em futuras gestações.
Alguns exames permitem descobrir a existência de anomalias cromossômicas logo no início da gravidez. Uma dessas técnicas, denominada amniocentese, geralmente é realizada a partir da décima quarta semana de gestação e consiste na retirada de uma amostra do líquido amniótico para examinar as células do feto. Uma pequena quantidade do líquido também pode ser retirada no início da gravidez. Examinando essas células após a cultura do tecido, é possível realizar o cariótipo do feto para verificar se há alguma alteração cromossômica. O resultado desse exame geralmente demora de duas a três semanas.
Outra técnica é a biópsia vilocorial, na qual são retiradas amostras da placenta. Geralmente, esse procedimento é realizado por volta da décima semana de gravidez.
Uma técnica mais recente de diagnóstico e terapia de doenças em crianças ainda no útero materno é a cordocentese, realizada a partir da vigésima semana. Trata-se de uma punção do cordão umbilical para retirar uma amostra do sangue do feto ou para realizar transfusões no tratamento de doenças sanguíneas.
Contudo, esses exames envolvem um pequeno risco de aborto involuntário (em torno de 1%) e, por isso, são geralmente indicados para mães em idade avançada (acima dos 35 anos) ou que já tiveram um filho com alguma alteração cromossômica. É importante considerar os riscos e benefícios dessas técnicas antes de realizá-las, e elas devem ser conduzidas sob a supervisão cuidadosa de profissionais de saúde especializados. O objetivo é fornecer informações essenciais aos pais sobre a saúde do feto, permitindo que tomem decisões informadas sobre a gestação e o tratamento médico, se necessário