7-Teoria cromossomica da heranca

A

S

ORIGENS

DAS

BASES

CITOLÓGICAS

DA

HEREDITARIEDADE

 Nascimento da citologia  1663, Robert Hooke

 Pedaço de cortiça sob o microscópio na Royal Society de Londres

 Apresentou 2 esquemas microscópicos, uma

representação dos poros da cortiça, cortados longitudi- e transversalmente

C

 O que a teoria celular tem a ver com a

hereditariedade?

 Só após o reconhecimento de que os gametas

são células e de que as células são formadas a partir de células pré existentes

R

ECONHECIMENTO

DE

QUE

GAMETAS

SÃO

CÉLULAS



Theodor Schwann (1810-1882)



Apresentavam a estrutura requerida por

sua definição de célula – o núcleo



A natureza do espermatozóide era menos

clara



1667



Antonie van Leeuwenhoek havia

descoberto e comunicado à Royal Society

de Londres que o fluido seminal

continha criaturas microscópicas que

ele imaginou que entrassem no óvulo

causando sua fertilização.

O

 1784, Spallanzani

 Experimentos com rãs

 Papel dos machos, eram vestidos com calças e

T

 Toda célula provém de uma célula pré

existente

 Virchow, 1855

 Hereditariedade está baseada na continuidade

A

 1873, A. Schneider

 primeira descrição das complexas alterações

Estudos realizados por Walter Flemming:

denominou os cromossomos de cromatina

A

 Mitose mantinha o número de cromossomos na

célula

 Portanto...o número de cromossomos duplicaria

a cada geração!

 Flemming e outros citologistas estavam cientes

de que o número de cromossomos parecia ser o mesmo em todos os indivíduos e em todas as gerações de uma espécie.

C

 Deveria haver algum mecanismo que reduziria o

número de cromossomos antes ou durante a fertilização.

 Em 1887, August Weismann propôs uma hipótese

para explicar a constância da quantidade de material hereditário de uma geração para outra

M

A



Penúltima década do século XIX,

importantes contribuições para o

entendimento da formação dos gametas e

da fertilização.



Três citologistas: Edeward van Beneden

(1846-1912), Theodor Boveri (1862-1915)

e Oskar Hertwig (1849-1922):

 Divisões celulares diferentes durante a

formação dos gametas, as quais resultam na redução do número de cromossomos à metade

P

ARALELISMO

ENTRE

GENES

E

CROMOSSOMOS



Walter Stanborough Sutton (1902 e outro em

1903)



Demonstrou que havia um paralelismo entre o

comportamento das unidades hereditárias

postuladas por Mendel e o comportamento dos

cromossomos na meiose e na fertilização.



A hipótese mais parcimoniosa era a de que

as unidades hereditárias fizessem parte dos

cromossomos.



Ou as unidades hereditárias faziam parte de

estruturas celulares com comportamento

exatamente igual ao dos cromossomos na

meiose e fertilização.

M

ANUTENÇÃO

E

INDIVIDUALIDADE

DOS

CROMOSSOMOS

 Premissas da teoria de Sutton

 os cromossomos persistem durante o ciclo nuclear  os cromossomos possuem individualidade

 Como explicar o desaparecimento dos

E

S

 Cromossomos eram estruturas celulares

permanentes

 Eram estruturas individualmente específicas

(isto é, geneticamente diferentes entre si)

 Cromossomos corados de células em mitose ou

meiose, os quais podiam ser identificados apenas pelo tamanho.

T

S

 As células exibem um conjunto cromossômico de

tamanhos diferentes

 Espermatogônias de Brachystola

 Sofrem uma série de divisões mitóticas antes de

entrar em meiose

 Espermatogônia jovem contém 23 cromossomos  Através das medidas dos cromossomos, Sutton

verificou que não haviam 22 cromossomos diferentes, mas 11

M

 Espermatogônia diferencia-se em

espermatócitos que sofrem meiose

 Emparelhamento dos cromossomos de mesmo

tamanho, formando 11 bivalentes

 Depois da segunda divisão meiótica, cada

espermátide contém apenas 1 representante de cada um dos 11 tipos de cromossomos

E

 O estudo era mais complicado

 ...mas Sutton foi capaz de observar a

presença de 22 cromossomos, novamente 11 tipos

 Assim, como machos e fêmeas contêm o mesmo no

de pares de cromossomos, isto era uma

C

S



Cada cromossomo é uma individualidade

morfológica



Eles estão representados duas vezes nos

indivíduos, isto é, apresentam-se como

pares de homólogos



Cromossomos homólogos se emparelham na

meiose



A meiose resulta em gametas que portam

apenas um cromossomo de cada par de

homólogos

P

S

 Os resultados de Mendel podiam ser explicados

supondo que os fatores hereditários fossem parte dos cromossomos

 Foi capaz de verificar o paralelismo entre os

resultados genéticos e as observações citológicas

T

M

 Herança ligada ao sexo

G

ENÉTICA

MENDELIANA

E

CICLOS

DE

VIDA

EUCARIÓTICOS

 Genética mendeliana: organismos diplóides  Número de cromossomos (n)

 Cada indivíduo possui 2 números cromossômicos

diferentes

 Haplóide, ou gamético (n)  Diplóide, ou somático (2n)

C



Indivíduos eucariontes, cuja maior

parte do ciclo de vida é n (fungos e

algas)



Todos organismos haplóides que sofrem

meiose, criam um estágio diplóide

temporário



Leveduras, unicelular, haplóide

 Indivíduos maduros se fundem e formam um

meiócito 2n, que sofre meiose



Outros casos: são geradas células

especializadas parentais (gametas) se

fundem e originam o meiócito, 2n

 Estes gametas são originários de processo

mitótico

G

ENÉTICA

MENDELIANA

EM

CICLO

DE

VIDA

HAPLÓIDE

 Mating type A albino, colonial X mating type a

laranja, dispersivo  Ascósporos:  25% dispersivo, laranja  25% colonial,albino  25% dispersivo, albino  25% colonial,laranja

B

Complexo

sinaptonêmico

Fuso mitótico

(tubulina)

Cinetócoro

C

 Como o DNA se encontra na célula  Empacotado

 Diferentes níveis de empacotamento,

dependendo da fase do ciclo clular

 Nível máximo de empacotamento: mitose, a

DNA

 Cada cromosoomo humano contém em média 3 x

109 bp/23. At 0.34 nm/bp in B-DNA

 Cada cromossomo humano contém 5 cm DNA.  46= mais de 2 m de DNA

 Núcleo 5 mm diâmetro

Nucleossomo

Solenóide

Cromossomo metafásico Cromatina na intérfase

N



Cromatina, DNA em seu estágio menos

condensado



DNA está associado com histonas e ,

também, outras proteínas



Histonas são relativamente pequenas,

carregadas positivamente e interagem

via pontes iônicas com os grupos

fosfato do DNA (-)



H1, H2A, H2B, H3 e H4



H1 não é componente dos nucleossomos

H1 compacta os solenóides

M

Cromossomo metafásico: Duplicado (cromátides)

C

 Subunidades paralelas

 Material genético duplicado

 Se encontram presas entre si pelo centrômero

C

 Região parcialmente descondensada  Onde as fibras do fuso se associam

 A maioria das espécies são monocêntricas

 Divide a cromátide em dois segmentos (braços

C

 Específico para cada

M

 1. telocêntrico – o centrômero está

localizado bem na extremidade do cromossomo, porém, muitos autores não acreditam na sua existência e admitem que existe material cromatínico além do centrômero e preferem utilizar o termo acrocêntrico;

 2. subtelocêntrico – o cromossomo possui um

pequeno braço curto e os dois braços são nitidamente distintos em tamanho;

 3. submetacêntrico – os dois braços não são

iguais, mas também não são tão diferentes quanto no subtelocêntrico;

 4. metacêntrico – os dois braços

C

ONTRIÇÕES

SECUNDÁRIAS

E

REGIÕES

ORGANIZADORAS

DE

NUCLÉOLOS

(RON

S

)

 Alguns cromossomos podem apresentar uma

região denominada constrição secundária que, em geral, é menos corada do que o restante do cromossomo

 Na prófase se encontram associados ao

nucléolo

 É a região organizadora do nucléolo

T

 Não se distingue morfologicamente do restante

do braço cromossômico

 Complexo de DNA-proteína

 Extremidades dos cromossomos  Tem propriedades particulares

 Cromossomos sem telômero se aderem a outros

C

 Descrição das características do conjunto

H



Após telófase, alguns segmentos

cromossômicos permaneciam condensados e

apareciam no núcleo como blocos mais

corados



Quando os cromossomos são tratados com

químicos que reagem com DNA, existem

regiões que coram mais, enquanto que

outras, menos



Estas regiões, densamente coradas, são

chamadas de heterocromatina

H

-

 Diferenças no grau de compactação  Heterocromatina: mais compactada  Ausência de atividade gênica

 Replicação tardia da heterocromatina  2 tipos de heterocromatina

 Constitutiva  Facultativa

H



Permanece condensada durante todo o

ciclo celular e em todas as células do

indivíduo



Concentra-se em blocos no cromossomo,

que se distribuem nas regiões proximais

ou terminais dos cromossomos e em torno

da constrição secundária



Aparece em ambos homólogos, na mesma

região



É onde se concentra o DNA satélite (DNA

F

 Ora se comporta como heterocromatina, ora como

eucromatina

 Aparece em apenas um dos homólogos  Exemplo: corpúsculo de Barr

T

 Técnicas de coloração específicas  Detectam padrão de bandas (Giemsa)

O

 Como os genes estão organizados?  Quantos genes são ativos?

 Qual a natureza das regiões de DNA entre os