Cromossomos, cariótipos e síndromes cromossômicas

Entenda o que são os cromossomos, como é um cariótipo típico e conheça as alterações que podem gerar as síndromes de Down, de Patau, de Turner, de Edwards, e Klinefelter.

Que o DNA é a molécula que transporta as características hereditárias você já está cansado(a) de saber, certo? Esta molécula tem papel decisivo no seu fenótipo (sua aparência e funcionamento do seu corpo). Mas não é só o que está “escrito” no DNA pode gerar características no seu corpo, mas também a quantidade de DNA presente em suas células. Qualquer alteração no número e no formato dos pedacinhos de DNA presentes no núcleo de um zigoto podem gerar as síndromes cromossômicas. Para aprender um pouco mais sobre isso, você precisa revisar o que são os cromossomos e cariótipos.

O que são os cromossomos?

Quando colorimos uma célula e observamos seu núcleo interfásico (período em que a célula está vivendo sua vidinha, cumprindo suas funções) ao microscópio óptico, vemos que ele é uma mancha mais corada que o restante da célula.

Isso acontece porque durante o período interfásico, boa parte do DNA está desespiralizado, na forma de cromatina, para que a célula possa “ler” seus comandos e produzir RNA. Porém, quando a célula começa a se preparar para se dividir, ela irá duplicar todo o seu material genético, copiando todo o DNA, para que cada célula-filha receba todo o seu conjunto genético.

Acontece que assim que a célula inicia a sua divisão, ela irá enrolar todo o seu DNA, formando “novelinhos”. Isso é necessário porque se você esticasse todos os 46 pedaços de DNA de apenas uma de suas células e os enfileirasse, você obteria uma cordinha de quase dois metros! Sendo assim, você consegue imaginar que seria bem difícil de separar todos esses fiapos compridos de DNA na hora de dividir uma célula, certo?

Esses novelos que se formam ao enrolar o DNA são chamados de cromossomos. Temos 46 cromossomos. Cada cromossomo é composto por duas fitas de DNA iguais (pois o DNA se duplicou para se preparar para a divisão) chamadas de cromátides.

As cromátides são unidas por uma estrutura chamada de centrômero. Os cromossomos presentes em nossas células podem ter diferentes tamanhos e posições dos centrômeros, o que os levam a ter diferentes formatos.

Na imagem você pode observar os diferentes formatos dos cromossomos humanos. Dependendo do seu formato, serão classificados em metacêntrico, submetacêntrico, acrocêntrico e telocêntrico.cromossomos - tipos de cromossomos

Cariótipo: a coleção de cromossomos em nossas células

Os cromossomos presentes em nossas células formam uma coleção chamada de cariótipo. Um cariótipo humano típico possui 46 cromossomos. Eles formam 23 pares. Em cada par, um dos cromossomos foi dado a você pelo seu pai, outro pela sua mãe.

Os cromossomos de um mesmo par são chamados de cromossomos homólogos, ou seja, cromossomos que possuem genes para a mesmas características, mas que podem trazer informações diferentes.

Por exemplo: em determinado par de cromossomos há genes que definem a coloração de seus olhos. Digamos que em um dos cromossomos desse par você recebeu da sua mãe genes para olhos azuis. Já do cromossomo proveniente de seu pai, os genes são para olhos castanhos. Perceba que ambos os cromossomos do par de homólogos “falam” sobre o mesmo “assunto”, porém, eles trazem informações diferentes. Veja abaixo os cariótipos típicos da espécie humana.

O cariótipo da esquerda é masculino, pois possui no par 23 (par sexual) os únicos cromossomos homólogos que não possuem o mesmo tamanho¨e formato: os cromossomos X e Y. Já o da direita é um cariótipo feminino típico, uma vez que possui dois cromossomos iguais (XX) no par 23.cariótipo masculino e feminino

Síndromes cromossômicas

Para que um pessoa tenha um fenótipo típico, uma das coisas necessárias é que tenha um cariótipo normal: com 46 cromossomos, com seus tamanho e formas frequentes. Essa constante humana é garantida pela meiose, onde o número de cromossomos é reduzido pela metade, garantindo a manutenção do número de cromossomos da espécie.

Porém, podem ocorrer erros nas divisões meióticas, resultando em espermatozoides ou óvulos com mais ou menos de 23 cromossomos, ou que ainda irão alterar o tamanho ou forma de um cromossomo (ocasionados por quebras ou inversões de partes dos cromossomos).

Essas alterações são tão importantes que na maioria das vezes um embrião que tenho cromossomos a mais ou a menos que o cariótipo típico será abortado espontaneamente pelo organismo materno. Porém, há algumas alterações numéricas que podem permitir (apesar das grandes alterações fenotípicas geradas em consequência disso) que o embrião venha a termo (ou seja, nasça vivo).

Alterações numéricas autossômicas

Ocorrem nos 22 pares de cromossomos autossomos, ou seja, aqueles que não são cromossomos sexuais. Sua gravidade varia com o tamanho dos cromossomos afetados.

  • Síndrome de Down

A Síndrome do cromossomo 21 foi descrita em 1886 pelo médico inglês John Langdon Down. Esta trissomia é causada por um cromossomo a mais no par 21 (como passamos a ter 3 cromossomos, chamamos de trissomia).

síndrome de down cromossomos
Cariótipo de um indivíduo do sexo masculino com síndrome de Down. Note que há três cromossomos 21.

Geralmente essa alteração (e as demais trissomias) se dão pela não disjunção (separação) dos cromossomos homólogos durante a meiose. O cariótipo das pessoas com síndrome de Down é representado por 47, XX + 21 ou 47, XY + 21.

A Síndrome de Down é a trissomia mais frequente na população humana, chegando a afetar 1 em cada 1000 recém-nascidos.

Os principais fenótipos relacionados à síndrome de Down são: língua para fora da boca ou protusa, baixa estatura, orelhas com implantação baixa, olhos oblíquos, pescoço grosso, mãos curtas com única dobra na palma, deficiência mental e cardíaca em graus variáveis.

  • Síndrome de Edwards

Esta síndrome foi descrita inicialmente pelo médico John H. Edwards em 1960 e é causada pela trissomia do par 18 de cromossomos.

sindrome de edwards cromossomos
Cariótipo feminino de uma pessoa com síndrome de Edwards.

A alteração causa problemas tão graves que se estima que cerca de 95% dos casos dessa trissomia resultem em aborto espontâneo.

Devido ao grande número de abortos espontâneos, a incidência de nascimentos com esta síndrome na população é de 1 para 8000.

Os indivíduos com síndrome de Edwards apresentam fenótipos variáveis, geralmente com graves alterações nos sistemas nervoso e cardiovascular. Em virtude dessas consequências graves, menos de 10% das crianças portadoras da síndrome de Edwards chegam ao primeiro ano de vida.

  • Síndrome de Patau

Esta síndrome foi descrita pela primeira vez pelo médico Klaus Patau em 1960. Patau é a trissomia autossômica viável (que produz indivíduos que chegam a nascer) mais grave e deletéria e, sendo assim, é a menos frequente na população (1:25000 nascimentos). A síndrome de Patau é causada pela trissomia do par 13.

síndrome de patau cariótipo
Cariótipo masculino de um indivíduo com síndrome de Patau.

Os fenótipos também são variáveis. As malformações geradas pelo cromossomo extra são muito severas, produzindo fendas na boca e na face, deformações nos olhos e nas pálpebras, alterações nervosas e cardiovasculares gravíssimas.

Devido a estas características, o cromossomo a mais no par 13 produz altas taxas de mortalidade antes mesmo do nascimento. 

Aqueles que nascem com a síndrome de Patau têm baixa sobrevida: menos de 5% dos nascidos vivos chegam a um mês de vida.

Alterações numéricas sexuais

São as alterações que ocorrem nos cromossomos do par sexual. São menos graves que as alterações nos cromossomos autossomos, porém também geram fenótipo com alterações em relação ao fenótipo típico humano.

  • Síndrome de Klinefelter

Ocorre devido a um cromossomo X a mais no par sexual masculino normal (XY). Sendo assim, o cariótipo de um indivíduo (sempre do sexo masculino) com Klinefelter será representado por 47, XXY.

Como as pessoas com esta síndrome possuem dois cromossomos X, um deles permanece constantemente condensado, mesmo durante o período da intérfase, na forma de cromatina muito densa, chamado de corpúsculo de Barr ou cromatina sexual (característica presente também em células femininas normais). Essa característica é comum em mulheres, que possuem dois cromossomos X.

Porém, em homens típicos que só possuem um cromossomo X, ele normalmente fica desespiralizado, sem formação do crospúsculo de Barr. As pessoas com Klinefelter são fenotipicamente homens, porém, por conta do cromossomo X a mais, irão apresentar algumas características femininas.

Podem ser afetados pela formação e seios (ginecomastia), por exemplo. Além disso, geralmente ocorre um baixo desenvolvimento do aparelho reprodutor e das características sexuais secundárias masculinas, assim como uma estatura acima da média.

  • Síndrome de Turner

A síndrome de Turner ocorre na ausência de um dos cromossomos X do par de cromossomos sexuais (par 23). Essa falta de cromossomo resulta em mulheres com monossomia para o par sexual (apenas um cromossomo X). O cariótipo das pessoas com Síndrome de Turner é representado por 45, X0 ou 45, X.

A frequência desta síndrome é de 1 a cada 5000 meninas. As mulheres que possuem  esta síndrome possuem têm baixo desenvolvimento das características sexuais secundárias, tórax largo no formato de barril, pescoço alado (dobras de pele que deixam o pescoço com aspecto de trapézio), malformação das orelhas e, em geral, são estéreis.

Para saber mais sobre o assunto, assista ao vídeo da prof. Juliana:

Sobre o(a) autor(a):

Juliana é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina, ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem.