CROMOSSOMOS

· Produção: Laboratório de Bioinformática

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Tópicos

Conceito
Constituição
DNA
DNA-Histonas
Propriedades
Estrutura
Tamanho e Posição do Centrômero
Cromossomos Sexuais e Autossomais
Número de Cromossomos

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Conceito:

Cromossomos (Kroma=cor, soma=corpo) são filamentos espiralados de cromatina, existentes no suco nuclear de todas as células.

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Constituição

A cromatina é constituída de nucleoproteínas (RNA e DNA em maior parte), além de proteínas globulares, fosfatídios e elementos minerais, como cálcio e magnésio. Ela pode se apresentar sob a forma de eucromatina ou de heterocromatina. A heterocromatina é a parte mais condensada e de maior coloração por corantes básicos em núcleos interfásicos, entretanto parece estar relacionada com menor atividade gênica.

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DNA

O DNA, constituinte fundamental do cromossomo, é formado por bases nitrogenadas, dentre elas as purinas, representadas pela adenina e guanina, e pelas pirimidinas, representadas pela citosina e timina. No mRNA a timina é substituída pela uracila.

A molécula de DNA é uma hélice dupla helicoidal, em que o filamento externo é constituído por fósforo e açúcar e a parte mais interna pelas ligações por pontes duplas de hidrogênio entre adenina e timina e triplas entre citosina e guanina.

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DNA-Histonas

Outro aspecto importante é a associação entre DNA e histonas. As histonas formam um complexo com os grupos fosfatados do DNA carregados negativamente. As histonas são carregadas positivamente, sendo conhecidas por "proteínas básicas". As cargas positivas são fornecidas por alta proporção de aminoácidos lisina e arginina. Algumas histonas são denominadas "ricas em lisina" e outras "ricas em arginina". Em geral, são encontradas somente nos organismos em que a diferenciação celular ocorre (eucariotas). São distinguidas, de acordo com a proporção lisina/arginina, cinco diferentes tipos de histonas (H1, 2 H2A, 2 H2B e 2 H3). A complexação das histonas, além de causar aumento do diâmetro do DNA, de cerca de 20 a 30 angstron, muda as propriedades físicas do DNA. A temperatura de fusão (temperatura na qual os fios de DNA mudam da forma de hélice dupla regular para a forma de fio simples) é bastante aumentada.

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Propriedades

Se auto-reproduzem durante as divisões nucleares, conservando suas propriedades morfológicas e fisiológicas.

São entidades permanentes no núcleo. Células em condições de inanição apresentam número de cromossomos constante.

Absorvem luz ultravioleta ( 2.600 Å).

Nos diplóides, cada cromossomo tem seu homólogo.

Estrutura

Em sua estrutura, o cromossomo apresenta a unidade estrutural filamentosa de DNA, que se apresenta em forma de espiral, sendo envolvido por uma substância protéica denominada matriz. Destacam-se as seguintes partes:

Cromômeros - A cromatina não é um filamento uniforme, mas apresenta em toda sua extensão engrossamentos bastante irregulares, com aspectos de granulações (Cromômeros). Seu tamanho e localização são constantes para cada cromossomo.

1. Cromatídios - É o resultado da divisão longitudinal do cromossomo durante a divisão celular.

2. Centrômero - Constrição primária que divide o cromossomo em dois braços e influi no movimento durante a divisão celular. Comumente há um centrômero por cromossomo, mas existem organismos dicêntricos ou policêntricos.

3. 3. Zona SAT - Região relacionada com a formação do nucléolo durante a telófase.

4. Satélite - Porção terminal de material cromossômico separado do cromossomo por uma constrição secundária.

O estudo da morfologia dos cromossomos por fixação e coloração básica é mais fácil durante a metáfase e anáfase da divisão celular, pois os filamentos apresentam-se mais compactos e condensados.

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Tamanho e Posição do Centrômero

Os cromossomos distinguem-se quanto ao tamanho, classificando-se em longos ( > 10 µM), médios (4-8 µM) e curtos (< 2 µM). Em certos organismos ou em partes de alguns organismos são encontrados cromossomos de tamanho consideravelmente maior que os demais. Esses cromossomos são denominados "gigantes". Um exemplo são os cromossomos politênicos, encontrados em células de glândulas salivares, esôfago, intestino e tubos de Malpighi de dípteros. São originados de uma série de divisões longitudinais dos cromossomos sem a separação dos cromatídios (endomitose = multiplicação dos cromossomos, aumento do volume nuclear e celular sem divisão celular). Também, quanto à posição relativa dos centrômeros, podem ser:

· Metacêntrico: centrômero mediano. Os dois braços têm relação de comprimento 1:1 a 2,5:1. (Forma de V)

· Acrocêntrico: centrômero próximo de um dos extremos do cromossomo. Relação de 3:1 a 10:1.

· Telocêntrico: centrômero estritamente terminal. O cromossomo tem um único braço.

· Submetacêntrico: apresenta-se em forma de J.

Cromossomos homólogos, além de terem mesmo tamanho e manterem a mesma posição relativa dos centrômeros, apresentam mesma posição de constrições secundárias, presença de satélites e distribuição de cromômeros.

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Cromossomos Sexuais e Autossomais

Outro fato importante é a distinção, em certas espécies, dos cromossomos autossomais e sexuais. Assim, por exemplo, nos machos de algumas espécies, incluindo a espécie humana, o sexo está associado a um par de cromossomos morfologicamente diferente de seu homólogo (heteromórfico). Esses cromossomos são designados por X e Y. Os demais cromossomos são denominados autossomais.

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Número de Cromossomos

O número de cromossomo é, em geral, constante para os indivíduos de uma mesma espécie. O número básico de cromossomos da espécie ou o conjunto completo de cromossomos diferentes é denominado genoma. Assim, o genoma humano é representado por 23 cromossomos. Em organismos diplóides, as células somáticas apresentam 2n cromossomos, em que n veio de seu genitor feminino e os n restantes do genitor masculino. Pelo processo meiótico, formam-se gametas com n cromossomos. Assim, o estado haplóide, ou gamético, quando a espécie de referência é diplóide, contém o genoma da espécie. Espécies poliplóides, como o trigo hexaplóide (6x = 42), podem ter em seus gametas mais de um genoma, conforme ilustrado a seguir:

Célula	Esp. Humana	Drosophila	Trigo
Somática	2x=46	2x=8	6x = 42
Gametas (n)	n = 23	n = 4	n = 21
Genoma (x)	x =23	x = 4	x = 7

O número de cromossomos não tem relação direta com a posição da espécie no esquema de classificação filogenético. Por exemplo:

Espécie	Número de Cromossomos
Humana	46
Milho	20
Ervilha	14
Drosophila	8
Dália	64
Tatu	64
Cavalo	64

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