ORGANIZANDO OS CROMOSSOMOS HUMANOS: IDIOGRAMAJ. M. Amabis* e G. R. Martho

A análise de cromossomos humanos é hojerealizada rotineiramente em qualquer serviço deaconselhamento genético. Técnicas modernas

permitem preparar lâminas de microscopia com oscromossomos bem individualizados, condição funda-mental para estudá-los.

No período anterior ao surgimento dessas técnicas,os citogeneticistas estudavam os cromossomos huma-nos em cortes histológicos. Era impossível determinaro número de cromossomos, que variava de 8 a 50 nacontagem de diferentes pesquisadores. Em célulasdiplóides, as contagens mais criteriosas apontavam 48cromossomos.

Na primeira metade do século XX descobriu-se quea droga colchicina (ou colquicina), um alcalóide extraídodo bulbo de plantas do gênero Colchicum, impede aformação do fuso mitótico. Isso faz com que as célulasem divisão permaneçam em metáfase, quando os cro-mossomos estão condensados, o que favorece suaanálise morfológica.

Em 1956, os pesquisadores Jo Hin Tjio e AlbertLevan utilizaram colchicina para tratar células huma-nas que, após algum tempo, foram transferidas parauma solução hipotônica e esmagadas entre a lâmina ea lamínula de microscopia. Em solução hipotônica a cé-lula absorve água e incha, o que faz com que seuscromossomos separem-se uns dos outros. Com as ino-vações introduzidas por Tjio e Levan constatou-se queo número cromossômico diplóide da espécie humana é46, e não 48, como se pensava. Além disso, a novametodologia permitiu identif icar a maioria doscromossomos humanos.

Em 1958, Jérôme Lejeune descobriu que uma crian-ça afetada pela síndrome de Down tinha 47cromossomos: em vez de dois, havia três cromossomos21 em cada célula. Essa descoberta causou grande im-pacto no mundo científico, e o interesse dos geneticistaspelo estudo dos cromossomos humanos aumentou.

Na década de 1960 descobriu-se que extratos desemente de feijão comum, Phaseolus vulgaris, contêmuma substância denominada fito-hemaglutinina, que in-duz a divisão celular em linfócitos do sangue humano

cultivados in vitro. A partir de então, os estudos cito-genéticos de células humanas passaram a empregarlargamente os linfócitos.

Na década de 1970 descobriu-se que certos trata-mentos faziam surgir bandas (faixas transversais) noscromossomos, o que permitiu identificar cada um dos23 pares cromossômicos do cariótipo humano. A posi-ção e a espessura das faixas são típicas para cadacromossomo, que pode ser reconhecido com relativafacilidade.

O conjunto cromossômico de uma célula é ocariótipo . Nas lâminas de microscopia, cada conjuntocromossômico é fotografado, e os cromossomos são re-cortados individualmente da foto. Em seguida eles sãocomparados, identificados e colados sobre uma folha depapel. Essa montagem constitui o idiograma .

Neste número sugerimos uma atividade de reconhe-cimento de cromossomos humanos desenhados e demontagem de um idiograma. O padrão de bandeamentoapresentado nos desenhos segue as normas definidasno 4º Congresso Internacional de Genética Humana,realizado em Paris, em 1971.

A identificação dos cromossomos humanos é de grande importância para o diagnóstico e para a prevenção demuitas doenças hereditárias. A análise cromossômica pode ser decisiva no aconselhamento genético, ajudando aevitar o nascimento de crianças portadoras de doenças hereditárias. Nosso principal objetivo, neste número, édespertar o interesse para a Genética Humana por meio de uma atividade que simula o trabalho dos citogeneticistasna identificação e organização dos cromossomos humanos.

* Professor do Departamento de Biologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo

Fotomicrografia, ao microscópio óptico, de um conjunto cromos-sômico humano preparado por uma técnica de bandeamento.

PROPOSTAS PARA DESENVOLVER EM SALA DE AULANÚMERO 4 JANEIRO DE 1997 EDITORA MODERNA

WILLATT, EAST ANGLIAN REGIONAL GENETICS SERVICE/SPL-STOCK PHOTOS

A atividade será mais bem aproveitada se os estu-dantes já tiverem conhecimento sobre o núcleo celular eseus componentes, e também sobre a mitose. Outro as-pecto importante é compreender a técnica laboratorialempregada na preparação dos cromossomos.

Em nossas obras de Biologia os assuntos apresen-tados neste folheto podem ser encontrados nos seguin-tes volumes:

AMABIS, J. M. & MARTHO, G. R. Fundamentos da Biologia moderna,São Paulo, Ed. Moderna, 1990:

• O núcleo celular (págs. 100-103);• A reprodução celular: mitose (págs. 111-118);• Doenças causadas por aberrações cromossômicas (págs.

357-359).

. Biologia das células (vol. 1), São Paulo, Ed. Moderna, 1994:

• A estrutura dos cromossomos (págs. 178-185);• Os cromossomos humanos (págs. 187-191);• Divisão celular (I): mitose (págs. 202-212).

N as próximas páginas apresentamos as infor-mações necessárias para que os estudantesmontem um idiograma humano normal, seme-

lhante aos utilizados pelos geneticistas para estudareventuais desordens cromossômicas nos pacientes.

Para a montagem do idiograma, cada estudante ougrupo de estudantes deve receber xerocópias da pági-na de atividades (ao lado), da página de desenhos, comos cromossomos para recortar (mais à direita), e dogabarito onde o idiograma será montado (no verso dafolha de desenhos).

A atividade propiciará aos estudantes oportunidadede se familiarizar com conceitos relativos ao número,forma e classificação dos cromossomos de forma lúdica.

O processo para identificar os cromossomos é qua-se um jogo de seguir pistas e simula o grau dedetalhamento necessário ao trabalho do citogeneticista,na pesquisa de possíveis anormalidades cromossômicase genéticas.

IDIOGRAMA HUMANO NORMAL (SEXO MASCULINO)

XYPar sexualGrupo F Grupo G

1 2 3

Grupo A

4 5

Grupo B

Grupo C

7 8 9 10 11 126

13 15

Grupo D

16 17 18

Grupo E

14

19 20 21 22

SUGESTÃO DE ATIVIDADE

©A

mab

is e

Mar

tho

/ Edi

tora

Mod

erna

- R

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O objetivo desta atividade a montagem de umidiograma humano normal. O trabalho ser parecidoao de citogeneticistas, que montam idiogramas dospacientes para descobrir eventuais problemas em seuscromossomos. Em vez de usar fotos dos cromosso-mos, como fazem os citogeneticistas, usaremos dese-nhos, para simplificar o trabalho de identifica o.

1. Localize os três pares cromossômicos de maiortamanho, que constituem o grupo A. Os cromossomosdos pares 1 e 3 são do tipo metacêntrico (centrômeroem posição aproximadamente central), e os do par 2são submetacêntricos (centrômero um poucodeslocado do centro). Oriente os cromossomos 1 e 3com os braços que têm a faixa cinzenta para baixo dalinha tracejada.

2. Dos cromossomos restantes, identifique os dois paresde maior tamanho, que constituem o grupo B. Sãograndes, pouco menores que o cromossomo 3, esubmetacêntricos. O que tem uma faixa cinzenta naregião do centrômero é o cromossomo 4.

3. Localize agora os pares de cromossomos 21 e 22,que constituem o grupo G. São os menores doconjunto e do tipo acrocêntrico (centrômerolocalizado perto da extremidade). O braço menordesses cromossomos possui uma pequena esferaterminal chamada satélite. O cromossomo queapresenta faixa negra mais larga é o 21.

ORIENTAÇÕES GERAIS

IDENTIFICANDO OS CROMOSSOMOS EMONTANDO O IDIOGRAMA

Além desta folha de atividades, você recebeu duasoutras folhas xerocopiadas: uma delas tem desenhos decromossomos humanos para recortar, e a outra tem marcasde orientação para montar o idiograma (gabarito).

Siga as instruções de 1 a 11 para identificar os cromos-somos. Em alguns casos você terá de medi-los com arégua, para auxiliar a identificação, pois os cromossomosdevem ser dispostos por ordem decrescente de tamanho.Recorte os cromossomos com a tesoura e organize-ossobre o gabarito. É preferível colar os cromossomosapenas no final, para evitar enganos.

Ao recortar os cromossomos da folha de desenhosdeixe uma pequena margem dos lados, como foi sugeridopara o cromossomo 1.

Cole cada cromossomo recortado no local corres-pondente ao seu número, na folha de gabarito, fazendo ocentrômero coincidir com a linha tracejada. A título deexemplo, um dos homólogos do par cromossômico 1 jáfoi aplicado no gabarito. Oriente cada cromossomo como braço mais longo para baixo da linha tracejada.

S rie:

ATIVIDADE: O RGANIZANDO OS CROMOSSOMOS HUMANOS: IDIOGRAMA

Nome:

4. Procure os pares de cromossomos 19 e 20, que cons-tituem o grupo F. Eles são um pouco maiores que osdo grupo G e quase metacêntricos. O cromossomo19 apresenta uma faixa negra em torno docentrômero. O cromossomo 20 tem uma faixa negralarga no braço ligeiramente menor (superior), e ou-tra mais estreita no braço ligeiramente maior.

5. Localize os pares cromossômicos 13, 14 e 15, queconstituem o grupo D. Eles são do tipo acrocêntrico,com satélites no braço menor. O que apresenta fai-xas negras mais largas é o cromossomo13; o que temfaixas um pouco mais estreitas é o 14, e o 15 apre-senta faixas ainda mais estreitas.

6. Identifique os pares de cromossomos 6 e 7, osprimeiros do grupo C. Eles são os maiores entre oscromossomos que restaram, e são do tipo subme-tacêntrico. O maior dos dois, com faixas negras maisestreitas no braço menor, é o cromossomo 6.

7. Dos cromossomos restantes, descubra agora os trêspares de menor tamanho, de tipo submetacêntrico. Sãoos cromossomos 16, 17 e 18, que constituem o grupoE. O cromossomo 18 é facilmente identificável pornão apresentar nenhuma faixa escura no braço menor.O cromossomo 16 possui, no braço menor, uma faixanegra mais larga que a apresentada pelo 17.

8. Selecione o menor dos cromossomos restantes. Trata-se do cromossomo sexual Y. Além de não apresentarhomólogo, ele é do tipo acrocêntrico (centrômerolocalizado próximo à extremidade), e tem uma faixacinzenta larga no braço maior.

9. Dos onze cromossomos restantes, identifique ocromossomo sexual X. Ele apresenta uma faixa negraestreita no braço menor, e é o único que não apresentahomólogo, pois trata-se de um cariótipo masculino.

10. Selecione, dos cromossomos restantes, o par quepossui três faixas negras largas no braço curto: é ocromossomo 9. Procure agora o par que apresentaapenas uma faixa negra larga no braço menor: trata-se do cromossomo 12.

11. Faltam apenas três pares de cromossomos paraidentificar. O que apresenta faixas negras mais largasno braço maior é o cromossomo 8. Dos dois paresrestantes, o que tem o centrômero mais deslocadopara a extremidade é o cromossomo 10.

MATERIAL NECESSÁRIO3 Tesoura3 Régua milimetrada3 Cola (de preferência em bastão)3 Conjunto de cromossomos para recortar (xerox)3 Gabarito para colar os cromossomos (xerox)

CONJUNTO CROMOSSÔMICO EM METÁFASE DA MITOSE

CÉLULA DIPLÓIDE HUMANA MASCULINA©

Am

abis

e M

arth

o / E

dito

ra M

oder

na -

Rep

rodu

ção

auto

rizad

a

!!!!!

IDIOGRAMA HUMANO NORMAL (SEXO MASCULINO)

*

*

1 2 3 4 5

S rie:Montado por:

Grupo C

6 7 8 9 10 11 12

*

*

Grupo E

16 17 1813 14 15

21 2219 20 XY

Par sexual

Grupo A

Grupo D

Grupo GGrupo F

Grupo B

©A

mab

is e

Mar

tho

/ Edi

tora

Mod

erna

Rep

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ção

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rizad

a