Se duas quebras ocorrem em um cromossomo, às vezes a região entre as quebras se protesta 180 graus antes de se juntar aos dois fragmentos finais. Tal evento cria uma mutação cromossómica chamada inversão. Ao contrário das supressões e duplicações, as inversões não alteram a quantidade global do material genético, pelo que as inversões são geralmente viáveis e não apresentam anomalias particulares a nível fenotípico., Em alguns casos, uma das quebras de cromossomas está dentro de um gene de função essencial, e então esse ponto de ruptura como uma mutação genética letal ligada à inversão. Em tal caso, ainversion não poderia ser criada para homozigosidade. No entanto, muitas inversões podem ser madehomozigosas; além disso, inversões podem ser detectadas em organismos haplóides. Nestes casos, o ponto de paragem não se encontra claramente numa região essencial. Alguns dos possíveis resultados da inversão ao nível do ADN são mostrados na figura 17-14.
Figura 17-14
Efeitos de inversões ao nível do ADN., Genes são representados por byA, B, C, andD. A cadeia de Modelos é verde-escuro; a não emplatestrand é verde-claro; as linhas dentadas indicam ruptura no ADN. A letra Pstands para Promotor; seta grossa indica a posição(mais…)
a maioria das análises de inversões usa inversões heterozigóticas—diplóides em que onecromossoma tem a sequência padrão e um carrega a inversão., A observação microscópica de meioses em heterozigotos invertidos revela a localização do segmento invertido porque um cromossoma gira uma vez nas extremidades do cromossoma invertido com o outro cromossoma não listado; desta forma, os homólogos emparelhados formam um ciclo de inversão (Figura 17-15).
figura 17-15
os cromossomas do par heterozigoto de inversão num ciclo de meiose. (a) representação diagramática; cada cromossoma é, na verdade, um par de cromatídeos do sistema sister., (B) micrographs Electron of synaptonemal complexes atprophase I of meiosis in a mouse heterozygous (more…)
a localização do centrômero em relação ao segmento invertido determina o comportamento genético do cromossomo. Se o centrômero está fora da inversão, então a inversão é dita paracêntrica, enquanto as inversões que se estendem para o centrômero são pericêntricas:
como as inversões se comportam geneticamente?, O cruzamento dentro do circuito de inversão de uma inversão Central conecta centrômeros homólogos em uma ponte dicêntrica, enquanto também produz um fragmento acêntrico—um fragmento sem um centrômero. Então, à medida que os cromossomas se separam na anáfase I, Os centros permanecem ligados pela ponte, que orienta os centromeres para que os cromatídeos percam os cromatídeos mais afastados. O fragmento acêntrico não pode alignitar-se ou mover-se e está, consequentemente, perdido. A tensão eventualmente quebra a ponte, formando dois cromossomos com supressões terminais (figura 17-16)., Os gâmetas contendo esses cromossomos deletados podem ser invejáveis, mas, mesmo que viáveis, os zigotos que eles eventualmente formam são invisíveis.Assim, um evento cruzado, que normalmente gera a classe recombinante de produtos meióticos, em vez disso produz produtos letais. O resultado global é uma frequência de decombinação mais baixa. Na verdade, para genes dentro da inversão, o RF é zero. Forgenes flanking the inversion, the RF is reduced in proportion to the relative siz of the inversion.,
Figura 17-16
Meióticas produtos resultantes de um único cruzamento dentro aparacentric inversão de ciclo. Dois cromatídeos não-sinistros cruzam o laço. as inversões afectam também a recombinação de outra forma. Os heterozigotos da inversão têm frequentemente problemas mecânicos de emparelhamento na região da inversão; estes problemas de emparelhamento reduzem a frequência de cruzamento e, por conseguinte, a frequência recombinante na região.,
O efeito genético líquido de uma inversão pericêntrica é o mesmo que o dos produtos unidireccionais não são recuperados—mas por razões diferentes. Na inversão apertêntrica, porque os centrômeros estão contidos dentro da região invertida, os cromossomos que atravessaram o disjunto de forma normal,sem a criação de uma ponte. No entanto, o crossover produz cromatídeos que contêm uma duplicação e uma deficiência para diferentes partes do cromossoma (figura 17-17)., Neste caso, se um nucleoscarrying um cromossomo crossover é fertilized, o zygote morre por causa de seu desequilíbrio genetic. Mais uma vez, o resultado é a recuperação seletiva de não-crossovercromossomas em progênie viável.
Figura 17-17
Meióticas produtos resultantes de uma meiose com um único cruzamento dentro apericentric inversão de ciclo., dois mecanismos reduzem o número de produtos recombinantes entre a descendência dos heterozigotos da inversão: eliminação dos produtos de transições no ciclo da inversão e inibição da emparelhamento na região da inversão.
vale a pena adicionar uma nota sobre inversões homozigóticas. Em tais casos, o par homólogo de cromossomas e cruzam normalmente, não há pontes, e os produtos temeióticos são viáveis. No entanto, um efeito interessante é que o mapa de ligação mostrará a ordem inversa do gene.,os geneticistas usam inversões para criar duplicações de regiões cromossómicas específicas para vários fins experimentais. Por exemplo, considere uma inversão pericêntrica heterozigótica com um ponto de ruptura na ponta (T) do cromossomo, como mostrado na figura 17-18. Um cruzamento no laço produz um tipo de cromatídeo no qual todo o braço esquerdo é duplicado; se a ponta não é essencial, um estoque de duplicação é gerado para investigação. Outra forma de fazer uma duplicação (e uma deficiência) é usar duas inversões paracêntricas com pontos de paragem sobrepostos (figura 17-19)., Um laço acomplexo é formado, e um crossover dentro da inversão produz a duplicação e a exclusão. Estas manipulações só são possíveis emorganismos com cromossomas bem cartografados, para os quais estão disponíveis grandes conjuntos de reorganizações padrão.
figura 17-18
geração de uma duplicação viável de nontandem de uma inversão pericêntrica para uma extremidade cromossómica dispensável.,
figura 17-19
geração de uma duplicação de não-Endem, cruzando entre duas inversões sobrepostas.
vimos que a análise genética e a citologia cromossómica meiótica são ambas boas formas de detectar inversões. Tal como acontece com a maioria dos rearranjos, existe também a possibilidade de detecção através da análise cromossómica mitótica. Uma característica operacional fundamental é a tomada de novas relações de braços., Considere um cromossoma que sofreu a seguinte mutação:
Note que a razão entre o braço longo e o braço curto foi alterada de cerca de 4 para cerca de 1 pela inversão pericêntrica. As inversões paracêntricas não alteram a armratio, mas podem ser detectadas microscopicamente se estiverem disponíveis bandas ou outras marcas cromossómicas.,
mensagem
As principais características diagnósticas das inversões são laços de inversão, redução da frequência dos trombinantes, e redução da fertilidade de produtos meióticos desequilibrados ou deletados, todos observados em indivíduos heterozigóticos para inversões. Algumas conversões podem ser observadas diretamente como um arranjo invertido de marcadores cromossômicos.
inversões são encontradas em cerca de 2 por cento dos seres humanos. Os inversores heterozigóticos geralmente não mostram nenhum fenótipo adverso, mas produzem a gama esperada de produtos meióticos anormais do cruzamento no circuito de inversão., Consideremos as inversões pericêntricas como um exemplo. As pessoas heterozigóticas para as pericentricinversões produzem descendência com os cromossomas de duplicação-supressão previstos;estas crias apresentam graus variáveis de anomalias, dependendo do comprimento das regiões cromossómicas afectadas. Alguns fenótipos causados pela duplicação–deletioncromossomas são tão anormais que são incapazes de sobreviver ao nascimento e são perdidos abortos asspontâneos. No entanto, há uma maneira de estudar os produtos meióticos anormais que não dependem da sobrevivência até o termo., O esperma humano colocado em contacto com ovos não fertilizados do hamster dourado penetra nos ovos, mas não os transfere. O núcleo do espermatozóide não se funde com o núcleo do óvulo, e, se a célula for preparada para exame citogenético, os cromossomas humanos são facilmente visíveis como um grupo distinto (figura 17-20).Esta técnica permite estudar directamente os produtos cromossómicos de um meiosexecutivo masculino e é particularmente útil no estudo de produtos meióticos de homens com mutações cromossomas.,
Figura 17-20
Humanos espermatozóides e oócitos de hamster são fundidos para permitir o estudo de thechromosomes no meióticas produtos de machos humanos. (After original artby Renée Martin.)
em um caso, um homem heterozigótico para uma inversão do cromossomo 3 foi submetido a espermanálise. A inversão era grande, com um elevado potencial de passagem do circuito. Quatro tipos de cromossomos 3 foram encontrados no esperma do homem—normal, inversão, e dois tipos recombinantes (figura 17-21).,O esperma continha os quatro tipos de frequências seguintes:
Figura 17-21
(a) Quatro diferentes cromossomas 3 encontrado no esperma de um homem heterozigotos fóruns grande pericentric inversão. Os tipos de duplicação-supressão resultam de um cruzamento no ciclo de inversão. b) dois conjuntos completos de espermcromossomas contendo as duas supressões de duplicação (mais…,)
o cromossoma recombinante duplicação-q–deleção-p tinha sido observado anteriormente em crianças anormais, mas o tipo duplicação-p–deleção-q nunca tinha sido observado, e provavelmente os zigotos que o receberam são demasiado anormais para sobreviverem até ao termo.Presumivelmente, a exclusão do fragmento q maior tem consequências mais graves do fragmento p menor.