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Polimorfismo de Comprimento Polimorfismo • São variações encontradas entre todos os indivíduos de uma mesma espécie e, geralmente, não causam alguma patogenia; • Frequência: ≥ 1% da população. Ou seja, quando a mutação que não causa patogenia atinge essa porcentagem na população, ela é considerada polimorfismo; • Variantes raras representam < 1% da população, conhecidas como mutações; • Eles podem contribuir para traços como cor de pele, tipo sanguíneo, suscetibilidade a doenças ou diferentes respostas a fármacos. → Utilização na genética médica: • Diagnóstico pré-sintomático e pré-natal ou pré-implantacional de doenças genéticas; • Detecção de heterozigotos portadores de doenças genéticas; • Avaliação de pessoas de alto e baixo risco para doenças comuns, como multifatoriais e congênitas idiopáticas; • Combinação de pares doador-receptor para transplante de tecidos e órgãos (marcadores HLA); • Definição de linhagem ancestral através de mitocôndrias (matrilinhagem) e cromossomo Y (patrilinhagem); • Teste de paternidade e aplicações forenses. DNA fingerprint • As variações levam as “digitais” do DNA; • São fragmentos de DNA que mostram padrões únicos de uma pessoa para a outra; • Usados em disputas de paternidade e como provas forenses; • No caso de identificação de pessoas, as sequências de DNA usadas para detectar o DNA fingerprint são chamadas VNTR e STR (polimorfismo de comprimento). Polimorfismo de comprimento • Foram descritos pela primeira vez em 1985; • São arranjos de sequências repetidas com variação no comprimento devido a diferentes números de unidades repetidas (multi-alélicos); • VNTRs: número variável de repetições em Tandem, chamadas de minissatélites. Tratam-se de unidades repetidas de DNA com 10–100 pares de bases; • STRs: são repetições em Tandem curtas, chamadas de microssatélites. Tratam-se de unidades repetidas de 2–4 pares de bases; • No genoma humano, há milhares de regiões diferentes (locos) chamadas minissatélites, onde uma determinada sequência de DNA se repete várias vezes, Marianne Barone (15A) Disciplina – Prof. Marianne Barone (15A) Biologia Molecular – Prof. Jerusa Arantes como se o DNA estivesse “gaguejando”. Se essas sequências são pequenas (< 6 pares de base), elas são chamadas de microssatélites; • Os minissatélites e microssatélites apresentam variação (polimorfismo) no número de repetições; • Cada variante é chamada de um alelo e cada pessoa possui 2 alelos, um paterno e um materno; • As bandas representam o número de repetições; • O número de repetições específicas do DNA é algo particular de cada indivíduo (impressão digital); • Os métodos visam analisar a quantidade de repetições de um determinado gene e comparar entre amostras recolhidas, como podem ser utilizadas em: - Investigação de vínculo genético; - Investigação de suspeitos criminais; - Investigação de vítimas de acidentes; • Diferenças entre os métodos: - Tamanho (número de bases): os STRs contêm poucos pares de bases. Esta característica permite que sejam analisadas quantidades mínimas de DNA. Para análise dos VNTRs é necessário maior quantidade e qualidade do DNA; • Esses métodos visam analisar a quantidade de repetições de um determinado gene e comparar a compatibilidade com a amostra que foi colhida. VNTRs • Minissatelites; • Uma região VNTR típica consiste de 500 a 1000 pares de bases, com unidades repetidas em sequência, cada qual com cerca de 10- 100 pares de bases de comprimento; • Os locos VNTR são particularmente convenientes como marcadores para a identificação humana (multi-alélicos). Ex: uma sequência de 33 bases de DNA pode ser repetida várias vezes em na amostra do DNA dos indivíduos representados. O indivíduo A e o indivíduo B possuem números diferentes de DNA das bases repetidas. Assim, fragmentos do DNA com diferentes números do DNA repetidos mostram diferentes bandas STRs • Microssatelites; • Consistem em unidades de repetição com 2 a 4 pares de nucleotídeos, repetidos entre 2 a 40 vezes; • Dispersos por todo o genoma, assim, são presentes em DNA não codificante e codificante; • Muito polimórficos, assim, são ideais na identificação pessoal humana, por gerarem muitas informações e auxiliarem na discriminação entre os diferentes indivíduos; • Um perfil genético de um indivíduo, trata-se então da informação do número de repetições STR relativa a todos os marcadores analisados; • Cada indivíduo carrega 2 cópias deste polimorfismo (marcadores genéticos), com o número de repetições iguais (homozigotos) ou com número diferente de repetições (heterozigotos) em cada par homólogo do cromossomo; • Marcadores importantes no teste de paternidade por causa da herança que eles carregam; • Sabe-se que para ter um perfil único de uma pessoa são necessários cerca de 13 marcadores STRs, número descoberto pela base de dados do FBI, chamada de CODIS, um sistema que armazena perfis de DNA de laboratórios criminais dos EUA e que buscam na base de dados com o objetivo de auxiliar na investigação criminal; • Eles estão distribuídos ao longo de vários cromossomos no genoma humano e recebem nomes diferentes; • Ocorre a comparação de perfis genéticos com aqueles já encontrados em outros crimes. Portanto, o banco de dados tem como objetivo auxiliar no processo de provar a inocência ou culpa do indivíduo e comparar restos mortais e materiais biológicos, além de fornecer informações para a investigação criminal; • Aplicações: são utilizados como marcadores moleculares, auxiliando na identificação de pessoas em investigações policiais ou judiciais ou em testes de paternidade. Metodologia → Análise de fragmento (sequenciador automático): • A análise de fragmentos através de eletroforese capilar é uma técnica amplamente empregada na pesquisa genética (microssatélites e identificação humana); • Essa técnica baseia-se na determinação do tamanho de fragmentos amplificados por PCR, utilizando primers marcados com fluorescência, por comparação com um marcador de tamanho conhecido (sizestandard); • O uso de diferentes fluorescências permite a análise vários fragmentos (lócos) ao mesmo tempo; • Após a PCR, os fragmentos são submetidos a uma eletroforese capilar, nos sequenciadores automáticos de DNA; • Assim, ele: identifica um perfil genético (único para cada indivíduo) e é rápido e específico. Ex: teste de paternidade para um lócus. Deve-se comparar os códigos de barra da mãe e da criança com o código de barra dos dois prováveis pais. A criança deve ter 50% do padrão de barras da mãe e 50% do padrão de barras do pai. O material genético pode ser colhido de qualquer amostra biológica, como pele, cabelo e sangue (O pai da criança é o homem B)