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POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE Mecanismo de herança genética e heredogramas INTRODUÇÃO: “A genética também estuda padrões de heranças de doenças hereditárias em famílias humanas. O mapeamento dos genes causadores de doenças em locais específicos dos cromossomos, a análise dos mecanismos pelos quais os genes causam doenças, o diagnóstico e a possibilidade de tratamento de distúrbios genéticos. O estudo dos princípios básicos da genética humana possibilita a compreensão de mecanismos envolvidos na etiologia de inúmeras doenças e, consequentemente, a busca de alternativas para o tratamento e a prevenção dessas condições.” CONCEITOS GERAIS DA GENÉTICA: Herança monogênica: determinada por apenas um gene, apresentando genótipos e fenótipos distribuídos conforme padrões característicos. Herança autossômica: quando o gene considerado se localiza em cromossomos autossômicos, nesse caso o gene também é autossômico. Herança ligada ao sexo: quando o gene se situa nos cromossomos sexuais, nesse caso o gene é ligado ao sexo. Genótipo: Constituição genética de um indivíduo Fenótipo: “manifestação do genótipo como o conjunto de características físicas, bioquímicas e fisiológicas determinadas por genes, influenciado ou não pelo ambiente.” Locus: posição em que o gene ocupa no cromossomo. Alelos: genes que ocupam o mesmo locus, no par de cromossomos homólogos. Haploides: “Cada indivíduo possui dois conjuntos haploides de genes, um originado de sua mãe e o outro de seu pai. Quando os dois membros de um par de alelos são iguais, o indivíduo é homozigoto quanto a esses alelos; quando ambos os alelos diferem, o indivíduo é heterozigoto”, ou seja, um “A” ou “a” do pai e outro da mãe, de forma que “AA’’ ou ‘’aa’’ são homozigotos porque são iguais e “Aa’’ são heterozigotos porque são diferentes. Característica dominante: se manifesta mesmo quando o gene que a determina se encontra em dose simples “Aa” ou “AA”. Característica recessiva: se manifesta apenas quando o gene respectivo está em dose dupla ‘’aa’’. LEIS DE MENDEL E GENÉTICA HUMANA: Primeira lei de Mendel – Lei da segregação: “Os organismos de reprodução sexual têm seus genes em pares e apenas um dos constituintes desses pares é transmitido à prole por meio dos gametas”. O embasamento deste princípio biológico é o pareamento e a separação cromossômica durante a meiose. Segunda lei de Mendel- Lei da distribuição independente: “os genes de diferentes lócus são transmitidos de forma independente e proporcional”. O embasamento deste princípio biológico vem do comportamento de diferentes pares de cromossomos durante a meiose. As leis de Mendel são empregadas no estudo da herança de características em seres humanos, mas a investigação e o estudo da hereditariedade dos seres humanos sempre dependeram dos registros familiares, o que dificulta o processo. HEREDOGRAMAS: Definição: diagramas que relacionam membros de uma família Sinais gráficos utilizados: POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE A prole é mostrada abaixo dos pais, de forma que o que nasceu primeiro fica à esquerda seguindo para direita de acordo com a ordem de nascimento. Indivíduos com distúrbios genéticos são indicados pela cor. As gerações são indicadas por algarismos romanos Exemplo: casos de hemofilia nas famílias reais europeias: Os tipos de genealogias apresentadas irão depender de: localização do gene em autossomos ou cromossomos sexuais e se a caraterística é dominante ou recessiva. Há quatro tipos de heranças bem caracterizadas: autossômica dominante, autossômica recessiva, dominante ligada ao sexo e recessiva ligada ao sexo. DISTÚRBIOS MONOGÊNICOS: Definição: doenças causadas por um único gene. Seus padrões irão depender se o fenótipo é recessivo ou dominante e da localização cromossômica da alteração genética. PADRÃO DE HERANÇA AUTOSSÔMICA: Normalmente, afetam os dois sexos, masculino e feminino, igualmente. Mas há exceções como os distúrbios limitados ao sexo. DOENÇAS AUTOSSÔMICAS RECESSIVAS: Somente em indivíduos com dois alelos mutantes e nenhum alelo normal. Quando há apenas um alelo mutante, o normal compensa a anormalidade do outro, impedindo a manifestação da doença. Ou seja, para que a doença se manifeste o indivíduo precisa herdar o alelo mutante de cada genitor. POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE Normalmente, indivíduos afetados por distúrbios autossômicos recessivos são, em sua maioria, filhos de genitores heterozigotos não afetados. Nesse caso os pais são “portadores” com risco de 25% de terem um filho “afetado” Padrão de herança autossômica recessiva são observados na terceira geração casais portadores com descendentes afetados. Exemplos de doenças autossômicas recessivas: • Albinismo: ausência de pigmento; • Alcaptonúria: distúrbio do metabolismo de aminoácidos; • Ataxia telangiectasia: distúrbio neurológico; • Fibrose cística: doença genética que afeta glândulas produtoras de muco e suor e o pâncreas exócrino; • Distrofia muscular de Duchenne: doença que acomete homens, causando enfraquecimento e perda agressiva de massa muscular; • Galactosemia: afeta o metabolismo de carboidratos; • Glicogenose tipo I (doença de Von Gierke): doença genética por deposito de glicogênio hepático, caracterizada por hipoglicemia; • Fenilcetonúria: afeta o metabolismo de aminoácidos; • Doença falciforme: distúrbio da hemoglobina; • Doença de Tay-Sachs: afeta o depósito de lipídios. Essas doenças podem permanecer ocultas por diversas gerações e só se manifestarem quando o portador se unir a outro portador para o mesmo lócus (“aa”) e ambos transmitem o alelo mutante para o descendente. Se os portadores foram consanguíneos, a probabilidade de haver um alelo mutante no mesmo lócus aumenta. DOENÇAS AUTOSSÔMICAS DOMINANTES: É um padrão raro O risco e a gravidade desses distúrbios dependem das características dos genitores (um ou ambos afetados) e se a característica é estritamente dominante ou incompletamente dominante. Homozigotos com fenótipos dominante não são vistos com frequência. Padrão de herança autossômica dominante de um casal (afetado e não afetado). Exemplos de doenças autossômicas dominantes: • Acondroplasia que é um distúrbio genético que se manifesta através do nanismo; • Braquidactilia: dedos curtos; • Cegueira noturna congênita; • Síndrome de Ehler-Danlos: distúrbio do tecido conjuntivo; • Doença de Huntington: distúrbio neurológico; • Síndrome de Marfan: indivíduo alto e magro, com problemas cardíacos e de visão; • Neurofibromatose: tumorações no cropo; • Sensibilidade gustativa à feniltiocarbamida (PTC). União de indivíduos heterozigotos = 75% de chance de prole afetada e 25% normal PADRÃO DE HERANÇA LIGADA AOS CROMOSSOMOS SEXUAIS X: Distribui-se de maneira diferentes entre homens e mulheres, porque os homens apresentam apenas um cromossomo X (homozigotos em relação aos genes ligados ao X) e as mulheres podem ser heterozigotas ou homozigotas para os alelos. Geralmente, os alelos para a maioria dos genes dos cromossomos X são expressos a partir de um único POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE X, de forma que o padrão de herança recessivo ou dominante ligado ao X se diferencia com base no fenótipo de mulheres heterozigotas. Dominantes: quando os fenótipos ligados ao X são expressos em portadoras. Recessivos: quando os fenótipos não são expressos em portadoras. A dominância e a recessividade não são absolutas para um distúrbio ligado ao X DOENÇAS RECESSIVASLIGADAS AO CROMOSSOMO X: Normalmente, são estritas ao sexo masculino e condição rara nas mulheres. Exemplo (Hemofilia A): se um indivíduo hemofílico e uma mulher saudável tiverem filhos, todos os meninos receberão um cromossomo Y paterno e um cromossomo X materno. Dessa forma, não serão afetados. Porém, todas as meninas terão um cromossomo X do pai com alelo para hemofilia, sendo obrigatoriamente portadoras. Agora, se uma filha de pai hemofílico se unir com homem saudável, há a probabilidade de que 50% das filhas do casal sejam portadoras, 50% das filhas sejam normais, 50% dos filhos sejam afetados e 50% dos filhos sejam normais. DOENÇAS DOMINANTES LIGADAS AO CROMOSSOMO X: Regularmente expressas em heterozigotos e não há transmissão entre pai e filho (todas as filhas e nenhum filho de homem afetado serão afetados). São distúrbios raros Exemplo de doença dominante ligada ao cromossomo X: raquitismo hipofosfatêmico: a capacidade dos túbulos renais de reabsorverem o fosfato é comprometida. Probando: indivíduo particular (pessoa ou animal) que estiver sendo estudado ou reportado. É o primeiro membro da família afetada que procura atendimento médico para tratamento genético ALELOS MÚLTIPLOS: Definição: genes com três ou mais alelos. Exemplo: tipos sanguíneos humanos. “Os tipos sanguíneos A, B, AB e O são detectados por testes de amostragem de sangue com diferentes soros. Quando as hemácias têm apenas o antígeno A, o sangue é tipo A; quando há o antígeno B, o sangue é tipo B. Quando os dois antígenos (A e B) estão presentes, o sangue é tipo AB e quando não há antígeno, é tipo O.” “O gene responsável pela produção dos antígenos A e B é indicado pela letra I e tem três alelos: IA, IB e IO. O alelo IA especifica a produção do antígeno A e o alelo IB, a produção do antígeno B. No entanto, o alelo i não produz antígenos. Dessa forma, são determinados pelos genótipos os quatro fenótipos reconhecidos pelos tipos sanguíneos A, B, AB e O. Nesse sistema, os alelos IA e IB são codominantes e são expressados igualmente em heterozigose. Já o alelo IO é recessivo em relação aos dois alelos.” POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE TRANSFUSÕES SANGUÍNEAS: É aconselhado que os receptores de sangue recebam de grupos idênticos, mas em emergências podem receber de outro grupo desde que seja compatível. Doador universal: sangue tipo O porquê não possui antígenos Receptor universal: sangue tipo AB porquê pode receber de todos os tipos sanguíneos. Curiosidade: “A bioquímica do sistema ABO é compreendida pelos antígenos A e B que apresentam grupos de açúcares que se ligam a ácidos graxos na membrana das hemácias. A especificidade do A e do B está baseada no carboidrato terminal do grupamento acrescentado à substância H. Essa substância contém três moléculas de açúcar como a galactose (Gal), a N-acetilglicosamina (AcGalNH) e a fucose. O alelo IA é responsável por uma enzima que pode adicionar o açúcar terminal N- acetilgalactosamina à substância H. O alelo IB é responsável por uma enzima modificada que não acrescenta a N-acetilgalactosamina, mas, sim, a uma galactose (ver imagem). Os heterozigotos (IAIB) adicionam um ou o outro açúcar em muitos substratos disponíveis na superfície dos eritrócitos, exemplificando a base bioquímica da codominância em indivíduos do grupo sanguíneo AB. Finalmente, as pessoas do grupo O não conseguem acrescentar qualquer açúcar terminal (possuem somente a substância H).” DOENÇA HEMOLÍTICA PERINATAL (DHPN): Incompatibilidade materno-fetal devido ao sistema Rh, ou seja, quando a mãe é Rh negativa e o bebê Rh positivo. Sistema Rh: um único par de alelos, D e d. Assim, indivíduos positivos possuem genótipos ‘’DD’’ ou ‘’Dd’’ e, Rh negativos ‘’dd’’. O diagnóstico é feito através do teste de Coombs, que detecta a presença de anticorpos que reagem com hemácias e provocam sua destruição, podendo causar anemia hemolítica. POR: FLÁVIA LIMA / FONTE: MATERIAL DISPONIBILIZADO PELA FACULDADE
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