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O que é cromossomo? Cadeia inteira de DNA unida com um grupo de proteínas estabilizadoras( Histonas) que enrola o DNA. Correspondem aos fios de cromatina do núcleo da célula interfásica. São constituídos de proteínas, RNA e de uma longa molécula de DNA, formando um filamento altamente helicoidizado. Pleiotropia: um mesmo gene pode ser necessário para o desenvolvimento de diferentes traços do organismo Gene: grande trecho de DNA de A, T, C e G que codifica, normalmente, uma proteína ou um grupo. Mutação: mudança na sequencia de nucleotídeos de DNA ou RNA Leis de Mendel Primeira lei de Mendel: Lei da segregação (separação) dos caracteres. Durante a formação dos gametas, os alelos separam-se, juntando-se ao acaso para originar os descendentes. Segunda lei de Mendel: Lei da segregação independente. Durante a formação dos gametas os diferentes pares de alelos separam-se independentemente. Consaguinidade é diferente de união consanguínea Interfase Fase G1 (intervalo 1) G1 é o período que antecede a duplicação do DNA e é caracterizado pelo aumento do tamanho da célula e metabolismo celular normal. Nessa etapa ativa da célula, há a síntese de RNA e produção de proteínas, inclusive as proteínas sinalizadoras que indicarão quando a divisão celular começará. Algumas células podem partir da etapa G1 e entrar em uma fase de repouso, chamada de G0. Fase S (síntese) A etapa de síntese, chamada de S, é a que necessita de mais tempo para ocorrer, pois é responsável pela duplicação semiconservativa do DNA. Cada DNA replicado é formado por uma cadeia de polinucleotídeos da molécula-mãe e se une a uma nova cadeia complementar. A duplicação do material genético é uma importante parte do ciclo celular, pois garante que na divisão celular as células-filhas sejam idênticas à célula-mãe. Fase G2 (intervalo 2) O intervalo G2 ocorre após a duplicação do DNA e antes da divisão celular. Assim como em G1, há síntese de proteínas e de moléculas que participarão da divisão, além de um crescimento adicional. Tanto G1 quanto G2 apresentam pontos de checagem, feitos por moléculas de controle, ou seja, há a verificação do que foi produzido na célula. Se, por exemplo, o DNA apresentar algum dano ou erro, o ciclo celular age para corrigir o problema ou ocorre a morte celular. Meiose Ocorre em vários passos, em duas divisões MEIOSE l e MEIOSE ll, sendo que cada divisão da meiose tem 4 fases: PROFASE, METAFASE, ANAFASE e TELOFASE. Meiose l: Duplica, Pareia, O par se separa Profáse l -Cromossomos condensados e mais visíveis, ou seja, a CROMATINA é empacotada e fica mais fácil de se mover -Forma-se os cromossomos chamados de CROMOSSOMOS HOMOLÓGOS porque eles tem o mesmo tamanho e os mesmos genes -Cada metade do cromossomo é chamado de CROMÁTIDE IRMÃ, sendo idênticas -Nessa fase os Cromossomos são afastados e o NÚCLEO É DESINTEGRADO -Cromossomos homólogos se emparelham, esses cromossomos emparelhados são chamados de TETRADE -CROSSING-OVER ocorre intercâmbio de informações genéticas • Leptóteno: cada cromossomo é formado por duas cromátides. Pode-se notar a presença de pequenas condensações, os cromômeros. • Zigóteno: inicia-se o emparelhamento dos cromossomos homólogos, denominado de sinapse, que se completa no paquíteno. • Paquíteno: cada par de cromossomos homólogos possui quatro cromátides, constituindo uma bivalente ou tétrade, formada por cromátides-irmãs: as que se originam de um mesmo cromossomo e as cromátides homólogas: as que se originam de cromossomos homólogos. Essas podem sofrer uma ruptura na mesma altura, e os dois pedaços podem trocar de lugar, realizando uma permutação ou crossing over. Como os cromossomos são portadores de genes, ocorre uma recombinação gênica. • Diplóteno: os cromossomos homólogos começam a se afastar, mas permanecem ligados pelas regiões onde ocorreu a permutação. Tais regiões constituem os quiasmas. • Diacinese: continua ocorrendo condensação e separação dos cromossomos homólogos. Com isso, os quiasmas vão escorregando para as pontas das cromátides, processo https://www.todamateria.com.br/genes-alelos/ https://www.todamateria.com.br/recombinacao-genica/ denominado terminação dos quiasmas. À medida que as fases evoluem, o nucléolo e a carioteca desaparecem. Metáfase l - A TETRADE vai para o meio da célula - Os centrômeros do cromossomo homólogos se ligam a fibras que emergem de centríolos opostos. Assim cada componente do par será puxado em direções opostas. Anáfase l - Cromossomos homólogos vão para os lados opostos da célula Telofáse l - ocorre quando os cromossomos vão para os lados opostos -fase que duas células independentes começam a formar -cada célula recém formada FORMA UM NÚCELO - citocinese ocorre ao mesmo tempo da Telofáse e divide o citoplasma para formar duas novas células - Cada nova célula formada é chamada de HAPLOIDE porque tem metade os cromossomos da célula original que começou a meiose MEIOSE ll: O centrômero se divide e separam-se as cromátides https://www.todamateria.com.br/nucleolo-celular/ https://www.todamateria.com.br/centriolos/ Profáse ll - Os cromossomos NÃO SE EMPARELHAM - O núcleo é desintegrado como na profáse l Metafáse ll - Os cromossomos são alinhados no meio da célula Anafáse ll -Cromatinas irmãs são separas em polos opostos Telofáse ll - 4 células filhas HAPLOÍDES são formadas, chamadas de GAMETAS - Todas as células recém formadas fazem um núcleo - CROMOSSOMOS se desenrolam formando novamente a CROMATINA - Citocinese acontece Citogenética Humana Estudo dos cromossomos 2n=46. Cada célula do corpo contém a própria cópia completa dos seus cromossomos (células do olho só tem células do olho e o resto é desligado) -23 pares homólogos, sendo 22 pares autossomos e o 23* o par sexual O que propiciou o desenvolvimento da Citogenética Humana? O aperfeiçoamento de instrumentos de ampliação + desenvolvimento de técnicas para observação, isso ao microscópio, e manutenção das células em cultura Qual material é retirado para análise: Linfócitos de sangue periférico Cromossomos de células em divisão mitótica (visualizar o material): Metáfase( mais visíveis, pois se encontra em um maior grau de condensação, além dos cromossomos estarem duplicados e com as cromátides juntas pelo centrômero. Cariótipo Humano: 1-3(maiores e metacêntrico, o 2 é submetacêntrico), 4-5 (grandes e submetacêntricos), 6-12 e X (tamanho médio e submetacêntricos), 13-15(médio, acrocêntricos com satélite), 16-18(pequenos, 16-meta e 17-18 submeta), 19-20 (pequeno e meta) e 21-22 e Y(acro c/ satélite) Técnica de Bandeamento: coloração comum e melhora a observação Bandeamento G (mais usada): cromossomos inicialmente tratados com TRIPSINA(enzima proteolítica), para desnaturação das proteínas cromossômicas e em seguida são coradas com o corante GIEMSA (bandas claras e escuras com aspecto listrado). Cada cromossomo tem o seu padrão específico de bandas(identificação correta). Percebe-se anomalias cromossômicas(duplicações e deleções) NOMENCLATURA é realizada em relação ao Centrômero, com o segmento menor chamado de BRAÇO CURTO(p) e o maior chamado de BRAÇO LONGO(q) 14q32.3 14: cromossomo/ q: braço(longo)/ 3: região/ 2: banda/ 3: subbanda Citogenética Molecular: uso de sonda de DNA FISH(hibridização in situ com fluorescência): usa sondas de DNA que marca com uma molécula fluorescente(absorve e reemite fótons), as sondas marcadas são desnaturadas(cromossomo também) por CALOR. Se as sonda for colocada na lâmina com os cromossomos ocorre HIBRIDIZAÇÃO, caso a sequência de DNA da sonda encontre complementar no cromossomo. Qual célula? -Fito-hemoglutina (linfócito do sangue) mantidas em cultura (tem nutrientes disponíveis e antibióticos) - Mitogênicos: usados na fito-hemoglutina para estimular a divisão da célula em cultura -Quero olhar a metáfase, usa COLCHICINA(desmonta o fuso, assim a célula não faz divisão) - Solução hipotônica:dispersão dos cromossomos (melhorar a análise) -Afirmou ter 46 cromossomos pelo aumento do volume da célula permitindo o espalha- mento do cromossomo - Fixação(conserva) e coloração (Guinsa-todo com o mesmo aspecto) - Usa lente objetiva(microscópio optico) Aberrações cromossômicas numéricas Decorrem de erros mitóticos ou meióticos com a NÃO DISJUNÇÃO. Acontecem no embrião (erros mitóticos) ou na gametogênese(erro meiótico). Dividem-se em Euploidias e Aneuploidias Euploidias: presença de um ou mais lotes haploídes(n), triploíde(3n) e tetroplóides(4n): Triploidia(3n): correspondem a 2% das concepções, aborto no primeiro trimestre(11% das perdas) Tetraploidia(4n): DNA duplica e a célula não se divide. Há um aumento da aploidia da célula. Mosaicismo: (2n/3n) com células com 2 tipos de constituição cromossômica, somente 3n não há compatibilidade com a vida. Corpo deformado. Caso 2n/4n: periodontite grave(reforça o fato de que essa doença pode ser genética) Aneuploidias: trissomia(2n+1) e Monossomia(2n-1). Autossomos: Trissomia do 21( S. Down), Trissomia do 18(S. de Edwards), Trissomia do 13( S. de Patau) -> Nascidos vivos Decorre da não disfunção cromossômica( falha na divisão dos cromossomos) S. Down (trissomia no cromossomo 21) -1/600 nascimentos. Datado em 1866 por John Down. Sintomas: hipotonia, retardo mental, epícanto, prega palmar única, micro/braquifalia, Fendas palpebrais com inclinação mongoloíde, Cardiopatia congênita, Lingua fissurada. Visível no método de FISH. Maioria dos casos: Trissomia simples(47 cromossomos). Raros: mosaicismo e aberração estrutural. - Grande maioria dos casos: cromossomo 21 a mais (47 cromossomos), com erro meiótico e risco de repetição baixo -Casos raros: translocação (mais comum entre o 21 e 14): de novo (aconteceu no embrião) e herdadas (o pai ou a mãe é portador balanceado-quando o exercício fala que o casal tem grande chance de ter um filho com down). Ou Mosaico (erro mitótico no embrião) S. down e idade materna: há um aumento da incidência de crianças com S. down em mães mais velhas Pq? Como a gametogênese da mulher é diferente da do homem, a mulher já nasce com ovúlos prontos que estão estacionados na PROFÁSE 1 (não completaram a meiose), assim há maior tempo parado, consequentemente, há maior chance de ocorrer erro na separação dos cromossomos na meiose. S. Patau (trissomia do 13) - Fissura lábio palatal, polidactilia, anomalias caracas e no SNC, pior que a S. de Down e mais rara (1/1000) S. de Edwards (trissomia do 18) Translocação 21/21: dois cromossomos 21 ligados formando um único cromossomo os gametas terão cromossomo translocado formado por cromossomos 21. Assim, toda vez que houver fecundação será gerado um indivíduo com Síndrome de Down Translocação balanceada entre o 14 e 21 Mais comum quando a família tem grande chance de ter filhos com Síndrome de Down -1/8000 - Baixo peso, hipertônicas, mão fechada, anomalia do calcâneo, alterações dismorficas faciais, Cardiopatia, anomalias renais e neurológicas E os outros cromossomos? Pq só o 13, 18 e 21? Pq são os únicos que as aneuploidias se verificam em crianças vivas. Abortos até 18 semanas de gestação: Trissomia(46%), normal(32%), poliplaidia(12%).. Microquimerismo fetal a extensão de células fetais microquiméricas à mãe, enquanto que a persistência de células maternas nos filhos é conhecida por microquimerismo materno. Aneuploidias dos Cromossomos Sexuais: Sindrome de Klinefelter(47, XXY): 1/1000 meninos Ginecomastia, Hipogenitalismo, Esterilidade, Sem retardo mental, Esmalte mais espesso, Taurodentismo/problemas de oclusão Duplo Y(47, XYY): 1/1000 meninos Estatura elevada, Problemas de aprendizadop(50%), Atraso na fala, Primeiro caso: 1961 Triplo X(47, XXX): 1/1000 meninas Fenótipo e fertilidade normal Monossomia do cromossomo X(45, X) Sindrome de Turner: 1/2000 meninas Estatura baixa e esterilidade, Esmalte mais fino, Pescoço alado, escoliose, edema linfático A cromatina sexual (ou corpúsculo de Barr) é especificamente um dos cromossomos sexuais (nos mamíferos, um dos "X" femininos) que fica normalmente inativado e se apresenta, ao microscópio, como uma pequena "mancha globular" (quando recebe um corante específico) na periferia interna do núcleo. Aberrações Cromossômicas estruturais Comprometimento da estrutura do cromossomo, podendo ser Balanceada (Não há alterações na quantidade de material genético) ou Não Balanceada (Desequilíbrio na quantidade de material genético) Origem das Aberrações estruturais: Quebra + reassociação ou Crossing over desigual Balanceadas • Não há alteração na quantidade de material genético • Fenótipo normal • Pode ser herdada, já vem do pai ou da mãe, ou pode ser “de novo” que ocorre na gametogênese, podendo gerar indivíduos não balanceados -Inversões Mosaicismo: presença, no mesmo individuo, de linhagens celulares com constituição cromossômica diferente. Originados a partir de erros mitóticos na formação do embrião. As proporções de células anômalas podem variar (baixo, intermediário e alto) Quimerismo: Duas fecundações→ Dois zigotos (Gestação de gêmeos)→ Embriões se juntam ou trocam de células entre os embriões→ O indivíduo tem células dos dois embriões, porém só um dos dois sobrevive. • Risco para a prole, pois pode gerar indivíduos não balanceados→ Forma alça para resolver a questão da inversão durante a gametogênese, porém se ocorrer um crossing over nessa região posso ter os gametas não balanceados (anômalos) Translocações de segmentos não-homologos, dois tipos: -Translocações recíprocas • Risco para a prole→ Forma um pareamento na meiose, podendo ser em forma de cruz, o qual vai envolver os dois pares de homólogos→ Forma gametas balanceados e não balanceados -Translocações robertsonianas – entre acrocêntricos -Tambem pode ocorrer de forma balanceada -Perdas dos braços curtos -União dos braços longos Ex: translocação entre o cromossomo 13 e 14 (tem 13 normal, um 14 normal) -Os braços curtos perdidos não geram problemas para a célula, pois existem cópias deles em outros cromossomos Entre cromossomos acrocêntricos. Verifica no bandeamento G - A perda dos braços curtos não apresenta nenhum problema para a célula, pois os bracos curtos de acrocêntricos contem genes repetitivos geralmente envolvidos com a produção de RNA ribossômico(têm cópias desses gênes em outros cromossomos) Ex2: translocação entre o cromossomo 14 e 21 (mais comum) Não balanceadas • Desequilíbrio na quantidade de material genético desencadeando em síndrome Quebras + reassociação -No mesmo cromossomo→ 2 quebras • Inversão paracêntrica (2 quebras no mesmo braço) • Deleção instersticial – no meio (2 quebras no mesmo braço) • Inversão pericêntrica → Muda o centrômero (2 quebras em braços diferentes → Pequeno e longo) • Cromossomo em anel (2 quebras em braços diferentes) -Em cromossomos diferentes→ 2 quebras • Translocação recíproca 2 cromossomos não homólogos sofrem uma quebra no braço longo e trocam entre si esses segmentos • Translocação Robertsoniana Entre cromossomos acrocêntricos (Braço curto extremamente curto)→ Ocorre uma quebra no centrômero, ligando os dois braços longos, formando um único cromossomo -Em um cromossomo→ 1 quebra • Deleção Crossing over desigual • Pareamento tem que ser perfeito, se for desigual vai ocorrer um crossing over desigual • Os cromossomos vão apresentar faltas ou excessos de material genético Divisão anômala do centrômero • Ao invés de separar verticalmente, indo juntos um braço longo e um curto para um lado e para o outro, outro desse, na anáfase, vai ocorrer a quebra do centrômero horizontalmente indo dois curtos e dois longos • Natitivos→ Nascem vivas→ Isocromossomo do braço longo do X→ Sinais de Síndrome de Turner EXEMPLOS DE DELEÇÃO: -Síndrome do miado do gato (Cridu chat) • Deleção do braço curto do cromossomo 5 (5 p-) • Choro peculiar -Síndrome de Wolf-Hirschorn • Deleção do braço curto do cromossomo 4 (4 p-) • Olhos afastados, ponte nasal baixa Duplicações: pareamento dos homológos não está correto e ocorre crossing over (crossing over desigual). Ocorre na meiose, portanto, nos gametas. -Duplicação 1p36.3 -Translocação entre o cromossomo 14 e o 21→ S. de Down Doenças Monogênicas >Distrofia Musculas de Duchenne - Falta de proteína para contração muscular, Deleção faz com que o gene não funcione corretamente - Mulher portadora XDXd , Homem afetado XdY >Fibrose Cística -recessiva e precisa da contribuição da mãe e pai -Causada por mutações no gene CFTR(canal de Cl-) - Desidratação do muco sobre a célula, assim o Cl- compromete o interior da célula -Batimento ciliar comprometido gerando um processo inflamatório com dano -Evolui para fibrose e destruição do parênquima celular e diminui a eficiência do órgão >Microcefalia: mutação no gene de reporo: BRCA1 >Sequenciamento de exoma: identificar erros inatos de metabolismo -Solucionar diagnósticos incerto e a direcionar tratamentos Herança Monogênica São: heranças controladas por um único loco gênico sendo sinônimo de herança mendeliana (experimento com ervilhas) Tipos: -Autossômico (cromossomo 1-22) - Ligado ao X - Holândrico (ligado a Y) Fenótipos: Dominantes ou Recessivos Fenótipos com Herança monogênica (mendeliana): -Variabilidade Normal (maior parte não tem herança monogênica) -Variabilidade patológica: Centenas de doenças, síndromes e defeitos Em humano: averiguação e estudo de famílias (Heredogramas ou Genealogias)> Reconhecimento de padrões e identificação do modo de herança: Fenótipo raros relacionados a alelos igualmente raros(somente) Herança autossômica dominante: AA=Aa (dominância completa) Dominância Incompleta ou Parcial Doenças/ Distúrbios Humanos=> Na maior parte: Dominância parcial Mas: Heterozigoto Aa e Homozigoto AA diferem quanto a gravidade/intensidade de manifestação do distúrbio Relatos na literatura: Manifestação muito mais intensa, morte pré-natal ou perinatal >Sindrome de Waardenburg-Klein - Mancha branca no cabelo, hipelalismo(distância aumentada entre as orbitas), heterocromia de irís Aa: compatível com a vida AA: Incompatível com a vida: cabelo totalmente despigmentado, hipertelolismo muito acentuado, anomalias de órgãos internos Herança autossômico dominante -Há afetados de ambos os sexos -Pais afetados e mães afetados transmitem o fenótipo a filhas e filhos com igual probabilidade -Existe transmissão vertical (de geração para geração) - A observação de pais afetados com filhos(homem) afetados mostra que se trata de distúrbios associado a gene autossômico -Genitores afetados(heterozigotos) geralmente tem uma chance de 50% de terem filhos ou filhas com o mesmo distúrbio Situação mais comum: Aa(50%): afetado/ aa(50%): normal Exemplos de Fenótipos Autossômicos Dominantes para odonto - Síndrome de Wan der Woude, Amelogênese imperfeita, Dentinogênese imperfeita Síndrome de Van der Woude - Gene IRF6 (1q32), fator de regulação do interferon6 -fissuras labiopalatal e fossetas no lábio inferior Dentinogênese imperfeita AD -Dentes de coloração âmbar, Camara pulpar oblitera, Quebra do esmalte(normal) -Gêne DSPP(4q21) -Sialofosfoproteína da dentina (proteína não colagênica) - Outras mutações do mesmo gene causam a Displasia Dentinária Amelogênese Imperfeita -Forma autossômica dominate: Gene ENAM (4q21) -Proteína: ENAMELINA Conceito de PENETRÂNCIA - É a probabilidade de que um gene tenha expressão fenotípica (%) -Se um gene sempre se manifesta, dizemos que a penetrância é completa(100%) -Se um gene pode deixar de se manifestar, dizemos que a penetrância é incompleta(<100%) -Porcentagem de indivíduos com um determinado genótipo que exibe o fenótipo associado a esse genótipo -Se por exemplo a penetrância é igual a 80% isso significa que: -Dentre os indivíduos com o alelo dominante, 80% irão manifestar o distúrbio, enquanto 20% terão fenótipo normal, embora tenham o alelo dominante O indivíduo apontado é Aa, mas não se manifestou a característica. Leva-se em consideração, em várias vezes, nos cálculos o fato de as vezes não se manifestar. Conceito de Expressividade -Refere-se a como o fenótipo se manifesta/grau ou intensidade de expressão Variável / Muito variável -Distúrbios podem passas despercebidos e o próximo indivíduo da família pode apresentar um distúrbio bem grave. Ex: Neurofibromatose Tipo l -gene NF1-cromossomo 17 -Expressividade(muito) variável -gene no controle do ciclo celular Mutação nova Ex: Acondraplasia(nanismo) – Tyrion Herança autossômica recessiva 1- Afetados de ambos os sexos 2- Recorrência em irmandades (irmãos afetados) 3- Não há transmissão vertical 4- Pais de afetados tem fenótipo normal e são heterozigotos para o gene deletério 5- Chance de nova criança afetada é de 25% Consanguinidade e Herança autossômica recessiva Casais como parentesco consaguíneo tem risco aumentado de terem filhos homozigotos – ancestrais comuns => homozigotos por origem comum Exemplo de interesse: Síndrome óculodentodigital: hipodontia, Microdontia, Anomalia do esmalte, Predisposição a cárie Ex de autossomos recessivos: Albinismo, fenilcetonúria, anemia falciforme Herança ligada ao X Diferenças com relação à transmissão e manifestação Mulher: XX (Homozigota ou Heterozigota) Homem XY (Hemizigoto) Herança recessiva ligada ao X Características observadas nos heredogramas: 1- Afetados são quase exclusivamente do sexo masculino 2- A transmissão do gene é, na maioria dos casos, feito por mulheres heterozigotas com fenótipo normal 3- Homens afetados não transmitem o fenótipo a seus filhos homens. As filhas serão sempre heterozigotas com relação ao alelo da doença 4- Homens afetado pode ter neto(homem) com o mesmo distúrbio. Esse neto é sempre filho de uma filha mulher 5- Mulheres heterozigotas podem eventualmente manifestar sinais da doença 6- Geralmente o fenótipo pula gerações. As mulheres portadoras, unindo-se com homens normais, tem 50% dos seus filhos afetados e 50% de suas filhas serão portadoras Ex: Anciloglossia, anodontia, coagulopatia, hipertemia Mulheres heterozigotas que manifestam sinais/sintomas Pq? Um dos Cromossomos X em fêmeas de mamíferos está inativo em cada célula em igual proporção. Porém, com um desvio casual inativando maior numero de cromossomos X, com o alelo normal, que é dominante a mulher heterozigota torna-se sintomática, condição conhecida como heterozigoto manifesto. Ex: pelagem de gato (Hipótese de Lyon) Corpúsculo de Barr - Cromatina do X ou cromatina sexual - Massa escura observada no núcleo interfásico de células de fêmeas de mamíferos - Só na fêmea - a inativação é aleatória: a célula pode usar ou o X do pai ou o X da mãe (50%) E as mulheres heterozigotas manifestantes? XX -> Esperado: 50% funcionando com Fenótipo Normal XX -> Proporção maior de células em que o X ativo é o X com o alelo recessivo => Inativação desfavorável (MANIFESTAÇÃO FENOTIPICA) Fenótipos com herança recessiva ligada ao X - Hemofilia A ( clássica, deficiência do fator XIII) - Distrofia Muscular de Duchenne - Daltonismo - Albinismo Celular - Displasia Ectodérmica Hipoidrótica (síndrome CST) >Deficiência nas glândulas sudoríparas: Sudorese: controle da temperatura corporal >Cabelos e pelos, dentes com morfologia anômala e número reduzido Herança dominante ligada ao X Características observadas no Heredograma 1- Transmissão vertical 2- Pais afetados e mães afetadas transmitem o fenótipo, porém de maneira diferente 3- Pais afetados com filhas sempre afetados e filhos sempre normais 4- Mães afetadas podem ter filhos e filhas afetadas ou normais 5- Há mais mulheres afetadas do que homens 6-Mães afetadas transmite o fenótipo para 50% dos descendentes de qualquer sexo 7- Tende a ocorrer em todas as gerações Ex de doença: Raquitismo hipofosfatêmico (resistente a vitamina D) Amelogênese imperfeita, incontinência pigmentar Herança mitocondrial - A doença é sempre herdada pela linha materna, isto é, somente a mãe transmite o gene aos descendentes -Homens e mulheres podem ser afetados -Ocorre grande variação fenotípica em função da porcentagem de mitocôndrias com a mutação (heteroplasmia) - Não segue a lei de Mendel - o grau da doença se manifesta é variável conforme o numero de mitocôndrias mutantes herdadas -heteroplasmia: a presença de populações mitocondriais diferentes, uma normal e a outra mutante - doenças envolvem geralmente tecidos ricos em mitocôndria(tecido nervoso, muscular cardíaco e esquelético) Herança Multifatorial Também chamada de não mendeliana (complexa) →Trata-se de uma doença Poligênica → Envolve: Muitos genes + Fatores ambientais (não genéticos) → Encontra se em: →Variabilidade humana normal: cor da pele, cor dos olhos, estatura, peso, etc →Doenças comuns: Câncer, Diabetes, Depressão, etc →Malformações congênitas: fissuras LP, defeitos do tubo neural, cardiopatias congênitas etc Um fenótipo pode ser: → Totalmente controlado pela genética, como: S. Down, Hemofilia → Totalmente controlado pelo ambiente, como: Tuberculose → Controlado por fatores genéticos tanto por fatores não genéticos, como: pé torto, doença cardíaca, úlcera, diabetes. No caso de Herança Monogênica: → em um loco gênico podemos supor 2 alelos: A, a (AA, Aa, aa) → Em dominância completa: 2 fenótipos → Em dominância incompleta: 3 fenótipos Já nesse caso de Herança Multifatorial (associada a muitos locus gênicos + ação do ambiente): observa muita variabilidade fenotípica. → maior quantidade de locus gênicos atuando mais irá aumentar o número de fenótipos e genótipos possíveis, e a variabilidade irá apresentar uma variação contínua. Ex de Heranças Multifatoriais: Pele: → atualmente sabemos que > 100 genes influenciam a pigmentação → Davenport (1913): primeiro modelo para explicar a genética da cor da pele → A=B → +melanina →a=b → - melanina → 2 locos gênicos, 2 alelos cada →2 genes → 5 categorias de coloração de pele (branco, pardo claro...) → Após: Imaginou mais um loco: aabbcc (variabilidade maior) Gene MC1R (16q24): Gene que codifica receptor do hormônio estimulante dos melanocitos (MSH)-melanocortina → Gene apresenta variantes polimórficos (frequentes) → refere-se à quantidade diferente de melaninas distribuídas de forma diferente na população → Está relacionada ao fenótipo de pele clara, ruiva, sarda → Esses indivíduos não convertem a feomelanina em eumelanina (responsável pela pele/cabelo escuro) → Esses indivíduos com esse fenótipo são heterozigotos compostos ou homozigotos para uma entre 5 mutações mais frequentes do gene MC1R →Os humanos que viviam em regiões ensolaradas da África adaptaram-se para terem um limite alto de produção de melanina(protetor solar) e eumelanina, dando a pele um tom mais escuro. Essa proteção interna do Sol ajudou a protege-los do melanoma (mais aptos e passando as gerações). → No norte produziam menos melanina, e uma quantidade de luz pequena era capaz de produzir melanona (melhor absorção de UV) → Embora a luz UV danifique a pele também há um beneficio com ela: ajuda a produzir vitamina D. → Ao ir no norte, essas pessoas de pele escura bloqueavam a pouca luz do sol que havia. → Selecionava os de pele clara que absorvia melhor a luz UV →Experimento dos camundongos: →Marrom: mutação no gene MC1R(homozigoto) (yellow-recessivo) →Preto: Transgênico = mutante yellow com o Gene MC1R humano inserido Gene SLC24A5(15q21): gene faz a regulação dos níveis de cálcio nos melonossomos Alelos → há mais frequentes em afrodescendentes e há mais em europeus (cromossomo 15) → Pigmentação mais clara em afro-americanos Experimento: → RNAm humano SLC24A5 foi inserido em embrião de peixe com mutação Golden. Isso fez com que a pigmentação do peixe voltasse a ser selvagem, reestabelecendo a pigmentação Cor dos olhos: No cromossomo 15 → Gene OCA2 e Gene HERC2 → mutações no Gene OCA2 → albinismo óculo-cutâneo tirosinase positivo (falta dessa enzima) → Gene HERC2 regula a expressão do gene OCA2 → Variantes polimórficas relacionadas com a diminuição da expressão do OCA2, uma pessoa portadora de uma variante desse tipo teria olhos mais claros →Outros genes (mais de 16) estão envolvidos com a determinação da cor dos olhos: ASIP, IRF4, SLC 24ª4, SLC24A5, SLC45A2, TPCN2, TYR, TYRP1 Anomalias Congênitas Além de características da variabilidade normal muitas Anomalias congênitas tem um padrão de herança multifatorial → Observa-se uma agregação familiar, com frequência maior que a esperada por acaso →Análise das famílias onde há recorrência (repetição), não permite estabelecer um padrão (não se enquadra na monogênica) →O fenótipo depende da influência de muitos genes, somada à influência de fatores ambientais → Carter, 1970 – Modelo do Limiar para explicar, pois não havendo um padrão há muitos genes e fatores ambientais diversos envolvido ficando impossível fazer um cálculo de risco como na herança →Recorre-se aos RISCOS EMPIRÍCOS (estimativas baseadas em estudos populacionais, não conhecendo os pormenores em relação as etiologias das mal- formações) →Modelo do Limiar: a suscetibilidade da população se distribui de acordo com a curva normal → Modelo permite certas conclusões → o risco de recorrência aumenta quando há mais de um caso na família (elevada quantidade de genes de predisposição) → quando mais grave for o defeito, maior o risco de recorrência → Se há diferença de limiar entre os sexos, o risco de recorrência aumenta se o probando é de sexo menos suscetível → Com relação a gravidade do defeito → O risco diminui conforme o grau de parentesco for afastando (1 grau, 2 graus...) → Malformações congênitas com diferença de frequência entre os sexos → Ex: Fissura palatal: mais frequente em meninas → Mulher é mais suscetível →Os fatores genéticos podem variar muito entre casais, as falhas que ocorrem no DNA podem não ser as mesmas → Meninas afetas com uma menor quantidade alelos de predisposição → Meninos precisam herdar um número maior de alelos de predisposição para serem afetados → Se o casal teve um filho do sexo menos suscetível (homem), isso significa que a chance de ter outra criança com fissura palatal é maior. Isso é invertido caso tenha uma menina. → Se a criança é do sexo menos suscetível e nasceu com aquela anomalia isso significa que ela ultrapassou o limiar maior de suscetibilidade (alelos vieram dos pais). Estudo de Gêmeos → Quando são gêmeos idênticos há maior chance de apresentar a doença do que gêmeos não identicos →Impregado para analise de anomalias congênitas múltiplas →usa amostra de gêmeos monozigóticos e dizigóticos para comparação → Estudo de concordância compara MZ X DZ →Concordância é a presença da característica estudada em ambos os genes do par → Caso os dois apresentem são chamados de concordantes → se um apresenta e outro não, são chamados de discordantes → expressa em % Se há diferença de limiar entre os sexos, o risco de recorrência aumenta se o probando é do sexo menos suscetível. →Discrepância da característica entre DZ e MZ mostra que a influencia genética tem um peso forte na determinação da característica → Se dois indivíduos são iguais geneticamente, isso torna mais provável que eles tenham a mesma característica fenotípica se ela for geneticamente determinada ou influenciada fortemente pela genética E os fatores ambientais? → Fissuras lábio-palatal: Fumo, álcool e deficiência nutricional durante a gestação/ Pesticidas e herbicidas → Nutrição: pode causardefeitos de fechamento do tubo neural (anencefaias, meningaceles, meningomielocele) Imunogenética e doenças Imunogenética é o ramo da genética médica que explora a relação entre o sistema imunológico e a genética -Doenças autoimunes, como o Diabetes tipo 1, são complexas do ponto de vista genético e resultam de defeitos do sistema imune -Identificação de genes que definem os defeitos imunes pode auxiliar na caracterização de novos alvos para medicamentos -Variações genéticas podem também auxiliar a definir vias imunológicas que levam a doenças. Resposta imune inata( imunidade que nasce com o indivíduo): Citocinas, quimiocinas, proteínas do sistema complemento (lectina ligante de manose – MBL), receptores da Vit D, receptores de células NK: Killer cell, receptores MHC class I (MIC), receptores Toll-like etc Resposta imune adaptativa( imunidade Humoral e Celular): MHC ou CPH, receptores de célula B, receptor de célula T, etc. Sistema imune adquirido ou imunidade adquirida é a imunidade gerada ao longo da vida, ativada após um contato inicial com diferentes agentes invasores. POLIMORFISMO -Mutação de base: cria alelos que variam de um indivíduo para o outro. Quando uma variante genética alcança uma frequência de 1%, nós podemos chamar de POLIMORFISMO -Função: oferecer variabilidade ao indivíduo -Vários polimorfismos genéticos já foram relacionados ao risco aumentado da ocorrência de patologias multifatoriais (como as infecciosas) - Interação ambiente-hospedeiro no curso de doenças infecciosas. Diabetes I - pelo menos 19 associações de genes (I8D) Parkinson : - doença idiopática(não sabemos o que causou): 85% - causada por gene: 15% Não sabemos como ocorreu a mutação nos genes -No cromossomo 1 -Mutações no gene Park-7 afeta a ação da proteína DJ-1 que protege as células, guias as proteínas etc - Assim sua ação não é efetivada resultando na doença do Parkinson - Herdado de uma maneira recessiva -No cromossomo 6 - herdado de uma maneira recessiva - gene Park-2 gera uma proteína Parkin (marca outras proteínas que estão danificadas com uma molécula chamada ubiquitina) para ser transportada a proteossoma decompondo e eliminando essas proteínas -No cromossomo 12 -Gene LRRK2(Lark2) gera receita para fazer proteína dardarin -Autossomo dominante( pai ou mae) - Mal Formação de proteína Dardarin resulta em formação de parkinson(forma mais comum) Extensões ao mendelismo e Herança não-mendeliana -No caso de CODOMINÂNCIA, o heterozigoto expressa o produto dos dois alelos. Um bom exemplo é o dos indivíduos do grupo sanguíneo AB, que apresentam na membrana das hemácias as moléculas doa antígenos A e B -A EPISTASIA trata-se de uma interação não alélica, ou seja, entre alelos de genes diferentes. Dois locos gênicos atuam no controle de uma única característica. Existem muitos exemplos em animais e plantas que podem ser encontrados nos livros. Em seres humanos, o exemplo mais notável se refere à expressão dos antígenos do sistema de grupos sanguíneos ABO Imunogenética e doenças Erros Inatos do Metabolismo O que são? Distúrbios relacionados a mutações em genes que codificam Enzimas - Podem ser: perda da atividade enzimática ou atividade deficiente - São doenças raras, Monogênicas, geralmente, com Herança Autossômica Recessiva e exemplos raros ligados ao X O termo: Erros Inatos do Metabolismo foi criado por GARROD em 1902 - Estudou a Alcaptonúria (AKU) - Associação Gene → Enzima Garrot, 1902: Inaugurou o que é chamado de Genética Bioquímica, cria o termo: Erros Inatos do Metabolismo Aplicação das leis de Mendel em Humanos - Identificação do modo de herança (ALCAPTONÚRIA – AKU) - Consanguinidade entre os pais de afetados -Deficiência enzimática causa: bloqueio Metabólico Caso não exista determinada enzima há um bloqueio metabólico - Consequência de um bloqueio enzimático dependem da via metabólica e do tipo de moléculas envolvidas: -Se for moléculas pequenas (difusíveis) as consequências sistêmicas -Se for macromoléculas elas se acumulam nos tecidos, tendo uma repecursão mais restrita a determinados órgãos Consequências Fisiopatológicas podem se dever: - Deficiência do produto e/ou Acúmulo do substrato e/ou Via alternativa intensificada Exemplos Metabolismo de Aminoácidos Fenilcetonúria - Deficiência da enzima Fenilalanina Hidroxilase (PAH) - 950 mutações conhecidas para esse gene (gene esse situado no cromossomo 12) -76% dos afetados são heterozigotos comportos -1/12000 nascimentos - Descrição: Folling, 1934 – Observou excesso de ácido fenilpirúvico na urina de 2 crianças - Caso o indivíduo não tenha a enzima (fenilalanina desidroxilase): há um acúmulo de fenilalanina nos tecidos chegando a níveis tóxicos, já que a fenilalanina precisa ser metabolizada -Erro no cofator (Diidropterina redutase) pode causar a fenilcetonúria - Parte dessa Fenilalanina não transformada é convertida em ácido pirúvico Três formas da Fenilcetonúria, de acordo com o % da enzima funcionando: 1. Fenilcetonúria Clássica: atividade inexistente da PAH (atividade < 1%), níveis plasmáticos de fenilalanina são > 20mg/dl 2. Fenilcetonúria Leve: atividade da PAH de 1 a 3%, nível plasmático de 10 a 20 mg/dl 3. Hiperfenilalaninemia Transitória ou Permanente: atividade superior a 3%, os níveis são de 4 e 10 mg/dl. Situação Benigna, não há sintomatologia clínica Como pode ser detectada? - Pode ser detectada por Triagem Neonatal (teste do Pezinho), obrigatória desde 1990 - Detecção precoce e tratamento: fenótipo normal - Caso não seja tratado: desenvolve retardo mental, retardo do desenvolvimento psicomotor, espasticidade, convulsões, hiperatividade, tremores, microcefalia - Hipopigmentação: (cabelos claros, pele clara e olhos azuis). A hidroxilação da tirosina pela tirosinase, que é a primeira etapa na formação da melanina, é inibida competitivamente pelos altos níveis de fenilalanina na PKU - Tratamento: interromper aleitamento materno e controle da dieta, alimentando-se de alimentos com alto nível de fenilalanina, segundo até o início da vida adulta PKU materno (homozigota recessiva: aa) - Uma mãe que foi diagnosticada com PKU e que seguiu o tratamento, caso engravide deve seguir um controle rigoroso da dieta durante a gestação - Visto que níveis elevados de fenilalanina no sangue materno tem um efeito teratogênico (tóxico) sobre o feto causando mal formações fetais. -Agente teratogênico é um agente físico ou químico que causa dano ao embrião Albinismo ocúlo-cutâneo tipo I tirosina negativo (OCA1) - Deficiência da enzima tirosinase (11q14-q25) - Albinismo tirosinase negativo -Homozigota recessiva Deficiência do produto final -Não forma a melanina diferente da Fenilcetonúria que é por causa do acúmulo de substratos -Mutações no gene da Tirosinase nas regiões codificadoras (Exóns), a maioria leva a substituição de aminoácidos (vários genes encontrados Homocistinúria: Transforma em metionina e homocisteína, doença que controla com alimentação. Anomalias osseas, retardo mental e de desenvolvimento. Miopia, Extopia de Cristalino. Mais raro que a Fenilcetonúria Albinismo óculo cutâneo tirosina positivo (tipo II) Tirosinase presente Gene localizado em 16q24.3, 15q11.2-q12 (OCA2) Heterogeneidade genética ou de loco Fenótipo= Albinismo (mais de um gene) Deficiência do produto que leva ao fenótipo do indivíduo. Alcaptonúria ou ocronose Deficiencia da oxidase do ácido homogentísico Acumulo de ácido homegentísico em cartilagens e tecidos Artrite 1/250000 Homozigoto autossômico recessivo Manchas escurecidas na mucosa bucal/Palato/Dentes Urina escura ficar exposta ao ar por horas Metabolismo de Carboidratos Galactosemia Clássica -Deficiência de galactose-1-fosfato-1uridil transferase (localizado no gene GALT em 9p13 -1/30000 recém nascidos -Não há conversãode galactose em glicose -Manifestação no período neonatal, após ingestão de leite, com deteorização neurológica progressiva -O diagnóstico precoce é fundamental para excluir de imediato a galactose da dieta alimentar de modo a evitar sequelas irreversíveis (teste do pezinho) -Bloqueio Enzimático: UDP-Glc: Gal-1- Purililtransferase Metabolismo de Macromoléculas - Doenças de armazenamento lisossômico (Doenças de acúmulo) -Mucopolissacarídoses, Esfingolipidoses, Mucolipidoses Mucopolissacarídoses -Grupo heterogênio de doenças -Defeitos na degradação de glicosaminoglicanas (GAG’s) na matriz extracelular -Exemplo de enzimas deficientes: a-L-iduronidade, Iduranato sulfatase, Arilsulfatase -Caractéristicas compartilhadas: Anomalias ósseas, Hepatoesplenomegalia, Retardo Mental e de crescimento, Anomalias oculares, Face característica e Deteorização progressiva -Quase todos autossomicos recessivos, poucos casos de síndrome ligada ao X Exemplos Síndrome de Hurler (MPSI-H) -Deficiencia de a-L-iduronidase (gene localizado em 4p16.3) -Início dos sintomas após o primeiro ano, retardo mental progressivo, hepatoesplenomegalia, nanismo (máximo: 1,10m), alterações faciais -Incidência: 1/100000 -Herância autossomica recessiva -Mutações no GENE a-L-Iduronidase (diferentes) geram: Síndrome de Hunter (MPSII) -Deficiência de iduronato-sulfatase (gene em Xq27-q28) -Retardo Mental, Hepato-esplenomegalia, nanismo (1,2-1,5m) -Mutações: Deleções, substituições, Sem sentido(aquelas que leva ao aparecimento de um códon de parada prematuro) -Tratamento: Reposição enzimática, via endovenosa 1x semana Síndrome Morquio Diastemas, problemas de oclusão... Esfingolipidases -Armazenamento de lipídeos - Normalmente as enzimas degradam esses lipídeos complexos (os esfingolipídeos) numa sequência de reações de hidrólise -Quando uma das enzimas falta (geralmente por um defeito autossômico recessivo), toda a cadeia é interrompida, e há acúmulo do substrato da enzima deficiente Exemplos Tratamento: Terapia de Reposição enzimática (TER) e Transplante de Medula Óssea A enzima Hexosaminidase A envolvida na degração do gangliosídeo (GM2) Doença de Tay-Sachs( HAR): em que envolve 4 bases(inserção de 4 bases: T ATC, matriz de leitura alterada), deficiência da subunidade alfa. -Comprometimento Neurológico Doença de Sandhaff: deficiência da subunidade beta Deficiência da Proteína ativadora: muito raro Todas são clinicamente semelhantes Metabolismo de Purinas e Pirimidinas -Enzima hipoxantina fosforibosiltransferase envolvida na conversão de: Lesh-Nyhan -1/400000 -Cromossomo X está o gene afetado (herança recessiva), só existe meninos afetados e a transferência é feita por mulheres heterozigotas -Caracterizada por disfunção motora, distúrbios cognitivos e comportamentais, além da superprodução de ácido úrico (hiperuricemia) - Comportamento de auto mutilação Farmacogenética Variações na resposta à mesma posologia de um fármaco depende: Idade, Doenças, Fatores Imunológicos, Interações Medicamentosas e Fatores genéticos -Pode falar Farmacogenômica Área que estuda: - A contribuição da constituição genética na variação à resposta a drogas, afetando seu metabolismo, eficácia e toxicidade Termo criado por Vogel em 1959 - Início na década de 50 com a descoberta de variantes enzimáticos - Sabe-se que as variações genéticas faz com que um mesmo medicamento tenha respostas diferentes em pessoas diferentes Primeiro relato de um distúrbio farmacogenético: - Pitágoras (500 a.C) - Afirmando que as pessoas deveriam ter cuidado ao ingerir certo tipo de feijão (Favismo) Pode causar um acúmulo: De Ácido Úrico: gota (quando a enzima funciona um pouco) Ou uma síndrome quando a enzima não funciona totalmente: Lesh-Nuhan (cromossomo X-recessivo) Enzimas metabolizadoras: -Grande Variabilidade (indivíduos) -Polimorfismos genéticos -Diferenças de frequências alélicas em locos envolvido por ex com a sínte de enzimas que atuam sobre a droga As enzimas que metabolizam drogas participam das reações de Fase I e Fase II - Fase I: oxidação, redução e hidrólise. Podem ativar ou inativar a droga. Criam possibilidade de reação de fase II. P450-mono-oxigenases (hepatócitos) - Fase II: reações de conjugação-acetilação, glicoronidação, sulfatação e metilação. Adição de grupos polares aumenta a solubilidade em água, facilitando a excreção Exemplos relacionados a enzimas: Suxametônio Isoniazida: - medicamento usado no tratamento de tuberculose - metabolizada no fígado pela enzima N-acetil-transferase (acetilação) -Gene NAT2 (8p21) - A acetilação faz com que a droga seja inativada e tenha excreção facil Anos 50: estudos populacionais -Acetiladores lentos -Acetiladores intermediários (enzima funciona) -Acetiladores rápidos (enzima funciona) -Estudos em famílias: acetilador lento é o fenótipo recessivo Acetiladores Lentos -Apresenta diminuição da atividade enzimática fazendo com que a excreção da droga seja rápida, esses indivíduos podem apresentar: -Polineuropatia, fraqueza, dores musculares, perda de reflexos, perturbação sensorial e mental Succinilcolina ou suxametônico -Uso em anestésicos geral (relaxante muscular) -Inativado pela enzima plasmática pseudocolinesterase (butiril-colinesterase) -Indivíduos com metabolização lenta podem ter apnéia prolongada (1/3000 brancos nos EUA) -Deficiência da butirilcolinesterase (pseudo colinesterase) -> Herança autossômica recessiva -O gene que codifica a enzima (gene BCHE) está em 3q -Alelo BCHEA (atípicos) – 1/3300 indivíduos na Eurosa são homozigotos -Tem um risco de apneia prolongoda (uma a várias horas) necessitando de um suporte respiratório artificial Gene CYP2D6 – (codifica uma enzima que faz oxidação no fígado) -codifica uma enzima da família do citocromo P450 -os produtos dos genes CYP2D6 e CYP3A4 estão envolvidos na metabolização de 90% das drogas -CYP2D6: altamente polimórfica (vários alelos conhecidos) Fenótipos que causam problemas: - Homozigotos para determinados alelos que são metabolizadores lentos (6% caucasoides): acumulo da droga - Metabolizadores ultra-rápidos: indivíduos com duplicação de alelos funcionais : remédio não vai fazer efeito por conta do rápido metabolismo GENE CYP2D6: está envolvido no metabolismo de medicamentos: Fluoxetina, Propanolol, Paroxetina, Atenolol, Tamoxifeno Metabolizador lento: acúmulo de fármaco, efeitos adversos e reações de intolerância Metabolizador ultrarrápido: eliminação rápida, necessidade de dose maior GENE CYP3A4: está envolvido na metabolização de 50-60% das drogas prescritas, inclusive para o câncer. - Polimorfismo associado a um risco aumentado de tumores secundários Painel Farmacogenético para Psicofármacos: Ideia de como fazer o tratamento Tiopurina metiltransferase (Gene codificador nos cromossomos 6p22: TPMT) - Enzima tem como substratos: 6 mercaptopurina e 6-tioguanina, drogas usadas no tratamento de leucemias e outras formas de câncer -Deficiência da enzima leva a toxicidade do fármaco que não é metabolizado corretamente -Alta atividade da enzima: necessita de doses mais elevadas do medicamento para ter o efeito Resistência a Drogas Doenças Genéticas e Respostas a Fármacos Exemplos: Hipertemia Maligna -Miopatia relacionada à redução na recaptação de cálcio -1/10000 anestesias aplicadas em crianças -1/40000 adultos -40% dos casos em cirurgias de cabeça e pescoço - É uma entidade clínica de resposta dversa a anestésicos de inalação (exemplo: Halotano) ou relaxante musculares (exemplo: succinilcolina) - Indivíduos apresentam: rigidez muscular, elevação da temperatura e hipercatabolismo - Heterogeneidade genética (vários genes envolvidos na etiologia do problema) -70 a 80% dos casos estão relacionados ao GENE RYR1 (receptor rianodina) no 19q13 - Mutações que comprometem esse receptor levam a: liberação excessivae contínua de íons Ca2+ do retículo para o citoplasma -Geralmente tem herança autossômica dominante Deficiência de G6PD (glicose 6P desidrogenase) -Deficiência enzimática mais comum em humanos (400 milhôes de pessoas) -Mais de 400 variantes da enzima identificados -Gene que codifica essa enzima está em Xq28 -Variante normal = tipo B - Afeta as hemácias: não tem núcleo e obtêm energia pela via glicolítica - Deficiência de G-6PD: leva a uma falta de NADPH, falta de glutation (tripeptideo) reduzindo (GSH): O glutation não é reduzido -Membrana da hemácia comprometida: hemólise -Recessivo ligado ao X, portanto, maior prevalência em homens Necessidade de um tratamento diferenciado a essas pessoas Variantes genéticas são divididas em 5 classes: 1) Deficiência total (rara)- anemia crônica 2) Deficiência severa (menos que 10% de atividade) 3) Deficiência moderada (10 a 60% de atividade) 4) Deficiência leve ou ausente (mais de 60% de atividade 5) Aumento da atividade Crises hemolíticas Variantes: África Central, Mediterrâneo, China Favismo: -Crise hemolítica (anemia) após ingestão de fava (Vicia faba) ou aspiração de pólen Hemoglobinopatias Distúrbios relacionados a alterações das cadeias da hemoglobina, afetando cerca de 5% da população mundial (OMS) Durante o nosso Desenvolvimento: Cadeias polipeptídicas codificadas por genes diferentes são usadas para fazer a hemoglobina (Hb) A hemoglobina: É um tetrâmero formado por 2 cadeias do grupo alfa e 2 cadeias do grupo Beta. Essas cadeias são chamadas de Globinas (subunidades) O grupamento alfa: Está localizado no cromossomo 16 O grupamento Beta: Está localizado no cromossomo 11 Os genes dos cromossomos 16 e do cromossomo 11 são utilizados para fazer as moléculas de hemoglobina durante o período embrionário, fetal e adulto -No indivíduo adulto pode haver a presença de hemoglobina fetal, desde que não ultrapasse um valor menor que 1% - No indivíduo adulto a hemoglobina A2 é encontrada em até 2% Caixas azuis: Pseudogenes, são genes que não funcionam (não produzem proteína) resquícios gênicos= no passado esses genes eram ativos As hemoglobinopatias podem ser classificadas em: 1- Variantes estruturais 2- Variantes quantitativas (Talassemias) Variantes Estruturais -São aquelas em que há alteração dos aminoácidos do polipeptídeos -3 Tipos de acordo com o fenótipo: Variantes que causam anemia hemolítica, Variantes que levam a alteração no transporte de O2 e Variantes com fenótipo de talassemia Variantes Estruturais/Anemia Hemolítica Ex: Anemia Falciforme -Se deve a uma mutação de ponto no gene da beta globina (substituição de aminoácido na sexta posição da cadeia beta) -Uma mutação: Trocou-se o Glu por Val no aminoácido 6 -Homozigoto para a mutação = afetado pela anemia falciforme -Herança autossômica recessiva -Mais prevalente (no Brasil) na população negra (teste do pezinho) -Acredita-se que a origem da mutação vem se da África (oeste), há 7000 anos -Em 1949 Linus Pauling associou a anemia falciforme (recessiva) a uma doença molecular, relacionada à hemoglobina Estimulou o Racismo -O homozigoto produz apenas a Hemoglobina S (HbS), que contém a Beta globina com substituição de aminoácidos (ao invés de Glu tem Val) Está molécula tem: - Ligação com O2 normal, tende-se a ocorrer a polimerização em situação de baixa tensão de O2 (distorção das hemácias) Homozigoto: O indivíduo afetado (homozigoto) devido a polimerização das moléculas de hemoglobina no interior das hemácias há a deformidade das hemácias (falciforme) dificultando o trânsito dentro dos capilares, podendo ocorre obstrução Heterozigoto: indivíduo normal, produz HbA e HbS (Bglobina com troca de aminoácido), despressurização/altitudes elevadas. Há falcisação somente em situações específicas (como na falta de oxigênio) Na África: -Verificou-se vantagem do heterozigoto, por que ele é resistente à malária, aumentando o número de heterozigotos -Homozigotos são os afetados Sintomas: anemia, atraso de crescimento, esplenomegalia (aumento do baço) , infecções, infartos, úlceras Infartos: as hemácias falciformes não tem a mesma facilidade de transito como a hemácia globular. Acumula-se essas hemácias Como ocorre essa deformidade? Tetrâmeros tende a formar um polímeros na hemácia, fazendo com que a hemácia fique deformada Doença da Hemoglobina C (variante estrutural) - Com hemoglobina C - Mutação de ponto no gene da beta globina na mesma posição que a HbS - Glu é trocado por Lys - Os indivíduos heterozigotos para a Hemoglobina C também são assintomáticos para a malária levando a vantagem seletiva - Produção de HbA e HbC - Homozigotos com anemia leve Heterozigotos compostos: - Portam os dois alelos (alelo da hemoglobina C e da Falciforme) -Filhos podem ser sc Variantes estruturais com alteração no transporte de O2 São chamados de: Metamoglobinas (HbM) -As doenças são chamadas de Metemoglobinemias Para ocorrer o transporte de ferro precisa estar no estado Ferroso (ferro reduzido), uma enzima faz a redução (Meth redutase) passado do estado férrico (ferro oxidado) para ferroso Mutação de ponto no gene da beta globina Hb Hyde Park: Substituição de aminoácido (B92 His→Tyr) leva a uma alteração da conformação da molécula que afeta o encaixe do heme, com isso a ligação da enzima que faz a ligação com o Fe é prejudicada, assim o Ferro não é reduzido, causando o comprometimento do transporte de O2 Variantes estruturais com fenótipo de talassemia Exs: Hemoglobina Lepore: descrita por Gerald e Diamond em 1958 Origem: Crossing over desigual que leva a uma fusão gênica Variantes quantitativas (Talassemias) -Cadeias alfa e beta da globina com composição de aminoácidos normal mas a síntese é diminuída -Nome vem do mediterrâneo, onda há grande quantidade Alfa Talassemia: Produção diminuída de cadeias alfa Beta Talassemia: produção diminuída de cadeias beta - A cadeia que é produzida a uma taxa normal fica em relativo excesso - Assim faltam cadeias complementares para formar tetrâmeros normais - Formam-se tetrâmeros anômalos, pouco solúveis - Há precipitação nas células precursoras e nas hemácias circulantes (hemólise) Alfa Talassemias - Os indivíduos com cadeias alfa com produção menor, mas há produção de cadeias beta normalmente - Não havendo uma correspondência entre alfa(pouca) e beta(bastante) vai sobrar cadeia beta para formar tetrâmeros anômalos (Tetrâmeros B4): solubilidade alterada Deleção dos 4 genes da alfa globina -Incompatível com a vida -Morte Intra-uterina -Hb Bart (deleção dos 4 genes alfa) -Hidropsia fetal (acúmulo de fluídos em compartimentos extravasculares e cavidades fetais – pleura, pericárdica e peritoneal) Beta Talassemias -Deficiência na produção de cadeias beta -Manifestação pós-natal -Causas: deleção ou mutação de ponto do gene da beta-globina -Produção normal de cadeias alfa - Formação de tetrâmeros α4 (insolúvel, precipitação nas células precursoras de hemácias na medula óssea) β 0: nenhuma ou produção muito pequena de beta-globina: Talassemia maior (major), dependente de transfusão β+ : detecção de pequena quantidade de beta globina: Talassemia intermediária, não dependente de transfusão Heterozigotos tem anemia leve: talassemia menor (minor) ou traço talassêmico Talassemia Maior (Anemia de Cooley) Anemia intensa, atraso de crescimento, alterações ósseas – tratamento constante Anemia, Palidez, Icterícia, Esplenomegalia, Hepatomegalia, Deformidades ósseas, Fácies típico Medula aumentada da função pela necessidade de compensar a falta de sangue, causando deformidades osseas - Chance de 25 Câncer -Câncer em um ancestral humano (1,7 Milhões de anos) – osteosarcoma no quinto metatarsiano Câncer e Genética -Toda forma de câncer está relacionada a mudanças genéticas acumuladas em umacélula somática (alterações genéticas múltiplas) -Em geral, as mutações incluem perdas, ganhos ou rearranjos genéticos, além de alterações pontuais na sequência do DNA - Cancer: conjunto de distúrbios associados a um crescimento células descontrolado -Desenvolvimento do câncer: Carnogênese ou Oncogenese As Células Tumorais apresentam: Evolução Multiestágio do câncer: ORIGEM MONOCLONAL (Evolução clonal) Mutação e Câncer -Todas as células tumorais apresentam alterações genéticas, e os genes alterados nessas células tumorais, geralmente são genes que estão envolvidos no controle do ciclo celular, da apoptose e do reparo -Essas alterações fazem com que haja um crescimento celular descontrolado, originando o TUMOR -Metástase: característica de tumor maligno -Célula tumoral: taxa de divisão elevada, alta taxa metabólicas, alteração morfológica, invasão Caso de tumor X Genes envolvidos no controle do ciclo celular: Proto-oncogenes: promoção (estímulo) das divisões celulares – acelerador Genes supressores tumorais: agem para limitar as divisões celulares, podem estimular as proteínas das apoptoses e reparo -Para ocorrer câncer precisa ter mutação nos dois alelos (AA e Aa: aa), ocorrendo a perda da função Uma mutação somente: provoca um ganho de função Produto gênico excessivamente ou inapropriamente ativo Portanto diz que essa mutação tem um Efeito dominante O que é um ONCOGENE? É um proto-oncogene que sofreu uma mutação que levou a um ganho de função, apresentando um estímulo constante Proto-oncogene alterado é chamado de ativado Produtos dos PROTO-ONCOGENES (versão normal) 1- Fatores de Crescimento Polipeptídicos Secretados: estímulo da proliferação celular. Específicos. Ex: FGF 2- Receptores de fatores de crescimento: proteínas de membrana ativadas após a ligação do fator específico. Ex.:ERBB2 3- Moléculas Transdutoras de Sinal: interações intracelulares entre proteínas. Ex.: Quinases- fosforilação 4- Proteínas de ligação ao DNA: estímulo da transcrição. Ex.: Myc 5- Componentes da rede de ciclinas, cinases dependentes de ciclinas e seus ativadores e inibidores. Ex.: CCNDI e MDM2 Produtos de proto-oncogenes e sua localização na célula 1- Na membrana plasmática são ligados os receptores de fator de crescimento 2- O fator de crescimento se liga a esses receptores, fazendo com que se fosforizem ou dimerizem ou ambas as situações 3- Isso faz com que haja interações na célula. Como a molécula RAS que se liga a GTP (ativa) que ativa a proteína RAF e de outras proteínas em uma cascata de fosforilação 4- Termina no estímulo na transcrição de genes que produzem fatores de transcrição (ex: jun e fos) 5- Que se ligam a genes (myc) estimulando a transcrição do gene, que produz a proteína myc que estimula a divisão celular Mecanismos de Ativação dos proto-oncogenes (estimula um proto-oncogene em oncogene) 1- Mutação de Ponto Numa determinada posição troca-se um aminoácido por outro (Gly vira Val) No caso da proteína Ras que inativa se liga a GDP e ativa a GTP, na mutação permanece constantemente na forma ativa e sinalizando para a célula que tem que se dividir 2- Deleção de parte do gene Deleção de um domínio de ligação extra celular de um receptor, causando uma alteração na conformação da molécula do receptor no domínio interno Isso faz com que tenha ativação constante (ganho de função constante), sinalizando a célula a divisão constante -Na situação normal: Domínio extracelular: função de quinase que é ativada quando o fator de crescimento epidermal (EGF) se liga a ele, levando à transdução de sinais 3- Aberrações cromossômicas levando à formação de genes quimérico (híbrido) -Cromossomo Filadélfia (Ph) nos casos de leucemia mieloide crônica (LMC) - 90% dos casos de LMC - Não era um cromossomo deletado, mas sim um cromossomo envolvido numa translocação (entre o 9 e 22) - Essa translocação faz com que se forme um gene híbrido BCR-ABL1 (fusão de 2 genes que funciona) - O gene é transcrito e há a formação de uma proteína híbrida com atividade de quinase (que estimulará a cascada de fosforilação que culmina na divisão celular) Outro caso: Linfoma de Burkett -Translocação entre o cromossomo 8 e 14 - Essa translocação faz com que o gene myc fique ao lado dos genes reguladores do gene da cadeia pesada de imunoglobulina -Cujo produto estimula a divisão celular, aumentando a expressão do gene myc 4- Amplificação Gênica Aumento do número de cópias (que são proto-oncogenes funcionais) de uma região específica do genoma Amplificação pode ser visualizada de duas maneiras: Double minutes: segmentos pequenos separados do cromossomo (aumento de produção de produtos proto-oncogênicos) HSR: regiões coradas homogeneamente (inserção – não se desligou de dentro do cromossomo) Neuroblastoma, cânceres de mama: double minutes Double minutes – há próton-oncogene que funciona (coloração de FISH) Amplificação gênica – HSR Genes supressores -Outra categoria de genes que inibem a proliferação celular ou conduzem a célula à apoptose -Reguladores negativos do ciclo celular (atuam inibindo a divisão celular) - Em células tumorais: há a perda de função com 2 alelos alterados Produtos dos genes supressores Knudson, 1971 (Hipótese dos dois eventos) -Estava interessado em estudas Retinoblastoma (Frequência: 1/20.000), que pode ser: Esporádico(uma pessoa): geralmente unilateral Hereditário: bilateral (herança autossômica dominante) O que ele propôs: Em uma célula um gene (Gene RB1 – 13q14) sofreria uma mutação em um dos cromossomos Mas essa célula só seria uma célula tumoral a partir do momento que houvesse uma segunda mutação no outro alelo A partir de uma perda da função dos dois alelos essa célula já é uma célula tumoral -A proteína Rb (quando normal) se liga a um fator de transcrição (E2F) -Essa molécula inibe genes cujos produtos são necessários à fase S, fazendo com que a célula permaneça em G1 (sem divisão) - Se a proteína Rb estiver inativa/ausente não há essa ligação com o fator E2F e não há permanência em G1 (sintetização do DNA) -O Fator E2F induz a transcrição de genes que codificam enzimas necessárias a síntese de DNA (fase S) -Se E2F estiver ligado a Rb, isso não ocorre (assim a célula vai continuar se dividindo) - Se houver também algum tipo de dano ao DNA existe a produção de uma proteína p53 que induz a produção de p21que faz com que não ocorra transcrição por E2F Pontos de checagem do ciclo celular Checagem em G1: Garante reparo de danos ao DNA, antes que a célula duplique Checagem em G2: Impede que a divisão aconteça antes que a replicação termine/bloqueio de novas replicações Checagem no fim da mitose: permite o alinhamento correto dos cromossomos no fuso O GENE TP53 Guardião do genoma (17p13) -Induz a parada em G1 caso ocorra um efeito no DNA -Ou a entrada da célula em apoptose (morte) Mutações ou perda no gene TP53 são as alterações mais comum em cânceres -Síndrome de Li-Fraumeni (mutação no TP53) Vários tipos de câncer que afetam jovens Será que tem uma ordem nos eventos para a metástase? Modelo de progressão do tumor: -Câncer colo retal -Mutações forma ADENOMAS (ainda não câncer) -Forma carcinoma (capacidade de realizar metástase) Carcínogenos Aconselhamento Genético Eugenia Consultas surgiram em um contexto de Eugenia -Estudo dos agentes sob o controle social que podem melhorar ou empobrecer as qualidades raciais das futuras gerações, seja física ou mentalmente. (Francis Galton) Pretensões galtonianas: - desenvolver uma ciência genuína sobre a hereditariedade humana que pudesse, através de instrumentação matem´tica e biológica, identificas os melhores membros – como se fazia com cavalos, porcos, cães ou qualquer animal -, portadores das melhores características, e estumar a sua reprodução. - O que se pretendia então era encontrar os que representavamcaracterísticas degenerativas e evitar que se reproduzissem Classificou a Eugenia em dois tipos: -Positiva: Melhora das características ‘’desejáveis’’ – casamentos seletivos -Negativa: Diminuir as características ‘’indesejáveis’’ Eugenia Negativa -Procurava a eliminação das futuras gerações de ‘’geneticamente incapazes’’ – enfermos, racialmente indesejados e economicamente empobrecidos, por meio de proibição marital, esterilização compulsório, eutanásia passiva e, em última análise, extermínio No Brasil: Sociedade Paulista de Eugenia (1918) criada pelo médico e escritor paulista Renato Kehl Os representantes do movimento eugenista, acreditavam ser a biologia um meio de solucionar problemas de ordem social (nazistas) Clínica Dight: fundada pelo presidente da Sociedade Eugênica de Minnesota, e autos do panfleto pró-eugenia “Humen Throroughbreds, Why Not?” Nela aconteciam cursos e palestras sobre genética Humana, Pesquisas e Consultas As 20 principais indicações para o Aconselhamento Genético, incluíam: cor da pele e dos olhos, gemelaridade, risco de DHRN (hemolítica do recém nascido), saber se uma criança a ser adotada poderia ‘’passar por branca’’ Aconselhamento genético Conceito Criado em 1947 por Sheldon Reed Conotação de neutralidade e desvinculada das práticas eugênicas Reed Respeito genuíno pelos pacientes e suas famílias Preocupação com o bem estar emocional Os objetivos da genética médica deveriam se distanciar de benefícios financeiros e raciais Contrário à utilização do aconselhamento genético como ferramenta de qualquer programa populacional do governo Definições Processo através do qual pacientes e/ou seus familiares são alertados de que uma doença ou defeito tem causa genética, dos riscos de recorrência ou ocorrência, bem como das maneiras pelas quais o distúrbio pode ser evitado ou as estratégias de tratamento disponíveis Processo de comunicação que busca dar assistência a pessoas afetadas por distúrbios de causa genética e aos familiares em risco, levando-os a compreender a natureza do distúrbio, modo de transmissão e as opções reprodutivas ‘’Processo psico-educacional centrado na informação genética’’ Diretrizes essenciais do AG: Profissional treinado Transmissão de informação clara Garantia de compreensão dos envolvidos Apoio psicológico Consentimento informado para fazer exames Confidencialidade Considerar implicações para a família Manejo adequado da discriminação Garantia de decisão autônoma dos assistidos Aconselhamento Genético Prospectivo Evita o aparecimento de uma doença genética em uma família → Casais com risco teórico aumentado: idade avançada, exposição a teratogênicos, consaguinidade, heterozigostos identicados através de triagem populacional Aconselhamento Genético restrospectivo Já existem afetados na família Atribuição de riscos de recorrência/ ocorrência →Baseados no conhecimento da etiologia →Empíricos Não diretividade Não diretividade Decisões sobre as opções reprodutivas ou sobre a realização de testes genéticos não devem ser influenciados pela manifestação da opinião do conselheiro (profissional neutro) Profissional passa a ser um facilitador da informação Cabendo a ele esclarecer sobre prognóstico, tratamento e formas de prevenção Sem impor preferências Questionamento da não diretividade Nem sempre é possível para que seja conseguido o melhor para o paciente Indicar profissional que faz Vasectomia/ Laqueadura Impacto das doenças/Defeitos genéticos 3 a 5% dos nascimentos resultam em crianças que apresentam alguma malformação congênita 0,5% nascimentos aberrações cromossômicas 20-30% das mortes na infância relacionam-se com problemas genéticos 11,1% das admissões em hospitais (pediatria) 50% dos casos de retardo mental Indicações para Aconselhamento Genético -Insucesso reprodutivo -Consanguinidade -Ocorrência de doenças ou defeitos congênitos ou tardios com suspeita ou etiologia genética conhecida -Exposição a mutagênicos ou teratogênicos -Fenocópias -Retardo mental / retardo do desenvolvimento neuropsicomotor (RNPM) -Os casais com ‘’idade materna/idade avançada’’ -Amenorréia primária, azoospermia ou desenvolvimento sexual anormal -Distúrbios metabólicos Triagem neonatal: PKU, surdez congênita, anemia falciforme Triagem de heterozigotos: anemia falciforme, beta-talassemia, Tay-Sachs -Pré-sintomáticos Etapas do Aconselhamento Genético 1- Encaminhamento 2- Entrevista: heredograma, dados pré e perinatais, exame clínico 3- Elaboração de hipótese diagnóstica 4- Estimativa de riscos 5- Acompanhamento 6- Elaboração de laudo Concluído o processo é necessário que haja explicação verbal aos consulentes, adaptada às condições culturais e psicológicas O Aconselhamento Genético envolve: Transmissão de informações complexas a pessoas que sabem pouco ou nada sobre Genética Um dos aspectos importantes do AC é o levantamento do Heredograma Devem ser colocar dados como: -Mortes na infância, abortos e natimortos -Consanguinidade -Paternidade -Adoção -Investigação em ambos os lados -Ocorrência da família – pesquisas de forma frustas Etapas do Aconselhamento Genético Hipótese diagnóstica para o probando ou propósito – exames Atribuição de riscos de recorrência/ ocorrência Acompanhamento Elaboração de laudo Casos sem diagnóstico.. ‘’O conhecimento genético é fragmentado e incompleto...’’ Ordem de Grandeza dos Riscos Alto (100% a 25%) Médio (10 a 15%): S. Down por translocação Baixo (1 a 5%): CIV, S. Down por trissomia simples Desprezível: mutações novas ou infecções não genéticas Mutações Gênicas Bases moleculares das mutações Mutações são alterações herdáveis que ocorrem no material genético. Pode transmitir a mutação as células filhas Apresenta um papel na evolução. A mutação é: -Fonte de variabilidade -Fonte de novos alelos A mutação pode acontecer em qualquer célula: Germinativa (filhos com doença) Somática (não será transmitida à prole, só ao indivíduo) A mutação com novos alelos pode gerar a proteína: Ausência da função, diminuição da função, ganho da função, nova função Consequências Funcionais Na transcrição: mutação na região promotora ou enhancer pode impedir a transcrição do gene, ou alterar os níveis, época e/ou local da expressão Na estabilidade do RNAm e tradução: Mutações que afetem a poliadenilação afetam a estabilidade e podem impedir a tradução. Códons de parada prematuros, mudança de matriz de leitura, mutações que afetem o splicing Na estabilidade da proteína: estrutura secundária anormal Função da proteína Tipos de mutação em doenças genéticas Humanas Exemplo Gene DSPT (cromossomo 4) Gene codifica a sialofosfoproteína da dentina A sialofosfoproteína é sintetizada e secretada pelos odontoblastos O processamento da DSPP origina 3 proteínas: DSP (sialoproteína da dentina) DGP (glicoproteína da dentina) DPP (fosfoproteína da dentina) Mutações no gene DSPP podem causar Dentinogênese imperfeita e displasia dentinária Código Genético Códons: GUU, AUG... Códons estão descritas de acordo com a sequência que aparece no mRNA Códons de parada aparecem quando a proteína está pronta, quando acabou a informação a respeito da informação de determinada proteína Sinônimos para mesmo aminoácidos (degeneração do código genético) Mutações espontâneas Erros de replicação ou lesões no DNA Taxa de mutação: 1 nucleotídeo em cada 10^9 em cada replicação No genoma humano: 3 X 10^9 pares de nucleotídeos: mutação em cerca de 3 nucleotídeos a cada divisão celular Demonstra assim a eficiência dos mecanismos de reparo do DNA Causas de Mutações espontâneas 1ª TAUTOMERIZAÇÃO Fenômeno que ocorre nas bases do DNA, podendo existir em uma forma estável (maior tendência) ou em uma forma instável (rara) Essa tendência é explicado devido a um reposicionamento de elétrons nas moléculas dessas basesNa forma tautomérica rara ocorre um pareamento incorreto (T=G) (C=A)... Caso isso ocorra na replicação do DNA há uma mutação 2ª DESAMINAÇÃO Lesão espontânea (perda de grupamento amina) Mutação 3ª DESPURINAÇÃO Perda de purina → Sítios apurínicos Lesão espontânea mais comum Células de mamíferos perdem 10.000 purinas em 20h a 37 Mutações induzidas Provocadas por agentes mutagênicos → agentes físicos ou químicos capazes de elevar a taxa de mutação Mutagênicos agem de 3 maneiras: -Substituem bases no DNA -Alteram bases, de modo que há pareamento incorreto -Danificam bases impedindo o pareamento normal Análogos de Bases Compostos muito similares às bases do DNA que são incorporados em lugar das bases comuns Ex: 5-Bromouracil = análogo da Timina Ex: 2-amino (2-AP) = Análogo da Adenina Entrou no lugar da adenina e pareou com timina Em uma outra replicação ela mudando a distribuição de elétrons ela irá parear com Citosina Agentes Alquilantes Promovem alterações nas bases → Ao inserir grupamentos químicos nas bases do DNA Exemplo: Etilmetanossulfato (SEM) e nitrosoguanidina (NG) Guanina com o grupamento começa a interagir com a Timina Agentes Intercalantes Modificação no DNA Exemplos: Proflavina e acridina-laranja Essas substancias se inserem entre as bases do DNA (mimetizam um par de bases) Exemplos de substâncias que causam mutações Ácido nitroso (HNO2): provoca desaminação Etil-etano-sulfonato: agente despurinizante Hidroxilamina (NH2OH): modifica a citosina, aumentando a tendência à mudança tautomérica Radiação Ionizante -Excitação de grupamentos químicos do DNA, provocando alterações -Produção de radicais reativos na água, causando hidratação da T, desaminação da C, etc -Quebras na cadeia do DNA Radiação UV Formação de dímeros de piridinas adjacentes, através de ligação covalente Essa formação interfere na transcrição e replicação do DNA Promove uma distorção na cadeia de DNA, que é reconhecido por enzimas de reparo que clivam o DNA retirando esse local em que está o dímero, depois o preenchimento da forma or Xeroderma pigmentosa Quando não existe enzimas de reparo de lesões de Radiação UV Herança autossômica recessiva → Mutação em gene de enzima relacionada ao reparo do DNA → Reparo por excisão → Remoção de dímeros de pirimidinas formados pela ação da UV Outras Substâncias Mutagênicas (carcinogênese) Conservante de alimento AF-2 Aflatoxina Pesticida de uso agrícola etileno dibrometo Outras Substâncias Mutagênicas Cigarro e Câncer Mais de 60 carcinógenos (ex: hidrocarbonetos policíclicos – benzopireno) Fumo na gestação: aumento de mutações no gene HPRT e translocações cromossômicas Aumento de gametas aneuplóides em homem Classificação das mutações 1ª MUTAÇÃO DE PONTO Quando envolve um nucleotídeo ou poucos nucleotídeos Elas podem ser: Deleções, inserções ou substituições 2ª MUTAÇÃO DE SENTIDO TROCADO Substituição de aminoácido na proteína, causando alteração na estrutura e função Ex: anemia falciforme 3ª MUTAÇÃO SILENCIOSA Alteração no DNA produz um códon sinônimo → o mesmo aminoácido Proteína não é alterada Detecção apenas por análise molecular CGC = Arginina CGA = Arginina 4ª MUTAÇÃO SEM SENTIDO Mudança para um códon que codifica término de cadeia Ex: UAC → UAG Códon de parada prematuro promove a parada da proteína, formando uma proteína alterada (Truncada) Não tem chance de ser proteína funcional 5ª MUTAÇÃO NEUTRA Há mudança para um que significa um aminoácido diferente, mas funcionalmente equivalente Proteína com função normal AAA → AGA Lys básica para Arg básica 6ª MUTAÇÃO POR ADIÇÃO OU DELEÇÃO DE UM SÓ PAR DE NUCLEOTÍDEOS ou MUTAÇÃO POR ADIÇÃO OU DELEÇÃO DE PARES DE BASES EM NÚMERO QUE NÃO SEJA MÚLTIPLO DE 3 →Mudança na matriz de leitura Sequência de aminoácidos alterada – proteína sofre perda de função Resumo das mutações