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Heranças Mendelianas Heranças Monogênicas: ● A herança monogênica ocorre quando os alelos de um único gene do genoma nuclear de um organismo diploide são transmitidos dos genitores à sua prole. ● Alelo: Forma alternativa de um gene que ocupa um locus cromossômico específico. ● Diploide: Organismo com duas cópias de cada cromossomo. ● Fenótipos eram condicionados por fatores genéticos específicos. ● Dois princípios centrais foram deduzidos com base nos estudos de Mendel: o da segregação e o da distribuição independente. Segregação ● Na reprodução sexuada, os fatores genéticos herdados de cada genitor separam-se na formação dos gametas (Célula da linhagem reprodutiva (espermatozoide ou ovócito), que apresenta número haploide de cromossomos (em humanos, 23 cromossomos), sendo que apenas um alelo de cada par será́ transmitido à prole pelo genitor. ● Na verdade, o princípio da segregação descreve o que ocorre com os cromossomos na meiose, ou seja, os cromossomos segregam, possibilitando que genes ligados a eles sejam transmitidos como entidades distintas de geração a geração. Distribuição independente ● O princípio da distribuição independente estabelece que genes localizados em loci (Posição ocupada por um gene em um cromossomo) distintos são transmitidos independentemente. ● Ou seja, a transmissão do alelo em um locus não interfere na transmissão do outro. ● Observações de Mendel ● No nível do fenótipo (Característica observada em um organismo, determinada pela interação de seu genótipo com o ambiente em que se expressa), os efeitos de um alelo em determinado locus cromossômico podiam mascarar os efeitos do outro alelo no mesmo locus, levando-o a conceituar as características como sendo dominantes ou recessivas. ● Dominância: Qualquer característica que se expressa fenotipicamente em heterozigotos para o alelo determinante do traço. ● Recessividade: Qualquer característica que se manifesta fenotipicamente em homozigotos ou em heterozigotos compostos para o alelo determinante do traço. ● Em virtude da localização cromossômica do gene, os traços monogênicos podem ser classificados como autossômicos, se forem determinados por um gene situado em um autossomo (Qualquer cromossomo nuclear diferente dos cromossomos sexuais X e Y. ● Existem 22 pares de autossomos em humano), ou ligados ao sexo, quando o gene estiver localizado em um dos cromossomos sexuais humanos (X e Y). ● Os traços podem ser dominantes, codominantes ou recessivos, dependendo do efeito que um alelo possa ter sobre o outro, ou seja, a expressão de um alelo em heterozigose (Organismo com dois alelos diferentes em determinado locus no par de cromossomos homólogo) pode ou não mascarar o efeito de outro alelo no fenótipo. ● É importante salientar que os genes, em si, não são dominantes, codominantes ou recessivos. ● Essas denominações referem-se aos fenótipos, que são o resultado da expressão genica. Fenótipo dominantes ● São aqueles decorrentes da expressão de determinado gene em heterozigose, ou seja, a presença de um único alelo condiciona a características. Fenótipos recessivos ● São decorrentes de mutações que comprometem ambas as cópias funcionais do gene, levando à perda total ou parcial de sua função. ● Sendo assim, indivíduos portadores de traços recessivos são homozigotos (Organismo com dois alelos iguais em determinado locus no par de cromossomos homólogos) para o gene em questão, excetuando-se os homens com traços recessivos ligados ao X, que são hemizigotos (Organismo com somente um alelo em determinado locus nas células diploides). Fenótipos Codominantes ● São consequência da presença de alelos que são igualmente expressos no estado heterozigoto, ou seja, a expressão de um não mascara a expressão do outro. ● É esse o caso do locus do grupo sanguíneo ABO, no qual as combinações possíveis entre três alelos (IA, IB e i) determinam a presença dos antígenos A e B nas hemácias. ● Os alelos IA e IB são codominantes entre si e dominantes em relação ao alelo i, que não codifica antígeno algum. Heredograma ● Diagrama usado para mostrar a transmissão familiar de um traço hereditário. ● O padrão de transmissão de determinada característica monogênica pode ser reconhecido por meio do levantamento da história familiar do indivíduo portador daquele traço. ● É uma das ferramentas mais utilizadas na genética médica, que mais é a representação gráfica de uma história familiar, é possível acompanhar a transmissão de um traço de pais para filhos em múltiplas gerações de uma genealogia. ● O primeiro passo para avaliar se a característica é transmitida de modo monogênica é o levantamento das informações de determinada condição que segrega em uma família. ● Deve conter o maior número possível de dados de indivíduos em diferentes gerações para sera possível estabelecer o padrão de herança do traço. ● O pequeno tamanho das famílias, bem como a falta de informação relativa aos parentes mais distantes, é fator que pode dificultar ou mesmo impossibilitar a avaliação do padrão de transmissão gênica. ● A construção de um heredograma segue convenções internacionais e se dá pela utilização de símbolos específicos. ● Denomina-se probando, propósito ou caso-índice, Indivíduo que apresenta determinado traço genético e pelo qual a família começa a ser averiguada, sendo este indicado por uma seta. Herança Autossômica dominante ● Esse padrão de herança é observado em muitos fenótipos mendelianos. ● Exemplos: acondroplasia, braquidactilia,polidactilia, doença do rim policístico do adulto, síndrome de Marfan, doença de Huntington, neurofibromatose tipo 1, distrofia miotônica, síndrome de Noonan e osteogênese imperfeita. ● Embora fenótipos dominantes sejam expressos em indivíduos heterozigotos ou homozigotos para o alelo mutante, em geral os portadores de traços dominantes são heterozigotos, resultantes da união de um genitor normal com um heterozigoto afetado. ● A doença é transmitida de uma geração para a outra de maneira contínua, ou seja, não há saltos de gerações. Por isso, diz-se que a herança dominante apresenta um padrão de transmissão vertical. Herança autossômica recessiva ● Um traço autossômico recessivo pode ocorrerigualmente em ambos os sexos, sendo que ele só́ se manifesta fenotipicamente quando o gene responsável estiver presente em homozigose. ● Assim, o indivíduo portador de um fenótipo recessivo recebe um gene mutante de cada genitor. ● O pai e a mãe do probando são heterozigotos assintomáticos e apresentam, a cada gestação, 25% de chance de transmitir o caráter a sua prole. ● É comum identificar, nas condições recessivas, a ocorrência da doença em um ou mais irmãos do probando, mas não em gerações passadas, ou seja, a doença, em geral, não acomete antepassados ou colaterais de indivíduos afetados. ● Na verdade, a maioria dos casos de doenças autossômicas recessivas costuma ocorrer de maneira esporádica. ● Os irmãos normais do propósito apresentam risco de 2/3 de serem heterozigotos para o traço. ● Podemos expressar o grau de consanguinidade (Relação de parentesco) pelo coeficiente de endocruzamento(Probabilidade de uma pessoa ter dois alelos iguais por herança) (F) definido como a probabilidade de que um indivíduo receba, em determinado locus, dois alelos idênticos por herança. ● Assim, o valor de F é proporcional ao grau de parentesco dos genitores e representa informação de grande importância na prática da genética médica, ao considerar que casamentos consanguíneos (União entre pessoas aparentadas, ou seja, que têm um ou mais ancestrais em comum) apresentam chance acima da média de produzir descendentes homozigotos para determinados genes deletérios (Genes mutadosque não desempenham adequadamente suas funções na célula, causando distúrbios ao organismo) Herança recessiva ligada ao X ● As características condicionadas pelos genes ligados ao X comportam-se de maneira diferenciada nos sexos masculino e feminino. ● A ausência quase total de homologia entre os cromossomos humanos X e Y possibilita afirmarmos que os genes localizados no X apresentam padrões de herança diferentes nos dois sexos em virtude de a mulher apresentar dois cromossomos X e o homem, apenas um. ● De modo semelhante à herança autossômica, os traços ligados ao X no sexo feminino mantém as relações de dominância e recessividade, ao passo que, no sexo masculino, eles se expressam em hemizigose. ● Nos traços recessivos ligados ao X, o sexo masculino é comumente mais afetado que o sexo feminino. ● Não existe transmissão do fenótipo de um homem afetado para seus filhos homens, mas, sim, dele para todas as suas filhas, que serão portadora Herança dominante ligada ao X ● Enquanto os fenótipos recessivos ligados ao X em geral só ocorram em homens, os raros traços dominantes ligados a esse cromossomo são mais frequentemente encontrados nas mulheres, em virtude de elas poderem herdar o gene mutante do cromossomo X materno ou paterno. ● A principal característica observada nesse tipo de herança é em relação ao homem afetado transmitir o gene e o caráter para todas as suas filhas e para nenhum de seus filhos. ● As mulheres afetadas transmitem o traço para metade de seus filhos de ambos os sexos. Herança ligada ao Y ou Herança holândrica ● Traços ligados ao Y tem sua transmissão exclusiva de homem para homem. ● Quando deletados, levam à infertilidade masculina em virtude da azoospermia (Ausência total de espermatozoides no sêmen). Herança limitada ou influenciada pelo sexo ● Alguns fenótipos autossômicos apresentam manifestação restrita em determinado sexo e existem traços que, embora se expressem em ambos os sexos, são mais frequentes em um deles, ou seja, sofrem a influência do sexo. ● Dois fenótipos dominantes bem conhecido nos quais verificamos manifestação preferencial em função do sexo são a calvície pré-senil e a gota, que afetam predo-minantemente os homens, provavelmente em virtude dos hormônios masculinos. ● Outro traço autossômico que sofre a influência do sexo é a hemocromatose, um distúrbio no metabolismo do ferro, de herança recessiva, que resulta no acúmulo desse mineral em diversos órgãos do corpo. ● Acredita-se que, no sexo feminino, a perda de ferro pela menstruação contribua para a menor incidência do distúrbio entre as mulheres ● Como exemplos de traços autossômicos limitados a determinado sexo, podemos citar: esterilidade masculina decorrente de anormalidades testiculares (dominante) ou de hipogonadismo (recessivo). ● Puberdade precoce no sexo masculino (dominante) e hiperplasia adrenal congênita (recessiva), uma importante causa de genitália ambígua em neonatos femininos. Variações nos fenótipos ● O termo é usado em referência aos alelos presentes em um locus cromossômico particular) ao fenótipo existe um longo caminho, no qual inúmeros passos metabólicos estão envolvidos, e que mesmo os fatores genéticos que contribuem para fenótipos monogênicos interagem com o genoma como um todo e, portanto, podem ter sua expressão fenotípica influenciada pela ação de outros genes, bem como de fatores ambientais externos e do próprio processo de envelhecimento. Mutação nova e mosaicismo ● Novas mutações, embora raras, surgem continuamente e ocorrem tanto em células somáticas quanto nas germinativas, levando ao aparecimento de doenças monogênicas em probandos cujos pais não são afetados. ● Além das novas mutações surgidas espontaneamente em um gameta paterno ou materno, a presença de mosaicismo (Refere-se à presença em um organismo de duas ou mais linhagens ou tipos celulares distintos derivados de um zigoto único) nas células germinativas de genitores normais também contribui significativamente para a ocorrência de doenças em seus filhos. ● O mosaicismo para uma mutação específica surge na mitose durante a embriogênese e resulta na presença de dois ou mais tipos de células ou linhagem celulares, geneticamente distintas, porém oriundas de um mesmo zigoto, podendo afetar células somáticas ou germinativas. ● O mosaicismo de células somáticas pode ocasionar variações fenotípicas, estando, geralmente, associado a fenótipos mais brandos. ● O mosaicismo germinativo ou gonadal, por suavez, resultante do surgimento de mutação em uma das células que dará origem à linhagem germinativa, responsável pela formação dos gametas, propicia o aparecimento de um distúrbio genético de novo na prole de indivíduos normais. ● O mosaicismo germinativo é relativamente raro, porém ele aumenta significativamente o risco de recorrência do distúrbio na prole do indivíduo, a despeito de ele mesmo não ser afetado pelo traço, o que não ocorre com as mutações gaméticas esporádicas. Penetrância ● Indivíduos heterozigotos para mutações gênicas responsáveis por distúrbios dominantes manifestam o traço. ● Entretanto, uma pessoa pode ser heterozigota para determinada mutação dominante e esta não se manifestar no fenótipo, ou seja, um mesmo alelo pode se expressar fenotipicamente em uma pessoa e não produzir efeito detectável em outra. ● A essa característica denominamos penetrância, e ela, aliada à redução na prole de casais, representa um fator complicador na interpretação do heredograma, bem como na determinação dos riscos genéticos. ● Define-se penetrância como sendo a probabilidade de o efeito de um gene se manifestar ou não ao nível de fenótipo. ● O valor da penetrância de um traço específico, estimado com base na análise da segregação desse traço em um grande número de famílias, expressa a relação entre os indivíduos que apresentam o gene para determinado fenótipo e aqueles que realmente exibem o caráter. ● Os fenótipos podem se manifestar em qualquer fase da existência, seja durante o desenvolvimento intrauterino, seja no nascimento ou no decorrer da vida. ● Todos conhecemos distúrbios que cursam com idade de manifestação variável, surgindo, muitas vezes, quando o portador do traço já procriou. Expressividade Variável ● Em traços autossômicos dominantes, observarmos acentuada variação nos efeitos fenotípicos produzidos por um mesmo gene em diferentes indivíduos, ou seja, uma mutação pode não resultar nas mesmas características clínicas em todos os seus portadores. ● Variabilidade observada nos efeitos fenotípicos produzidos por um mesmo gene em diferentes indivíduos Antecipação ● Manifestação mais precoce e aumento da gravidade de algumas doenças genéticas a cada geração. ● É Comum observarmos a ocorrência de antecipação, fenômeno biológico que denota aumento da gravidade de uma doença genética ou sua manifestação mais precoce em sucessivas gerações Pleiotropia ● Efeitos fenotípicos múltiplos de um gene. ● Quando a expressão de um único gene afeta diversas características do fenótipo, muitas vezes não relacionadas, dizemos que este é pleiotrópico. Heterogeneidade genética ● Produção de fenótipos iguais por mecanismos genéticos diferentes. ● Representa mais um fator complicador no estabelecimento das correlações genótipo-fenótipo e, na maioria das vezes, a única maneira de distinguir o fator genético que está atuando é por meio de análise molecular. ● A heterogeneidade genética resulta de mutações em diferentes loci (heterogeneidade de locus), de diferentes mutações no mesmo locus (heterogeneidade alélica) ou ambas. ● A heterogeneidade genética também podeocorrer ao nível dos alelos de um único locus (heterogeneidade alélica), quando diferentes mutações em um mesmogene resultam em um mesmo quadro clínico, constituindo importante causa de variação. ● Algumas pessoas apresentam duas mutações diferentes no mesmo gene e são denominadas heterozigotos compostos (Indivíduo que apresenta um traço autossômico recessivo em decorrência de duas mutações diferentes em um mesmo gene) Heterogeneidade de Locus ● Refere-se à ocorrência de um mesmo fenótipo causado por mutações em genes diferentes ● Determinada condição pode ocorrer em diferentes famílias em virtude de mutações em genes distintos. Fenocópia ● Traço presente em um indivíduo com genótipo normal, causado por um fator ambiental que se assemelha a uma condição genética determinada por um genótipo específico. ● Refere-se à manifestação de um traço adquirido, não herdado, que se asse- melha a um traço de origem genética, ou seja, o efeit de um gene mutante pode ser simulado pelo efeito de um agente ambiental em um indivíduo geneticamente não mutante.
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