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1 Aumento do volume dos testículos 2 Isocromossoma – durante a mitose/meiose, a divisão em vez de ser vertical é horizontal. Assim, um cromossoma fica com braços longos e outro só com braços curtos. 3 Situação em que, ou por hemizigotia devida a deleção, ou por heterozigotia devida a mutação, o único alelo presente não é suficiente para garantir a função normal do gene. 4 Ausência de menstruação 5 Pouco desenvolvidos Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome do X frágil Distúrbio cromossómico ligado ao X Doença de expansão de tripletos Efeito de Antecipação gene FMR1 - Xq27.3 – expansões CGG (no 1º exão – em 5’UTR) 1/4000-5000 É responsável por 2-4% dos indivíduos de sexo maculino com atraso mental. O nome X frágil advém do fato de haver a despiralização da extremidade do braço longo do cromossoma X. A expansão está hipermetilada silenciando o gene, que codifica para uma proteína de ligação ao RNA permitindo a sua interação com os ribossomas; regula o transporte de RNA e a tradução => perda de função da proteína FMR1. Pode ser considerado um efeito epigenético devido ao silenciamento do gene FMR1. - Atraso mental - Face longa e estreita - Mento proeminente - Pavilhão auricular grande - Macroorquidismo1 - Comportamento hipercinético e dificuldades de concentração Síndrome de Turner Aneuploidia parcial ou total de um cromossoma X Anomalia cromossómica numérica Cariótipos possíveis: - 45,X0 (60% dos casos) - 46,X, i2(Xq) (5-10% dos casos) - Outros: mosaicismos; anel; deleções... - 47,X,2,idic(Y)(q11.21) - 46,X,r(X) 1/2500 2ª mais frequente depois da Síndrome de Dawn. Não possui um ou parte de um dos cromossomas X (69% dos casos) SHOX – Gene que está envolvido na baixa estatura, encontra-se na região terminal do braço curto do cromossoma X e numa região satélite no braço curto do cromossoma Y. => exige haploinsuficiência3 (todos os genes HOX exigem haploinsuficiência). - Crescimento lento e comprometimento do desenvolvimento ósseo - Estatura média – 1,40m - Dificuldades de aprendizagem - Q.I não-verbal baixo - Pilosidade escassa - Amenorreia4 primária - Órgãos genitais infantis - Ovários aplásicos5- Hipogonadismo primário e consequente aumento dos níveis de FSH - Pescoço alado - Cubitus valgus – diminuição do ângulo do cotovelo - Linha posterior de implantação capilar baixa - Tórax largo com mamilos separados - Anomalias renais e cardiovasculares (ex: coartação da aorta) - Ausência do corpúsculo de Barr 6 Proptose ocular - Olhos salientes. 7 Coloboma - resulta do fechamento deficiente da fissura embrionária, na fase intrauterina, durante o primeiro ou segundo mês de gestação. Consoante sua localização e extensão, o dano a visão poderá ser severo, ou não. Quando se limita a íris, não há problema, ao contrário do que ocorre quando a malformação atinge o nervo ótico e a retina. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome “Cat Eye” ou Síndrome Schmid– Fraccaro Hereditariedade desconhecida... Anomalia cromossómica estrutural Há um 22 supranumérico rearranjado com duplos satélites, que resulta numa tetrassomia parcial do 22 ( há dois cromossomas 22 normais e 1 com 2x a região 22q11 duplicada). O excesso de material genético dá origem ao síndrome. 47,XY,inv dup(22)(q11) 1/50 000 a 1/150 000 CECR1 (Cat Eye Critical Region 1) – Codificado homologo de uma família de factores de crescimento CECR2 (Cat Eye Critical Region 2)– codifica um transcricional sensível à dosagem genética = neste caso o excesso do fator transcricional l eva a uma anormal transcrição de proteínas. - Microcefalia - Expressão miotónica facial - Microftalmia - Proptose ocular6 - Pavilhão auricular proeminente − Atresia anal com fístula do recto para a bexiga - Coloboma7 da íris unilateral ou bilateral (ou da coroideia) - Fenda palatina - Baixa estatura - malformações cardíacas - Hérnias Síndrome de Klinefelter Aneuploidia dos cromossomas sexuais Anomalia cromossómica numérica Cariótipos possíveis: - 47, XXY (+ comum) - m 46, XY/47, XXY (mosaicismo = patologia geralmente atenuada) - 48, XXXY - 49, XXXXY (compromisso intelectual mais acentuado) 1/500 a 1/1000 Erro de não disjunção na meiose I paterna (50%), na meiose I materna (33%) ou outros - Puberdade retardada - Atrofia testicular/hipogonadismo (pénis curto) - Aplasia da linha germinal completa - Infertilidade - Pilosidade do tipo feminino - Ginecomastia - Aumento dos níveis de FSH (espermatogénese) = maior probabilidade de cancro testicular - Tronco curto com caracteres femininos (aspeto ginóide) - Aumento da envergadura - Presença de um ou + corpúsculos de Barr 8 Olhos grandes e afastados, testa larga e baixa 9 Dobra semilunar no ângulo interno do olho 10 Maxilar inferior anormalmente pequeno Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome de Ehlers- Danlos - Autossómica dominante - Autossómica recessiva - Ligada ao X - Mutação esporádica (de novo) - Dominante: genes do colagénio (COL3A1, COL5A1, COL1A1 e COL1A2) - Recessiva: alteração da lisil-hidroxilase (PLOD) - Ligada ao X: alteração da lisil-oxidase (LOX) heterogeneidade de locus 1/5 000 Síntese ou estrutura deficiente do colagénio (tipo I, III ou V) - Pele com hiperplastia e frágil - Cicatrização deficiente - Alterações dos ligamentos - Cápsulas articulares com hiperextensibilidade - Hemorragias - Ruptura de certas estruturas - Descolamento da retina Síndrome Cri-du-Chat Aneuploidia parcial Deleção parcial do braço curto do cromossoma 5: d(5p15.2-15.3) 1% dos pacientes com retardamento mental Por explicar - Choro que se assemelha ao miar de um gato (até aos dois anos) = associado à mal formação da laringe - Microcefalia - Hipertelorismo8 - Epicanto9 - Micrognatia10 - Atrofia da laringe - Compromisso do desenvolvimento mental e físico - Dentes mal implantados 11 Conhecida normalmente por doença do pezinho 12 Proteína transportadora de tiroxina e RBP (“retinol binding protein”); constituída por 4 subunidades (tetrâmero) Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Retinopatia pigmentar (RP) - Autossómica recessiva (45%) - Autossómica dominante (25%) - Ligada ao X (30%) Heterogeneidade de locus - Gene da rodopsina: braço longo do cromossoma 3q = 15% dos casos: mutação de uma única base do gene da rodopsina (fotoreceptor dos bastonetes) - Xp11 (20-40%) ou Xp21 (60-80%) 1/5.000 Degeneração da retina associada a distribuição anormal dos pigmentos da retina/fotorreceptores - Redução da visão noturna e periférica - Degeneração da retina - Cegueira Há formas sindromáticas, como a síndrome de Usher, em que a perda progressiva de visão por RP se associa a deficiência auditiva Polineuropatia amiloidótica familiar (PAF)11 Autossómica dominante Doença monogénica gene TTR - 18q11.2-q12.1 (codifica a proteína transtirretina12) heterogeneidade alélica Rara em todo o mundo 1 a 8% em Portugal (efeito fundador), Japão e Suécia Substituição de um nucleótido de adenina por guanina (ATG → GTG) e aparecimento de metionina (aa hidrofóbico) em vez de valina na posição 30 da TTR [TTR, VAL30MET] → TTR mutada é solúvel no plasma, mas insolúvel nos tecidos, formando fibras de amiloide que ficam depositadas nos tecidos. - Abiotrofia - Mau funcionamento do SNA - Diarreia, prisão de ventre ou impotência sexual - Perda acentuada de peso em pouco tempo - Alterações da sensibilidade- Atrofia muscular - Incapacidade de andar - Incontinência - Hipotensão - Problemas cardíacos, renais e outros Manifestações a partir dos 30 anos Doença poliquística renal (ADPKD) Autossómica dominante Autossómica recessiva genes PKD1, PKD2 - 16 (autossómica dominante) gene PKHD1 (autossómica recessiva) a forma + comum é a autossómica dominante 1/1.250 Mutações nos genes PKD1 e PKD2 levam a milhares de quistos nos rins, impedindo o seu bom funcionamento. - Insuficiência renal crónica “terminal” (IRCT) com necessidade de diálise/transplante em 50% dos doentes (57-73 anos) - Hipertensão - Dor - Hemorragia/infeção cística - Litiase - Neuropática - Insuficiência renal e IRCT Heterogeneidade de locus - 8-10% de todas as causas de IRCT 13 O gene NF1 partilha um intrão com 3 outros genes, os quais poderão afetar as manifestações clínicas dos doentes com NF1 Patologia Classificação Gene/localização Frequência Defeito Manifestações clínicas Neurofibromatose de Von Recklinghausen (NF1) Autossómica dominante Rasopatia gene NF113 - 17q11.2 (gene supressor de tumor) - mutações de novo (50%) - penetrância completa (90 – 100%) - tumores de origem policlonal (cada célula tem uma tendência proliferativa intrínseca) 1/3000 a 1/4000 A neurofibromina (proteína codificada pelo NF1) ativa uma GTPase e regula a função do RAS (proto-oncogene), inativando-o (hidrolisa o GTP a GDP). Esta ativação vai ativar a via das MAP cinases conduzindo a um aumento da transcriçãoo de genes promovendo proliferaçãoo celular. → participa no controlo da divisão celular → mutações neste gene levam a divisões descontroladas das células e a possíveis tumores. - as variações de fenótipos podem dever- se ao splicing alternativo e ao editing C-U no mRNA - Tumores benignos subcutâneos (fibromatomas) que se podem tornar malignos (fibrossarcomas) do sistema nervoso periférico - Manchas “café au lait” - Atraso mental - Hematomas pigmentados na íris (nódulos de Lish) - Manifestações ósseas (Escoliose) - Manifestações intracranianas (meningoblastoma) - Manifestações endócrinas (puberdade precoce, atrasos no crescimento) Hipercolesterolémia familiar Autossómica dominante (efeito fundador) Suspeita-se que o erro esteja localizado no 19p, estando a etiologia da doença relacionada com alterações ao nível da calmodulina (gene LDLR, gene APOB, gene PCSK9). A mutação + comum é a deleção Gly197. A maior parte das mutações são missense heterogeneidade alélica 1/500 – Forma hetereozigótica (1/4 dos receptores LDL funcionais) Muito rara – forma homozigótica Ausência ou défice de receptores de LDL (péptido sinal exposto na membrana plasmática), que se acumulam na corrente sanguínea. Como as LDL não distribuem colesterol às células, estas têm uma hiperprodução (ausência de mecanismos de feedback). Mutações: Classe I: alelos nulos que impedem a síntese de qualquer receptor detetável = mais frequentes. Classe II: o receptor é produzido no RE e não atinge o aparelho de Golgi = relativamente comum Classe III: o receptor alcança a superfície celular mas não é capaz de se ligar às LDL Classe IV: não há internalização do receptor LDL - Doença coronária prematura - Aterosclerose - Xantomas (tumores com colesterol) - Arco senil prematuro Fibrose quística Autossómica Recessiva + frequente Doença monogénica gene CFTR 7q31.2 – mutação + frequente é a deleção de 3 pares de bases, o que leva à perda de um resíduo de fenilalanina na posição 508 (F508) = 70% dos casos heterogeneidade alélica 1/2000 (crianças caucasianas) Rara nas populações negras e desconhecida na população asiática Codifica a proteína CFTR (proteína reguladora da condutância transmembranar da fibrose quística), um transportador ABC (ATP-binding cassette). Transporte de iões cloro. Quando mutada, o transporte de iões cloro e sódio é alterado (↓efluxo Cl-, ↑absorção Na+). Isto leva à ↑retenção de água intracelular. nos pulmões → muco espesso (não é removido) - Doença pulmonar obstrutiva crónica = deve-se às secreções espessas e infecções recorrente - Insuficiência pancreática exócrina = a deficiência de enzimas pancreáticas (lípase; tripsina e quimiotripsina) impedem uma digestão normal - Aumento da concentração de cloreto de sódio no suor - Infertilidade masculina - Esteatorreia (fezes com gordura) = deve-se à insuficiência pancreática exócrina ↓ lipases - Obstrução intestinal - Hipocratismo digital (dedos em baguete) Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Doença de Machado- Joseph Autossómica dominante Doença de expansão de tripletos (efeito fundador - endogamia) Efeito de Antecipação gene ATXN3 – 14q32.2 0,3-2/100.000 1/140 (ilha das Flores) Expansão anormal de repetições CAG, com consequente anomalia na codificação da proteína nuclear ataxina, cuja acumulação no núcleo induz degenerescência de neurónios da região do tronco encefálico Doença neurológica de manifestação tardia: - Oftalmoplegia - Dismetria - Ataxia sensorial mista e cerebelar - Défices de memória - Espasticidade - Disartria - Dificuldade na fala e deglutição - Fraqueza nos membros - Descoordenação motora Drepanocitose ou Anemia das células falciformes Autossómica recessiva gene HBB (cadeia ) - 11p mutação missense (substituição de uma timina por uma adenina no DNA => na proteína substituição de ácido glutamina por valina) (Codominância dos alelos normal e mutado) NOTA: a codificação das cadeias α da hemoglobina encontra-se localizado em 16p 1/100 em africanos (doença endémica sendo a sua distribuição mundial sobreponível à malária) Síntese de HbS em vez de HbA, causada por uma mutação no gene HBB, com substituição CTC → CAC, que leva à substituição Glutamato (polar) → Valina (apolar) na posição 6. Isto vai levar a uma alteração funcional com a água, com precipitação da hemoglobina por perda de solubilidade e tendência para formar polímeros fibrosos → os eritrócitos ficam com forma de foice, o que promove o seu depuramento no baço. Formação de polímeros fibrosos devido ao aumento da quantidade e hemoglobina precipitada. - Deformação e hemólise dos eritrócitos - Diminuição das hemácias circulantes (anemia) - Falta de oxigénio (hipoxia) - Obstrução de estruturas vasculares de pequeno calibre - Dor abdominal e mal-estar - Fadiga - Esplenomegalia - Hipertrofia do coração e frequência cardíaca elevada - Maior risco de infeção - Aumento da hematopoiese - Aumento do ritmo cardíaco basal - maior resistência à infeção por Plasmodium falciporum (malária) 14 Progressão mais rápida da doença de geração para geração, associado a mutação por expansão de tripletos. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Distrofia muscular de Duchenne Recessiva ligada ao X gene DMD – Xp21 2/10.000 (1/3.500 nascimentos masculinos) A distrofina (codificada pelo DMD) é uma proteína intracelular que faz parte de um complexo proteico associado ao sarcolema (membrana das células musculares) e que lhe confere estabilidade. Na sua ausência ou disfunção ocorre a entrada de cálcio, com ativação de protéases celulares que destroem as células - Principalmente em homens - Degeneração muscular e fraqueza progressiva - Pseudo-hipertrofia muscular - Sinal de Gowers - Prejuízo da função pulmonar - Comprometimento cardíaco - Atraso mental Distrofia miotónica I Autossómica dominante Doença de expansão de tripletos Efeito de antecipação14 gene DMPK - 19q13 - expansões de CTG (em 3’UTR – região transcrita paramRNA mas não é traduzida em proteína). A expansão é somática, e não predominantemente gonodal como a síndrome do X frágil. 1/3.500 Corresponde à distrofia muscular autossómica dominante + comum O nº de repetições correlaciona com a gravidade da doença: - Não afetados: 5 a 30 cópias - Situação intermédia: 50 a 100 cópias - Doentes: 100 a milhares de cópias O mecanismo patogénico deste síndrome é a alteração da regulação do “splicing” alternativo de pré-mRNA’s, com expressão inapropriada de isoformas embrionárias de proteínas – efeito trans-dominante de DMPK expandido. Proteínas envolvidas no “splicing” – MBNL e CELF → desregulação epigenética - Dificuldade em desfazer uma contração (alteração no splicing do canal de cloro do músculo) - Fraqueza do músculo esterno-cleido-mastoideu - Cataratas - Atrofia das gónadas - Calvície frontal - Resistência à insulina (alteração do splicing do recetor de insulina) - Retardamento mental - Início precoce – gene herdado da mãe (fenómeno de imprinting) Patologia Classificação Gene/localização Frequência Defeito Manifestações clínicas Coreia/Doença de Huntington Autossómica dominante Doença de expansão de tripletos Efeito de antecipação Gene da huntingtina - 4p16.3 - expansões de CAG (no exão 1) 1/5.000 com uma esperança média de vida de 15 anos após os 1ºs sintomas O gene codifica a proteína huntingtina, que está associada aos microtúbulos nas dendrites e extremidades dos axónios. As repetições de CAG formam poli- glutamina que constitui estruturas que não são retiradas por chaperones → ganho de função da proteína - Doença do SNC - Perda de capacidade motora e intelectual - Tremores - Movimentos breves e involuntários - Hipotonia muscular - Deterioração progressiva das funções neuronais superiores (demência) - Início precoce – gene herdado do pai (fenómeno de imprinting) Cardiomiopatia hipertrófica Autossómica dominante Grande expressividade variável de um gene; grande heterogeneidade de locus e alélica. Penetrância relacionada com a idade. - ACTC: -actina do músculo cardíaco - MYH6: cadeia pesada da miosina cardíaca - MYH7: cadeia pesada da miosina - MYL3: cadeia leve 3 da miosina - MYBPC3: proteína C de ligação à miosina cardíaca - TNNT2: troponina T2 - TNNI3: isoforma da troponina I - MYLK2: cinase 2 da cadeia leve da miosina - Gene para a tropomiosina 2 a 5/1.000 É uma das doenças cardíacas hereditárias + frequentes. Profunda heterogeneidade genética traduzida por uma enorme heterogeneidade fisiopatológica. Em resumo, mutações que afetem a codificação de qualquer uma das proteínas do sarcómero podem conduzir à doença. Afeta a contração do miocárdio. - Alterações no ECG - Obstrução ventricular progressiva - Insuficiência cardíaca - Arritmias - Risco de taquicardia e fibrilação ventricular - Morte súbita (mesmo para pequenos esforços quando em homozigotia) - Hipertrofia: aumento do órgão devido ao incremento do volume das células por proliferação dos seus componentes funcionais internos. - Hiperplasia: aumento de um órgão devido a proliferação das respectivas células parenquimatosas. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Ataxia de Friedreich Autossómica neurodegenativa autossómica dominante Doença de expansão de tripletos Efeito de Antecipação gene X25 - 9q13-21.1 – expansões de GAA (no intrão 1) Ataxia hereditária + frequente 1/50.000 A frataxina (proteína codificada pelo gene X25) encontra-se na mitocôndria e controla a homeostasia do ferro e a fosforilação oxidativa (complexos I, II e III da mitocôndria) => inativação da fosforilação oxidativa. → expansões levam a perda de função da proteína: a frataxina atua como um chaperon do ião ferrosso que torna o ferro disponível à ferrochelatase da síntese do heme. - Desequilíbrio/desordem do movimento - Falta de coordenação motora (ataxia) - Dificuldade de articulação das palavras (disartria) - Cardiomiopatia (↑músculo cardíaco): arritmia ou insuficiência cardíaca - Diabetes Sindrome de Wolf- Hirschhorn Aneuploidia parcial Deleção do braço curto do cromossoma 4 em 4p16.3 1/20.000- 50.000 - Atraso do desenvolvimento estato-ponderal - Défice intelectual - Microcefalia - Hipertelorismo - Pavilhão auricular de inserção baixa - Malformações cardíacas Síndrome de Patau Trissomia 13 (47, XX ou XY, + 13) Anomalia cromossómica numérica 3 cromossomas 13 1/12.000 - Não disjunção do par de homólogos 13, na meiose I. - Translocação robertsoniana entre os braços longos dos cromossomas 13 e 14 – t(13q,14q) - Atraso no crescimento - Atraso mental - Testa oblíqua - Hipertelorismo ocular - Microftalmia - Coloboma da íris ou ausência de olhos - Malformações auriculares - Fenda nos lábios e palato - Polidactilia pós-axial (mãos e pés) - Pés arqueados - Defeitos cardíacos congénitos - Defeitos urogenitais específicos 15 Numa translocação equilibrada não há manifestação de fenótipo. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome de Edwards Trissomia 18 (47, XX ou XY, +18) Anomalia cromossómica numérica 3 cromossomas 18 É a segunda trissomia mais frequente observada ao nascimento, logo depois da síndrome de Down. 1/5.000-7.000 (nados vivos) Não disjunção (90%) ou mosaicismo (10%). A não disjunção ocorre depois da formação do zigoto. - Atraso mental - Atraso no crescimento - Occipital proeminente - Recessão do maxilar inferior - Orelhas com inserção baixa e malformadas - Esterno curto - Polidactilia pós-axial (mãos) - Pés arqueados com calcâneos proeminentes - Unhas hipoplásicas - Malformações cardíacas congénitas Síndrome de Down Trissomia 21 (47, XX ou XY, +21) Anomalia cromossómica numérica ou estrutural 3 cromossomas 21 Região crítica DSCR: - DSCR1 (sobre-expressão inibe a transcrição da calcineurina-dependente) - DSCR2 (proteína rica em leucina) - DSCR4 (proteínas com 118 aa diferente de todas as outras) 1/600 + frequente - Trissomia livre (3 cromossomas livres no cariótipo) – resulta da não disjunção do par de homólogos 21 na meiose I materna ou paterna – 90% dos casos - Translocação robertsoniana – fusão de dois cromossomas acrocêntricos (13,14,15,21 e 22)15 pelo centrómero – 5% dos casos - Mosaicismo – adquirida nas primeiras divisões mitóticas do zigoto – 2% dos casos - Hipotonia - Atraso mental - Relativa imunodeficiência - Crânio braquicefálico e occipital aplanado - Cabelo e orelhas de implantação baixa - Pregas epicânticas nos olhos - Íris com manchas - Hipoplasia do terço inferior da face - Língua saliente - Mãos curtas e largas com prega simiesca e clinodactilia do 5º dedo - Malformações cardíacas - Estatura abaixo da média 16 Impriting genómico - a teoria do imprinting genómico diz que as regiões reguladoras dos genes herdados de cada um dos progenitores, são pré-reguladas diferentemente, pelo que farão sentir a sua influência. Essa expressão diferencial é resultado essencialmente do diferente grau de metilização dos genes herdados dos progenitores. Constitui uma excepção às leis de Mendel, pois a expressão génica autossómica é dependente do progenitor do qual foi herdado. Durante a gametogénese tanto os genes que provêm da mãe como do pai são desmetilados. Depois da fecundação, os genes são metilados conforme os graus de metilação que possuíam na mãe e no pai. O processo de metilação é levado a cabo por metilases. Quanto menos um gene for metiladomaior será a probabilidade de um gene se vir a expressar (Modelo de Holliday). O imprinting também se pode dar por exclusão mútua de expressão: antisense; metilação diferencial de elementos vizinhos (cis). 17 Dissomia uniparental – aparece quando um individuo herda 2 cópias de um par de cromossomas de um progenitor e nenhuma cópia do outro. A UPD pode resultar em transtornos recessivos raros ou problemas de desenvolvimento ou pode ocorrer sem nenhum impacto aparente na saúde e no desenvolvimento do individuo. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome de Prader- Willi Anomalia cromossómica estrutural Microdeleção no braço longo do cromossoma 15 paterno (próximo do centrómero) Imprinting genómico16 15q11-q13 - gene SNRPN (small nuclear ribonucleoprotein polipeptide N): codifica um component de splicing de mRNA - gene ZNF127 (zinc finger gene) – receptores nucleares - gene NECDIN (envolvido na diferenciação neuronal) - IPW (é uma UTR – O DNA transcrito não parece codificar uma proteína) 1/10.000 a 1/25.000 nados vivos - Deleções cromossómicas (70-75%) - Dissomia uniparental materna17 - UPD (20-25%) - Defeitos de imprinting paterno (2-4%) - Translocações equilibradas 15q11-q13 (<1%) - Hipotonia muscular severa: período neo-natal - Deficiências no movimento de sucção - Hipogonadismo: não há produção de hormonas sexuais - Polifagia e obesidade - Atraso mental (suave a moderado) - Alterações comportamentais - Olhos em forma de amêndoa - Estreito diâmetro bitemporal - Boca triangular - Fissura palpebral de elevada obliquidade - Estrabismo - Escoliose - Pequena estatura - Pequenas mãos e pés - Cabelo e pele claros - Diabetes e DCV: no adulto Síndrome de Angelman Anomalia cromossómica estrutural Microdeleção no braço longo do cromossoma 15 materno (próximo do telómero) Imprinting genómico 15q11-q13 - gene UBE3A (E6-AP ubiquitin-protein ligase): envolvido na via da ubiquitinação para substratos que depois são alvo de degradação no proteossoma => perca desta função 1/15.000 - Deleção em 15q11-q13 (60%) - Deleção submicroscópica (10-15%) – detectável por FISH - Dissomia uniparental paterna (3 a 5%) - Mutações de imprinting (4- 6%) - 10 a 14% - sem explicação - Limitações motoras e intelectuais - Hipotonia - Convulsões/epilepsia - Ausência de discurso - Microcefalia - Paroxismos de riso: síndrome do “boneco feliz” - Mandíbula grande e boca sempre aberta com macroglossia - Eletroencefalografia (EEG) com alteração característica - Pigmentação anormal da coroideia Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome DiGeorge Autossómica dominante Anomalia cromossómica estrutural 22q11.2 - gene TBX1 (T-box, codifica um fator de regulação da transcrição envolvido no desenvolvimento embrionário) => responsável pela microdeleção - gene DGCR8 (regulação de miRNA). A sua interrupção resultante da microdeleção leva a défices de memória e malformações cardíacas – mutação de novo (90%) 1/3.500 Microdeleção no braço longo do cromossoma 22 (11.2) - Translocações desequilibradas com monossomia 22pter→q11 - Deleções intersticiais del(22)(q11.21q11.23) - Monossomia de 10p13 - Deleção em 18q21.33 → Haploinsuficiência dos genes afetados - Ausência ou hipoplasia do timo (défice de linfócitos T) e das glândulas paratiroideias - Hipocalcémia com tetania neonatal ou acessos/ataques - Suscetibilidade a infeções: imunodeficiência - Malformações cardíacas: Tetralogia de Fallot - Dismorfismo das feições faciais - Fenda palatina Tetralogia de Fallot (TOF) Alteração cianótica cardíaca congénita + comum = 7 a 10% de todas as malformações congénitas cardíacas microdeleção em 22q11.2 – síndrome DiGeorge 1/3.500 Em cerca de 20% das TOFs há microdeleções cromossómicas 22q11.2, com estenose da pulmonar e em 40% com atresia da pulmonar (má formação da válvula pulmonar). - Estenose pulmonar - Hipertrofia ventricular direita - Comunicação interventricular - Dextra posição da aorta : causada pela hipertrofia ventricular e defeito no septo AV: o sangue é desviado da direita para a esquerda e há contaminação do sangue arterial. - Cianose: ocorre devido ao aumento da hemoglobina não oxidada ou de pigmentos hemoglobinais anormais = Hipocratismo digital (dedos em baqueta de tambor) 18 O Corpúsculo de Barr ou Cromatina sexual é encontrado em indivíduos do sexo feminino, genótipo XX dos genes sexuais, visível nas células somáticas durante a interfase. O corpúsculo de Barr é a compensação natural para a dupla carga genética dos indivíduos femininos da espécie humana. Um dos cromossomas X fica espiralizado, ou seja, inativo, fazendo com que só um dos alelos X se manifeste. Essa espiralização é aleatória nas células do organismo, porém o cromossoma X que por acaso possuir alguma anomalia será preferencialmente inativado. Nos indivíduos masculinos da espécie humana, genótipo XY, não há corpúsculo de Barr ou cromatina sexual, pois somente se manifesta um cromossoma X. => silenciamento de genes Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Homens XX ou Síndrome De la Chapelle 46,XX Anomalia cromossómica numérica Mosaicismo Condição rara, no qual um individuo com cromossoma XX desenvolve genitais masculinos 4-5/100.000 - Casos de mosaicismo XX / XXY nos quais não foi identificada a linhagem celular com Y - Troca entre Xp e Yp durante a meiose paterna, resultando em homens XX, uma vez que o cromossoma X contém o material do Y - Distribuição feminina dos pelos - Testículos pequenos ou internos - Baixa estatura - Seios pequenos em 33% dos casos - Diminuição do libido - Genital ambíguo (raro, geralmente associado a falta do gene SRY - Genes responsáveis pelo desenvolvimento genital masculino, conhecidos por SRY (Sex-determinant Region Y), localizado no cromossoma Y Síndrome de Jacobs ou da Hipermasculinidade 47,XYY Anomalia cromossómica numérica 2 cromossomas Y 1/1.000 Não disjunção paterna na meiose II com produção de espermatozoides YY - Fenótipo normal - Instabilidade emocional - Dificuldades educacionais - Comportamentos agressivos, psicopáticos e criminosos - É possível apresentar este genótipo desconhecendo o fato Trissomia do X Equivalente ao Síndrome de Klinefelter no homem (47, XXX) Anomalia cromossómica numérica 3 cromossomas X 1/1.000 Resulta da não-disjunção durante a meiose I, embora a não-disjunção pós- zigótica ocorra em aproximadamente 20% dos casos. Idade materna avançada (conhecida por estar associada a um aumento da probabilidade de eventos de não-disjunção) é observada em aproximadamente 30% dos casos de trissomia X. Mosaicismo (46,XX/47,XXX, 47,XXX/48,XXXX) ou combinações incluindo linhas celulares de síndrome de Turner ocorre em aproximadamente 10% dos casos. - Estatura acima da média - Não são fenotipicamente anormais - Deficiências no desenvolvimento da fala e Q.I. verbal - Dificuldades nas relações interpessoais - 2 corpúsculos de Barr18 19 Reparo por excisão de nucleotídeos (NER – Nucleotide excision repair), repara os danos, retirando os nucleotídeos em bloco através de aductos de ciclobutano (normalmente no NER são removidos 10-20 nucleóticos da cadeia danificada). Repara inclusivamente mecanismos de distorção da hélice, assim como a dimerização de timidina causada por luz UV (mutação induzida), bem como quebras em fitas-simples. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Xeroderma Pigmentosum Autossómica recessiva Patologia por défice de reparação genesXPA a XPG (envolvidos na reparação do DNA por NER) – mutação 1/1.000.000 (EUA/Europa) 1/100.000 (Japão) O NER é um sistema de reparação de danos no DNA, associados à radiação UV. Défice de NER 19 (Nucelotide Excision Repair) → mais dímeros de Timina e mais aductos → Mutação em enzimas da família XP, uma família de sete genes classificados de A a G heterogeneidade de locus - Aumento da probabilidade de cancro da pele (>1000x) - Fotossensibilidade aguda - Sardas - Envelhecimento prematuro da pele - Ceratoses actínicas pré-malignas - Neoplasias benignas e malignas Anomalias oculares - Conjuntivite - Blefarite - Ectrópio (pálpebras viradas para fora) - Neoplasia ocular - Neurodegeneração acelerada - Surdez sensório-neural - Atraso mental - Espasmos - Hiporrelexia/arreflexia - Desmielinização segmentar - Ataxia - Coreoatetose 20 Transcription-coupled repair (TCR) is a subpathway of NER dedicated to the repair of lesions that, by virtue of their location on the transcribed strands of active genes, encumber elongation by RNA polymerases. 21 Grupos de complementação: quando dois ou mais genes controlam um fenótipo, formam um grupo de complementação. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome de Cockayne Autossómica recessiva Patologia por défice de reparação genes CSA, CSB, ERCC6 , ERCC8 (envolvidos na reparação de DNA por TCR20) Mutação no gene Excision Repair cross- complementation 8, também chamado Cockayne Syndrome A (CSA), ou no gene Excision Repair cross- complementation 6, também chamado Cockayne Syndrome B (CSB) → dois grupos de complementação21 1/100.000 Doença raríssima As proteínas CSA e CSB removem a polimerase bloqueada, deixando o dano acessível para reparação. Um defeito na TCR leva Défice de NER → mais dímeros de Timina → indução de apoptose Envelhecimento precoce por não reparação das lesões (~12-13 anos) - Desenvolvimento físico e neurológico prejudicados - Progeria (envelhecimento precoce) relacionada com o aumento da apoptose - CS tipo I: manifestações no 2º ano de vida - CS tipo II: sintomas prematuros durante o 1º ano de vida - Nanismo - Microcefalia - Desenvolvimento neurológico retardado (progressivo) - Atraso mental (progressivo) - Andar vacilante - Propensão a queimaduras de sol - Retinopatia e/ou cataratas - Perda de audição - Cáries - Rosto pequeno, olhos fundos, nariz em forma de bico, maxilares projetados - Perda de gordura subcutânea - Curto tempo de vida Tricotiodistrofia Doença que compartilha muitos sintomas com o CS mas com características adicionais como cabelo e unhas quebradiças (deficiência em enxofre), pele escamosa, estatura baixa e ictiose. Além disso, esses pacientes apresentam atraso no crescimento e atraso mental, além de fotossensibilidade cutânea, embora sem predisposição a cancro. Determinados tipos de mutação de dois genes distintos: ERCC2/XPD e ERCC3/XP podem causar a tricotiodistrofia. Esta síndrome pode também ser causada por mutações noutro gene, denominado TTDA e localizado em 6p25.3. Apresenta 3 grupos complementares – 3 genes mutados. 22 Ataxia – falha na coordenação muscular 23 Telangiectasia – dilatação dos vasos sanguíneos Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Síndrome de Bloom (BLM) Autossómica recessiva Patologia por défice de reparação gene BLM 15q26.1 (membro da família RecQ) Elevada nos judeus de Ashkenazi: 1/48.000 A proteína codificada tem atividade de DNA helicase e funções de manutenção de estabilidade genómica. Mutações levam à destabilização de enzimas implicadas na síntese e reparação de DNA, nomeadamente a DNA ligase e a polimerase → ↑mutações. A deficiência na DNA ligase impede a ligação entre os fragmentos de Okasaki resultantes da replicação e dos oligonucleótidos introduzidos aquando reparação de danos. A Síndrome de Weber também é um exemplo de patologia associada à atividade da DNA helicase... - Hipermutabilidade e hipersensibilidade a radiações → neoplasias - Aumento da incidência de doença pulmonar obstrutiva crónica e diabetes - Aparecimento de cromossomas tetrarradiais simétricos - Troca de fragmentos entre cromatídeos irmãos - Atraso grave no crescimento - Baixo peso à nascença - Telangiectasias faciais e escleróticas - Imunodeficiência - Manchas na pele - Mandíbula pequena - Orelhas salientes - Membros longos - Hipogonadismo primário Ataxia-Telangiectasia (ATM) Autossómica recessiva Patologia por défice de reparação gene ATM – translocação 11q22- q23 3/1.000.000 A proteína ATM faz parte de um complexo de proteínas que ajudam na resposta a danos do DNA, nomeadamente quebras em ambas as cadeias de DNA (DSB – double strand break). A sua mutação leva a um aumento da instabilidade cromossómica, com aparecimento de quebras, gaps e cromossomas dicêntricos nas células após a exposição a radiação – Défice de NHEJ (Non homologous end-joing) - Ataxia22 cerebelosa (morte das células do cerebelo) - Telangiectasia23 óculo-cutânea - Hipoplasia do timo - Defeitos na linguagem - Diminuição ou ausência de IgA e IgG → enfraquece o sistema imunitário - Problemas respiratórios - Tendência para desenvolver leucemia e linfomas - Estrabismo, albinismo, convulsões, hipertonia e hipogonadismo 24 Pancitopénia – corresponde à diminuição global dos elementos celulares do sangue (glóbulos brancos, vermelhos e plaquetas). Pancitopénia progressiva: falência da medula óssea, manifestações congénitas variáveis e predisposição para tumores hematológicos ou sólidos. Patologia Classificação Gene/localização Frequência Causa Manifestações clínicas Anemia de Fanconi Autossómica recessiva Excepto quando a mutação e no gene FANCB que se encontra no cromossoma X Patologia por défice de reparação Mutações que causam AF foram descritos em diferentes genes: FANCA, FANCB, FANCC, FANCD1, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCJ, FANCL, FANCM, FANCN, FANCO, FANCP, FANCQ, FANCR, FANCS, FANCT. A FA é causada por mutações em genes envolvidos na reparação do DNA e na estabilidade genómica. Foram identificados 15 genes que representam 15 grupos de complementação. heterogeneidade de locus 1/200 e uma prevalência à nascença de 1/160.000 Doença por défice no mismatch repair relacionada com as enzimas que detectam as bases mal emparelhadas. A poli-ADP-ribose polimerase (que necessita de NAD como cofator) está envolvida na reparação do DNA. A poli- ADP-ribosilação por esta enzima leva à inativação de enzimas como nucleases, topoisomerases e DNA polimerases, inativando-as. Isto leva à paragem do ciclo celular por bloqueio da replicação. Uma mutação que afete a função das proteínas codificadas pelos genes FA leva a uma reparação menos eficiente do DNA → As células destes indivíduos são muito sensíveis a agentes químicos intercalantes (ex: mitomicina C), o que conduz ao aparecimento de deleções, gaps, fragmentos acêntricos, cromossomas dicêntricos e tetrarradiais - Elevada frequência de quebras cromossómicas e instabilidade - Aumento da incidência de leucemias, linfomas e cancro hepático - Atraso no crescimento - Pigmentação acastanhada da pele - Falência da medula óssea (↓hematopoiese → pancitopénia24) - Anomalias esqueléticas nos membros, costelas ou coluna vertebral - Problemas renais - Baixo peso no nascimento - Dificuldades gastrointestinais - Hipogonadismo - Problemas nas válvulas cardíacas Patologia Classificação Fenótipo clínico Causa Exemplos Hemoglobinopatias Estruturais Anemia hemolítica Adopção de estruturas rígidos, incomunsAnemia falciforme Hemoglobina C Alteração do transporte de oxigénio Aumento ou redução da afinidade para o oxigénio Hemoglobina Hammersmith Formação de metemoglobina (HbM) Hb Kempsey (aumento da afinidade) Hb Kansas (diminuição) Talassémias Mutação da região codificadora compromete a taxa de síntese e estabilidade da globina (desequilíbrio das quantidades das cadeias α e β da globina). Hemoglobina Lepore Talassémias -talassémias A síntese da cadeia é nula ou reduzida afetando a formação da hemoglobina Fetal (HbF) e Adulta (HbA e HbA2). Geralmente deve-se a deleções no -talassémia heterozigótica I – 1 alelo mutado → produz 75% das cadeias , sem manifestações clínicas (portador silencioso) 25 Microcitose – diminuição do tamanho das hemácias 26 Hipocromia – diminuição da cor das hemácias (falta de hemoglobina) 27 Hemoglobina H - 4 cadeias gene da -globina ou à formação anormal das cadeias – mutação ou deleção do gene (cromossoma 16) – As talassémias oferecem vantagem, tal como a drepanocitose: resistência à infeção por Plasmodium falciporum (malária) -talassémia heterozigótica II – 2 alelos mutados → produz 50% das cadeias e apresenta microcitose25 e hipocromia26 Hemoglobinose H27 – 3 alelos mutados → produz 25% das cadeias e apresenta anemia hemolítica. -talassémia homozigótica – todos os alelos mutados → sem produção de cadeias , com morte fetal (hidropisia fetal) Patologia Classificação Fenótipo clínico Causa Exemplos Hemoglobinopatias Talassémias -talassémias Autossómica recessiva Diminuição na taxa de síntese das cadeias e afeta apenas a síntese de hemoglobina A (HbA), com aumento do níveis de HbA2. A reduzida produção da -globina causa anemia microcítica hipocrómica. – defeitos no gene (cromossoma 11) por deleção - dos genes β e δ (manutenção do γ) – persistência hereditária da hemoglobina fetal (HbF) - do gene β (manutenção do δ) – elevado nível de HbA2 por repressão da transcrição – mutação na zona promotora impede transcrição por anomalias do splicing por repressão da tradução – mutação gera um codão de terminação que interrompe a síntese da proteína por alteração da tradução – mutação do mRNA impede a formação do cap → degradação enzimática Talassémia major / -talassémia homozigótica / doença de Cooley Talassémia minor / heterozigótica – sem manifestações clínicas 28 O cancro da mama espontâneo ocorre em 95% dos casos. Normalmente, o que ocorre é que quando um gene supressor de tumores é herdado surge um mutação somática, que pode ser devido a uma recombinação ou uma deleção. Nesses casos, há LH ou loss of heterozygosity, o indivíduo fica em homozigotia somática para esse gene. Se o outro alelo for mutado, como está em homozigotia, vai-se comportar fenotipicamente como dominantes. Patologia Classificação Fenótipo clínico Causa Manifestações clínicas Síndrome de Lynch / Cancro do cólon hereditário sem polipose (HNPCC) Autossómica dominante 1/400 família de genes MMR (mismatch repair): MLH1 (30%), MSH2 (60%) ou desconhecida (10%) - mutação missense e frameshift Genes MMR são responsáveis pela reparação de danos de emparelhamento do DNA (mismatch). Perca de capacidade de MMR leva à falta de reparação de mutações → acumulação de mutações → instabilidade dos microssatélites → 90% dos indivíduos com mutação desenvolve cancro do cólon. - cancro do cólon hereditário sem polipose - pode verificar-se cancros em locais extra cólicos, sendo o mais comum o cancro das vias biliares - Progressão cancerígena bastantes + rápida comparativamente à FAP. Cancro da mama hereditário 28 Autossómica dominante gene BRCA1 - 17q21 1/1.000 gene BRCA2 – 13q12 1/400 genes supressores de tumor – caretakers – doença recessiva heterogeneidade de locus as proteínas codificadas pelos 2 genes - interagem com o RAD para reparar quebras da dupla cadeia de DNA; - interagem com o BRCA (BRCA-associated surveillance complex) responsável regulação do ciclo celular. BRAC1: - cancro da mama - cancro dos ovários BRAC2: Cancro da mama e cancro dos ovários. Predisposição a cancro da próstata, do pâncreas, gástrico e melanoma. Leucemia mielóide crónica ou Cromossoma Filadélfia Autossómica recessiva Anomalia cromossómica estrutural gene ABL - 9q (proto- oncogene) – translocação (9;22)(q34;11) → cromossoma Filadélfia (Ph) Translocação do de parte do proto-oncogene ABL, da sua posição normal no cromossoma 9, para o cromossoma 22, onde fica fundido com o gene BCR → gene quimérico BCR-ABL com atividade oncogénica. A proteína codificada tem atividade de tirosina-cinase, que leva à proliferação de células mielóides (origem na medula óssea). Gene quimera = justaposição de fragmentos de genes não relacionados. O ABL é um receptor de membrana que não devia estar ativo. Ao estar ativo, vai levar a proliferação celular e também ao movimento celular, ou seja, permite a migração das células tumorais. O movimento celular vai levar a que células do tecido epitelial (onde se está a formar o tumor) adquiram características de tecido mesenquimatoso, que conseguem mover-se e atravessar vasos e habitar na distância, originando metástases. A isto se chama “epithelial-mesenchymal transition”. É assim que os tumores da mama, próstata, rim, etc. conseguem metastisar o osso. 29 Forma hereditária (40%) – tumores múltiplos em ambos os olhos. Transmissão autossómica recessiva em que o indivíduo recebe o alelo Rb mutado de um dos progenitores. A penetrância é cerca de 90%. Contudo, o retinoblastoma só se expressa quando uma segunda mutação atinge o alelo normal -> hipótese “two hit of knudson”. É necessário não só a microdeleção de um dos alelos mas também uma mutação somática no alelo Rb normal do cromossoma homólogo. 30 Forma não hereditária (60%) – ocorrência de 2 mutações somáticas que afetam o cromossoma 13 do retinoblastoma (extremamente raro). O tumor é normalmente unilateral e unifocal. Patologia Classificação Fenótipo clínico Causa Manifestações clínicas Síndrome de Li- Fraumeni Autossómica dominante (rara) Anomalia cromossómica estrutural gene p53 – 17 (gene supressor de tumor – gatekeeper) - 95% das mutações no p53 são missense, podendo também ocorrer nonsense, frameshift ou inserção de sequências repetitivas A proteína p53 é responsável pela interrupção do ciclo celular em G1 quando há danos no DNA. Se não houver reparo, a p53 induz apoptose da célula Em caso de mutação, há inativação de um gene supressor de tumor → o ciclo celular prossegue mesmo que haja um dano no DNA, transmitindo o dano à descendência → neoplasia - cancro em vários tecidos, como mama, cólon, pâncreas, etc. - primeiras manifestações em idades precoces Retinoblastoma (RB) - hereditário29 (40%) autossómica dominante - não hereditária ou espontânea30 (60%) Anomalia cromossómica estrutural gene Rb - 13q14 (gene supressor de tumor – gatekeeper) – deleção da banda 14 no cromossoma 13 (14q13) - mutação de novo - penetrância de ~90% quando o progenitor recebe alelo mutado A proteína Rb bloqueia o ciclo celular quando hipofosforilada – liga-se ao fator de transcrição E2F e inativa-o. Quando o gene está mutado, a proteína está permanentemente hiperfosforilada, pelo que há inativação de um gene supressor de tumor → o ciclo celular prossegue mesmo que haja um dano no DNA, transmitindo o dano à descendência → neoplasia - cancro na retina - Tumor maligno da retina expressa essencialmente em crianças 1/20.000 a 1/23.000 Rasopatias Neurofibromatose - Síndromede Noonan - Síndrome de Leopard - Síndrome de Costello - Síndrome de CFC As rasopatias como a neurofibromatose (NF1) – a mais comum, o síndrome de Noonan, de LEOPARD, cardio-facio-cutâneo (CFC) e de Costello são doenças RAS-MAPK. Embora distintas fenotipicamente são todas causadas por mutações que afetam a via RAS-RAFERK, que funcionam na dependência de sinais iniciais de factores de crescimento, citosinas ou receptores de adesão celular, entrelaçados na via de ativação via da fosfoenol piruvato cinase. Patologia Classificação Fenótipo clínico Causa Manifestações clínicas Polipose Adenomatosa Familiar (FAP) Cancro colorretal hereditário Autossómica dominante gene APC - 5q21-22 (gene supressor de tumor – gatekeeper) Mais de 90% das mutações do gene APC, resulta numa proteína truncada, devido a mutações “frameshit”, “nonsense” ou mutações que que alterem o processo de “splicing”. 1/8.000 10% cancros de mama 10% cancros do cólon A proteína APC integra o sistema de sinalização WNT. Os WNT constituem uma família de glicoproteínas exportadas que são ligandos de receptores transmembranares. Estas proteínas regulam processos como o segmentação, o desenvolvimento de tecidos e órgãos e o controlo da divisão celular. A proteína APC (adenomatous polyposis coli) regula a quantidade de -catenina livre. Em condições normais a -catenina está ligada à E- caderina, inibindo a progressão do ciclo celular. Uma mutação no gene APC traduz-se no bloqueamento da degradação da -catenina que se acumula (formação de pólipos). No núcleo associa-se a fatores de transcrição, estimulando a transcrição de outros genes que conduzem ao carcinoma. LOH por deleção ou recombinação mitótica. - Tumores benignos (pólipos) no cólon - Cancro colorretal - Alteração do hábito intestinal -Dor abdominal - Aumento do abdómen (desmóide) - Perda de peso - Anemia - Osteomas - Quistos sebáceos - Pólipos no estômago Síndrome de Gardner (AAPC+) => transtorno genético causado pela presença de pólipos múltiplos no cólon em associação com tumores fora do cólon. Os tumores fora do cólon podem incluir osteomas no cérebro; cancro da tiroide; fibromas; cistos sebáceos e cistos epidérmicos. Os pólipos também podem crescer no estômago, duodeno e intestino delgado.
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