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Manuela Fossa Rodrigues Resumo de Genética e Evolução humana Variação contínua Heredograma Caso das irmãs gêmeas Kien e Remee é um em um milhão. Uma é morena (cor da pele e do cabelo) com olhos escuros e a outra é branca, loira e olhos azuis. Os pais das meninas, Kylee Hodgson e Remi Horder, têm mães brancas e pais negros, o que influenciou neste resultado. No caso de os pais serem de raças mistas, os óvulos e espermas terão uma mistura de códigos genéticos para pele branca e negra. Variação continua • Cor de pele, cor do cabelo, estatura... isso está relacionado a vários genes, vários pares de alelo, muitos genes que interagem para expressar uma característica. As meninas explicam isso, pois cada uma cai em um extremo da variação continua. • Os nossos fenótipos vão se distribuir em uma curva normal, que é uma curva que representa a frequência de quantidade das pessoas que exibem uma determinada característica. Exemplo da pele: no meio da curva = dado intermediário, nem muito branco nem muito preto. A maior parte da população é assim (isso pode mudar de acordo com o país/lugar). Na África por exemplo, a curva muda (há mais pessoas negras do que brancas ou mais pessoas negras do que uma miscigenação). • Do lado direito da curva: pele mais clara. • Do lado esquerdo da curva: pele mais escura. No caso do Brasil que temos uma miscigenação a curva é assim: AB Ab Ba ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb Ba AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb Fenótipos se distribuem segundo uma curva normal. 1:4:6:4:1 (olhar a tabela acima para entender essa distribuição, exemplo: o número 1 é porque temos apenas um AABB, o número 4 porque 4 fenótipos possuem uma letra minúscula AABb, AaBB e por aí vai). Heranças não mendelianas Ausência de dominância • Na ausência da expressão de um alelo sobre o outro, a combinação de ambos gera uma terceira característica. • Exemplo: cruzo joaninha vermelha e uma azul. Esperamos que na geração F1 vamos obter uma dessas cores, mas apareceu todas as joaninhas com um terceiro fenótipo: alaranjado. Para saber o que houve, cruza F1 entre si e obtém F2: 25% joaninhas vermelhas, 50% alaranjada e 25% azul. Ou seja, existe um gene para cor vermelha (VV) e para a cor azul (AA) cruzamento na geração parental de dois homozigotos resultando em uma F1 totalmente heterozigota que é uma mistura do gene vermelho com o azul resultando no terceiro fenótipo que é o laranja, • Ausência de dominância: não tive nem o gene vermelho e nem o azul dominando. Codominância • Ausência de dominância, porém no individuo heterozigoto a gente consegue visualizar os dois fenótipos parentais. Ex: joaninha azul e joaninha vermelha resultam em uma geração F1 de joaninhas vermelhas com bolinhas azuis. Fazendo o cruzamento temos: 25% azul, 25% vermelha e 50% azul. Um exemplo clássico de codominância é observado no Sistema ABO: Entre os alelos IA e IB, ocorre codominância, e cada um deles é dominante em relação ao alelo i. Assim sendo, quando um indivíduo é IAIB, o fenótipo é sangue AB, pois os dois alelos expressam-se. Sistema ABO • Os alelos IA E IB codificam proteína de membrana celular das hemácias (glóbulos vermelhos que transportam oxigênio também temos os leucócitos (defesa)). O tipo sanguíneo é definido por um tipo de membrana celular das hemácias, ou seja, é fácil encontrar no nosso sangue porque as células vermelhas são em torno de 40% do nosso sangue. Chamamos isso de proteína A e/ou proteína B. • Proteínas estranhas ao corpo promovem reação de defesa, neste caso, formação de coágulos nos vasos. Portanto, na ausência de reconhecimento da proteína A ou B há reação de coagulação sanguínea. A forma mais fácil seria dar O pra todo mundo, mas não é a melhor estratégia. • O O é um doador universal pois não tem proteína nenhuma. O A só pode doar pra ele mesmo ou para o AB e assim vai. O B só pode doar para ele mesmo e para o AB. E o AB é um receptor universal, mas não pode doar para ninguém. Fator RH • É uma herança de primeira lei. • É mais uma proteína que existe na hemácia e pode ou não estar presente no nosso sangue. • Para fator RH positivo os genótipos são RR ou Rr. • E o recessivo é rr, aqui a proteína não está presente. Heranças ligadas ao sexo São heranças que dependem dos cromossomos sexuais X e Y. Os cromossomos sexuais são os mais distintos que nós temos, os autossômicos são todos iguais, mesmo tamanho. Já o X e Y possuem tamanhos diferentes e não encontramos pares de alelos no par de cromossomo X e Y pois são diferentes. Sem cromossomo X não existe vida, sem cromossomo Y sim. Ex: síndrome de Turner é X0 e mesmo assim a mulher sobrevive. Se uma determinada característica está no gene Y só o homem expressa, se uma determinada característica está no cromossomo X homens expressam muito mais, pois o homem os tem um x (XY), a mulher possui dois (XX) e a mulher precisa do par de alelos afetado para ter a condição. O gene SRY determine se vai ser homem ou mulher, masculiniza a gônada (forma testículos). A ausência desse gene forma mulheres XY, como na Síndrome de Swyer (são mulheres, porem são inférteis, mas podem engravidar com um embrião doado). Alguém que tenha cariótipo XX, mas possui o gene SRY é homem. Daltonismo Prejuízo congênito (na maioria das vezes o indivíduo nasce assim) na percepção ou diferenciação de cores. São mais prevalentes em homens, estão no cromossomo X e são heranças ligadas ao sexo. Existem três condições do daltonismo: • Protanopia: ausência das cores vermelhas. • Deuteranopia: ausência das cores verdes. • Tritanopia: ausência de cones azuis (essa não é ligada ao sexo). No daltonismo se eu tiver um pai que não é afetado e uma mãe que é portadora (tem um alelo defeituoso e outro normal, a visão dela é normal, mas ela é portadora) existe a possibilidade que ela tenha um filho homem afetado, pois ele vai ter um Y do pai e um dos X da mãe. Portanto, há 25% de um menino afetado e 25% não afetado (visão não normal). Já os outros 50 % de chance são de meninas. Mas meninas recebem um do pai que não é afetado, portanto 25% de chance de uma menina portadora e 25% de chance de uma menina não portadora (visão normal). Obs.: se a mãe for afetada, qualquer filho homem vai ser daltônico, pois se a mãe for afetada os dois X são afetados. Já as mulheres, serão portadoras obrigatórias e poderão ser afetadas se o pai for afetado. Para uma mulher ser afetada o pai ter que ser afetado e a mãe portadora. Se o pai for afetado e a mãe não for portadora nenhum dos meninos será afetado, as meninas, portadoras obrigatórias. Síndromes cromossômicas Anomalias congênitas • As anomalias congênitas (AC) podem ser definidas como todas as alterações funcionais ou estruturais do desenvolvimento fetal, cuja origem ocorre antes do nascimento. Elas possuem causas genéticas que é inclusive é a maior delas (1/3 das anomalias congênitas, erros de disjunção na meiose), ambientais (cerca de 10% incluindo vírus e drogas), desconhecidas ou multifatoriais (a expressão de vários traços envolve múltiplos genes). Anormalidades estruturais. • Causa grandes defeitos. 10% a 15% dos grandes defeitos resultam em abortos de até 6 semanas e 50% a 60% possuem anomalias cromossômicas. Síndromes autossômicas • É autossômica porque ocorre em um cromossomo que não é responsável pela determinação do sexo do bebê. • É recessiva porque é necessário para desenvolver a doença, ter herdado uma cópia do gene defeituoso de cada um dos pais. Trissomia do 21 ou síndrome de Down •É uma alteração genética causada por erro na divisão celular. As pessoas apresentam características como olhos oblíquos, rosto arredondado, mãos menores e comprometimento intelectual. • Está ligada com o fenótipo, a síndrome de Down é causada pela presença de três cromossomos 21 em todas ou na maior parte das células de um indivíduo. • As pessoas com síndrome de Down, ou trissomia do cromossomo 21, têm 47 cromossomos em suas células em vez de 46, como a maior parte da população. • Dos cromossomos, 44 são denominados regulares e formam pares (de 1 a 22). Os outros dois constituem o par de cromossomos sexuais – chamados XX no caso das meninas e XY no caso dos meninos. • Além da deficiência intelectual, é comum que crianças com SD apresentem como perfil cognitivo um melhor desempenho nas habilidades visuoespacias em relação às habilidades de linguagem. Trissomia do 28 ou Síndrome de Edwards • A alteração genética que acontece é ocasionada por uma falta de separação do cromossomo durante a meiose II, criando-se então uma terceira cópia do cromossomo 18. • A proporção da Síndrome de Edwards é de mais ou menos 1 para 6000 nascidos vivos. A trissomia do cromossomo 18 tem a predominância de indivíduos do sexo feminino. • A Trissomia do 18 está associada à idade materna, pois grande parte dos casos são originados de mulheres com mais de 35 anos de idade. • Os portadores apresentam retardamento físico e mental, defeitos cardíacos. O crânio é muito alongado na região occipital. O pescoço é curto. A boca é pequena e triangular. Os genitais externos são anômalos. A morte ocorre em geral antes da primeira infância, aos 3 ou 4 meses de idade, mas pode ser protelada há quase 2 anos. Trissomia do 13 ou Síndrome de Patau • A doença é caracterizada por uma trissomia do cromossomo 13. Normalmente, existe a presença de apenas 2 cromossomos 13, por isso, o cromossomo extra pode gerar malformações no sistema nervoso. • Normalmente, os seres humanos apresentam 46 cromossomos repartidos em 23 pares de 2 cromossomos. A trissomia acontece quando o indivíduo apresenta 3 cromossomos no grupo 13. Ela é originada logo no óvulo da mãe por não haver uma disjunção desses cromossomos. Sua incidência é mais comum em crianças do sexo feminino, na proporção de 1 a cada 7.000 nascimentos. Essa síndrome é uma das principais causas de aborto espontâneo • Crianças que nascem com a síndrome possuem atraso mental e cognitivo, além de malformações físicas perceptivas. Síndromes sexuais • Síndrome de Turner • 44XO (ausência de um segundo cromossomo sexual). • Sobrevida de 1%. • 90% não desenvolvem características sexuais secundarias. • Pescoço alado. • Baixa estatura. • Trissomia dos cromossomos sexuais Síndrome de Klinefelter (44XXY) • Condição genética em que um homem nasce com uma cópia extra do cromossomo X. • A síndrome de Klinefelter não é hereditária, mas só ocorre como resultado de um erro genético aleatório após a concepção. • Homens nascidos com síndrome de Klinefelter podem ter baixos níveis de testosterona e massa muscular, pelos faciais, testículos pequenos, sem espermatogênese, ginecomastia e os pelos corporais reduzidos. A maioria dos homens com essa condição produz pouco ou nenhum esperma. • 40% tem a inteligência inferior à dos irmãos normais. Trissomia do triplo X (XXX) • Indivíduos usualmente normais. Atinge somente mulheres. • Não é herdada. • Anormalidade que resulta em um cromossomo X extra em algumas mulheres. • A trissomia X geralmente é causada por malformação de uma célula-ovo ou esperma ou por um erro no início do desenvolvimento do embrião. • Muitas mulheres apresentam pouco ou nenhum sintoma. • Na maioria dos casos, o tratamento não é necessário. Pessoas que tiveram atrasos no desenvolvimento e dificuldades de aprendizagem podem precisar de intervenções, como terapia. Síndrome de Jacobs (44XYY) • Atinge somente homens. • Homens usualmente altos. • Os portadores desta desordem possuem um fenótipo caracterizado por atraso de desenvolvimento neuropsicomotor, anomalias craniofaciais, defeitos cardíacos diversos e discrasias sanguíneas. • 1 em 100.000 Diferenciação sexual Depende da presença de testosterona durante a gestação. É preciso do cromossomo y, do gene SRY. Eu masculino a gônada, faço testosterona e essa testosterona começa alterar o desenvolvimento embrionário. O gene SRY leva a produção de testosterona e a masculinização da gônada. A testosterona para funcionar é convertida para uma forma ativa chamada “di- hidrotestosterona”. Quando isso acontece, essa conversão depende de uma enzima/proteína e tudo aquilo que depende de uma proteína pode falhar (porque se eu altero o gene que codifica essa proteína, eu posso não a ter) e se nesse caso eu não tiver a enzima 5a redutase eu tenho testosterona, mas não di-hidrotestosterona, ou seja, não funciona. Se eu não tiver essa enzima, acontece a síndrome de sensibilidade aos andrógenos = tenho uma não sensibilidade aos hormônios masculinos. Se eu não tiver a enzima 5a redutase o corpo é de mulher ou ele tem uma síndrome Swyer (ausência do gene SRY) tem o cariótipo XY, mas não tenho o gene SRY = corpo de mulher. Ou seja, tenho um corpo de mulher, porém um nível a mais de testosterona. Epigenética Mecanismos que estão acima do gene. Do grego, “epi”, que significa sobre ou por cima da nossa genética, a epigenética é o estudo da hereditariedade. São alterações da expressão genicas do DNA, mas não de suas bases. O nosso DNA dentro do nucelo das células é normalmente descrito em duas formulas: eucromatina (DNA que pode ser expresso, DNA frouxo, livre) e heterocromatina (cromatina bem mais condensada e enrolada). Proteínas de histonas De acordo com a biologia, histonas são as principais proteínas presentes no nucleossomo. Possui um importante papel na regulação dos genes, sendo encontradas no núcleo de células eucarióticas. Podemos fazer uma metilação, acetilação ou fosforização (processo comum feito em uma serie de reações químicas) quando algum desses se liga ao aminoácido de uma das caldas da histona. • Acetilação: sem ela o DNA está em heterocromatina, se houver acetilação dessas histonas elas ficaram mais separadas o que dá uma chance de ume proteína ir lá e fazer uma leitura desse DNA. Aumenta a expressão genica, pois estou abrindo o DNA. • Metilação: aumenta ou diminui (mais comum) a expressão genica. É como se eu bloqueasse o gene para que ele não pudesse ser expresso. Quando usaram a droga para o tratamento bipolar (testando em formigas) perceberam que o comportamento delas foram reprogramados. As pequenas passavam a defender o ninho e as grandes passavam a atuar no transporte de alimentos, havia um processo de acetilação acontecendo e essas formigas expressavam genes que não eram delas. Ou seja, processos epigenéticos alteram comportamentos. Alteração da expressão gênica em função do cuidado maternal. 1. Uma ratinha que possui cuidados com os filhos e uma que é mais descuidada. 2. Quando pesquisadores procuraram entender o que ocorria no cérebro dos ratinhos que foram criados por mães diferentes, nos que foram bem cuidados ocorreram pouca metilação e nos ratinhos poucos cuidados havia muitos genes metilados. Esses genes estavam relacionados ao stress, estavam bloqueando e gerando mais stress. 3. Colocaram a mãe carinhosa com os filhos da mãe menos carinhosa e vice versa. Agora os que estavam estressados não vão ficar tanto, e os que não estavam vão ficar. Portanto não é um aspecto genético e sim social, influenciando algo químico. (ou pegar os filhos daquela mãe descuidada, tirar um pouco da metilação e torna-los menos estressados).