SP5 - UC2 - Genética

Prévia do material em texto

Praticamente toda doença é resultado da ação 
combinada de genes e ambiente, mas o papel relativo 
do componente genético pode ser grande ou pequeno. 
Entre os transtornos causados total ou parcialmente 
por fatores genéticos, três tipos principais são 
reconhecidos: distúrbios cromossômicos, distúrbios 
monogênicos e distúrbios multifatoriais. 
Nos distúrbios cromossômicos, o defeito não se 
deve a um único erro na sequência genética, mas a um 
excesso ou a uma deficiência de genes localizados em 
cromossomos inteiros ou em seus segmentos. Por 
exemplo, a presença de uma cópia extra do 
cromossomo 21 está associada a um distúrbio 
específico, a síndrome de Down, embora nenhum gene 
individual nesse cromossomo esteja alterado. A 
duplicação ou deleção de segmentos menores de 
cromossomos, que variam em tamanho de apenas um 
único gene até uma pequena porcentagem do 
comprimento de um cromossomo, pode causar defeitos 
congênitos complexos, como a síndrome de DiGeorge ou 
até mesmo autismo isolado sem qualquer alteração 
física evidente. Como um todo, os distúrbios 
cromossômicos são comuns, afetando cerca de sete a 
cada 1.000 nascidos vivos e sendo responsáveis por 
cerca de metade de todos os abortos espontâneos que 
ocorrem no primeiro trimestre de gravidez. 
Os distúrbios monogênicos são causados por 
mutações patogênicas em genes individuais. A 
mutação pode estar presente em ambos os 
cromossomos de um par (um de origem paterna e outro 
de origem materna) ou em apenas um cromossomo do 
par (combinado com uma cópia normal do gene na 
outra cópia cromossomômica). Distúrbios 
monogênicos frequentemente causam doenças que 
seguem um dos padrões de herança clássicos em 
famílias (autossômico recessivo, autossômico 
dominante ou ligado ao X). Em alguns casos, a 
mutação ocorre no genoma mitocondrial, e não no 
nuclear. De qualquer maneira, a causa é um erro 
crítico na informação genética transportada por um 
único gene. Distúrbios monogênicos, tais como a 
fibrose cística, a anemia falciforme e a síndrome de 
Marfan, geralmente apresentam padrões de 
heredogramas evidentes e característicos. A maioria 
desses transtornos é rara, com uma frequência 
que pode ser de até um em 500 a 1.000 indivíduos, mas 
em geral muito menos. Ainda que sejam 
individualmente raros, os distúrbios monogênicos, 
como um todo, são responsáveis por uma proporção 
significativa de doenças e mortes. No geral, a 
incidência de distúrbios monogênicos graves na 
população pediátrica foi estimada como sendo de 
aproximadamente um a cada 300 nascidos vivos; ao 
longo de uma vida inteira, a prevalência de distúrbios 
monogênicos é de um em 50. 
As doenças multifatoriais com herança 
complexa são responsáveis pela maioria das doenças 
em que há um componente genético, conforme 
demonstrado por um maior risco de uma doença em 
gêmeos idênticos ou parentes próximos de indivíduos 
afetados em comparação com a população em geral e 
ainda quando a história familiar não se enquadra nos 
padrões de herança característicos observados nos 
transtornos de um único gene. 
As doenças multifatoriais incluem malformações 
congênitas, como a doença de Hirschsprung, as fendas 
labial e palatina, e as cardiopatias congênitas, assim 
como muitas doenças comuns da vida adulta, como a 
doença de Alzheimer, o diabetes e a doença arterial 
coronariana. Em muitas dessas condições, não parece 
haver um erro único na informação genética. Em vez 
disso, a doença resulta do impacto combinado de 
formas variantes em muitos genes diferentes, de modo 
que cada variante pode causar, proteger ou predispor 
a um defeito grave, frequentemente em conjunto com 
ou desencadeado por fatores ambientais. As 
estimativas do impacto de doenças multifatoriais 
variam de 5% na população pediátrica a mais de 60% 
na população em geral. 
Cada espécie possui um complemento 
cromossômico característico (cariótipo) em termos de 
número, morfologia e conteúdo dos cromossomos que 
compõem seu genoma. Os genes estão dispostos 
linearmente ao longo dos cromossomos, sendo que 
cada gene tem uma posição precisa ou locus. Um mapa 
genético é o mapa da localização genômica dos genes e 
é característico de cada espécie e individual dentro da 
espécie. 
O estudo dos cromossomos, da sua estrutura e da sua 
hereditariedade é denominado citogenética. A ciência 
da citogenética humana data de 1956, quando foi 
estabelecido, pela primeira vez, que o número normal 
de cromossomos humanos é 46. Desde então, muito se 
aprendeu sobre os cromossomos humanos, sua 
estrutura e composição normais, e a identidade dos 
genes que eles contêm, bem como sobre suas inúmeras 
e variadas anormalidades. 
A sequência de DNA nuclear é aproximadamente 99,5% 
idêntica entre dois seres humanos não aparentados. 
Ainda, é precisamente a diferença na pequena fração 
da sequência de DNA entre indivíduos que é 
responsável pela variabilidade geneticamente 
determinada, a qual é evidente tanto na existência 
diária quanto na medicina clínica. Muitas diferenças 
nas sequências de DNA têm pouco ou nenhum efeito na 
aparência externa, ao passo que outras diferenças são 
diretamente responsáveis por causar doença. Entre 
esses dois extremos está a variação responsável pela 
variabilidade geneticamente determinada na 
anatomia, na fisiologia, nas intolerâncias 
alimentares, na suscetibilidade à infecção, na 
predisposição ao câncer, nas respostas terapêuticas ou 
nas reações adversas a medicamentos, e talvez até 
mesmo a variabilidade em vários traços de 
personalidade, aptidão atlética e talento artístico. 
 
 
As mutações são por vezes classificadas pelo 
tamanho da sequência de DNA alterada e, em outros 
momentos, pelo efeito funcional da mutação na 
expressão gênica. Embora a classificação por tamanho 
seja um pouco arbitrária, pode ser útil conceitualmente 
para distinguir as mutações em três níveis diferentes: 
• Mutações que deixam cromossomos intactos, mas que 
alteram o número de cromossomos de uma célula 
(mutações cromossômicas). 
• Mutações que mudam apenas uma parte do 
cromossomo e podem envolver uma alteração no 
número de cópias de um segmento subcromossômico ou 
um rearranjo estrutural que envolve partes de um ou 
mais cromossomos (mutações regionais ou 
subcromossômicas). 
• Alterações na sequência de DNA que envolvem a 
substituição, deleção ou inserção de DNA, variando de 
um nucleotídeo único até um limite definido de modo 
arbitrário de aproximadamente 100 kb (mutações 
gênicas ou de DNA). 
Dependendo da localização precisa, da 
natureza e do tamanho da mutação no DNA, as suas 
consequências funcionais, mesmo aquelas que alteram 
um único par de bases, podem ir desde consequências 
completamente inócuas até causar sérias doenças. Por 
exemplo, uma mutação dentro de um éxon codificante 
de um gene pode não ter nenhum efeito sobre a forma 
como esse gene é, se a alteração não afetar a sequência 
primária de aminoácidos do produto polipeptídico; 
mesmo que isso aconteça, a modificação resultante na 
sequência de aminoácidos codificada pode não alterar 
as propriedades funcionais da proteína. Portanto, nem 
todas as mutações se manifestam em um indivíduo. 
Essas alterações, natural ou induzida por 
algum agente mutagênico, ocorre no genoma (material 
genético do organismo ou vírus). Ela pode ocorrer tanto 
em células somáticas como em células germinativas, 
podendo, assim, ser herdada. As mutações são 
as principais fontes de variabilidade genética, 
influenciando diretamente o processo de evolução 
dos seres vivos. Podem ser classificadas de acordo com 
o lugar onde ocorrem e efeitos causados. 
 
O que é mutação? 
Mutação é uma alteração que ocorre no 
material genético dos indivíduos. Podem originar-se de 
forma natural, durante os processos 
de mitose, meiose ou síntese proteica, ou ser decorrente 
da ação de algum agente mutagênico. Também podem 
ocorrer em três níveis: 
1. Molecular: pode também ser chamada de mutação 
genética ou pontual, afeta um nucleotídeo ou um grupode nucleotídeos do DNA; 
2. Cromossômica: ocorre em mais de um gene, 
afetando, assim, a estrutura do cromossomo; 
3. Genômica: altera o conjunto do genoma, podendo 
afetar o número total de cromossomos ou os 
cromossomos presentes nos pares de forma individual. 
 
Esse tipo de mutação é responsável por causar algumas 
síndromes, como a síndrome de Down. 
 
Como ocorrem as mutações? 
Como dito, as mutações surgem de forma 
natural ou podem ser induzidas por agentes 
mutagênicos, isto é, substâncias químicas ou de 
natureza física que podem induzir as mutações, como 
os raios ultravioleta e raios X, bebidas alcoólicas, 
substâncias derivadas do tabaco, bem como alguns 
medicamentos. 
As mutações ocorrem em virtude 
de alterações que surgem nos nucleotídeos do DNA, 
podendo ocorrer por meio de alterações químicas nas 
bases nitrogenadas, erros na incorporação de 
nucleotídeos (inserção de uma base nitrogenada no 
lugar de outra), adição ou deleção de bases 
nitrogenadas, alterações na estrutura e no número de 
cromossomos, entre outros fatores. 
Muitas vezes, algumas dessas alterações que 
surgem são corrigidas antes da replicação do DNA. 
Quando isso não ocorre, surge uma nova molécula com 
a alteração, e ela pode reproduzir-se, perpetuando a 
mutação. 
As mutações podem ocorrer 
em células somáticas ou germinativas. Quando 
surgem nas células somáticas (células do corpo, exceto 
as reprodutivas), elas geralmente não são herdáveis, 
podendo causar problemas como o desenvolvimento de 
tumores, envelhecimento precoce, malformações 
(quando ocorre no período embrionário), entre outros. 
Quando ocorrem em células germinativas (células que 
originam os gametas), essas mutações são passadas 
aos descendentes, podendo causar diversas desordens 
genéticas, o surgimento de síndromes, malformações e 
aborto. 
 
 
https://www.biologianet.com/biodiversidade/virus.htm
https://www.biologianet.com/biodiversidade/o-que-sao-seres-vivos.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/mitose.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/meiose.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/dna.htm
https://www.biologianet.com/genetica/genes.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/cromossomos.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/o-que-celula.htm
https://www.biologianet.com/biologia-celular/gametas.htm
Tipos de mutações 
As mutações podem ser classificadas de 
diferentes maneiras. Anteriormente, destacamos a 
sua classificação conforme o local onde ocorrem. 
Agora apresentamos alguns tipos de mutações 
conforme o efeito que elas causam: 
• Mutação silenciosa: é um tipo de mutação 
molecular cuja mudança no nucleotídeo do 
DNA não altera o aminoácido sintetizado. 
• Mutação com alteração ou perda de sentido: é 
também um tipo de mutação molecular, no 
entanto, a mudança no nucleotídeo causa uma 
alteração que leva à síntese de um aminoácido 
diferente do esperado. 
• Mutação sem sentido (nonsense): mutação 
molecular cuja alteração no nucleotídeo causa 
o surgimento de um códon (sequência de três 
bases nitrogenadas) de término, indicando o 
fim da cadeia de aminoácidos. Assim, a 
proteína que está sendo sintetizada é cortada 
prematuramente. 
• Mutação frameshift: a inserção ou deleção de 
bases nitrogenadas altera a sequência de 
códons, o que gera uma sequência diferente de 
aminoácidos ou, até mesmo, um códon de 
término. 
• Duplicação: mutação cromossômica na qual 
surgem cópias de determinado trecho do 
cromossomo, podendo alterar a sequência de 
códons. Geralmente está relacionada com a 
perda desse trecho (deleção) no cromossomo 
homólogo. 
• Deleção: perda de um segmento de 
cromossomos, seja na extremidade, seja em seu 
interior. Esse tipo de mutação cromossômica 
também pode ocasionar mudança na 
sequência de códons. 
• 
Importância das mutações 
As mutações, muitas vezes, são relacionadas a 
algo ruim, principalmente por estarem ligadas ao 
surgimento de alguns tipos de tumores e síndromes. 
Entretanto, as mutações podem criar novos alelos e 
novos genes, contribuindo para uma 
maior variabilidade genética. 
A variabilidade genética amplia a capacidade 
das populações de lidarem com mudanças 
ambientais e está sujeita à seleção natural, que 
eliminará ou preservará um determinado fenótipo 
(conjunto de características observáveis em um 
organismos) gerado por um determinado genótipo, 
sendo um fator essencial no processo evolutivo. 
Geralmente, quando a mutação faz surgir uma 
característica que confere uma determinada vantagem 
ao indivíduo, ela é preservada. O genótipo das espécies 
é fruto de mutações vantajosas, que foram 
preservadas ao longo do tempo pela seleção natural. 
 
https://www.biologianet.com/biologia-celular/aminoacidos.htm
https://www.biologianet.com/evolucao/selecao-natural.htm