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Genética Humana Material de apoio da monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque UFPE Conteúdo Ácidos nucleicos e replicação do DNA Síntese proteica Regulação da expressão gênica Mutação e reparação do DNA Estrutura dos cromossomos e ciclo celular Alterações cromossômicas Revisão 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Herança monogênica Herança multifatorial Genética do câncer Sistema imune Genética das populações Revisão 1. 2. 3. 4. 5. 6. Bloco 1 Bloco 2 Replicação do DNA Monitoria de Genética humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 1 Estrutura dos ácidos nucleicos Histórico: *1868: Johan F. Miescher descobriu a “nucleína”, substância ácida rica em nitrogênio e fósforo. Dois anos depois, foi descoberto que o principal componente do material ácido eram as cadeias polinucleotídicas. Em seguida, foi descoberto que os ácidos nucleicos são a base da hereditariedade. Funções do dna: *Função genotípica: replicação: o DNA é o responsável por armazenar e transmitir a informação genética *Função fenotípica: expressão gênica: o material genético tem que controlar o desenvolvimento do genótipo do organismo *Função evolutiva: mutação: o material genético permite mudanças para produzir variações para adaptabilidade dos organismos. *A informação genética está contida nos cromossomos: molécula de DNA associada a proteínas e um pouco de RNA. Estrutura do dna: *Procariontes: circular e encontrado no nucleóide. *Eucariontes: 2 filamentos lineares, na forma de cromossomos, e encontrado no núcleo. Ácidos nucleicos: *São macromoléculas compostas por subunidades, os nucleotídeos. *O DNA se diferencia do RNA pelo C2. No DNA, não há hidroxila, enquanto no RNA, sim. Nucleotídeos: *São as unidades básicas do DNA, formados por um grupo fosfato, uma pentose (açúcar) e uma base nitrogenada, que são divididas em púricas (2 anéis: adenina e guanina) e em pirimídicas (1 anel: citosina, timina e uracila). *Os nucleotídeos são ligados uns aos outros pelas ligações fosfodiéster. *Os nucleotídeos possuem polaridade química (5’- >3’), indicando qual a posição do nucleotídeo que está livre para ser utilizada. No DNA, cada ligação fosfodiéster une o carbono 5’ da 2’-desoxirribose de um nucleotídio ao carbono 3’ da 2’-desoxirribose do nucleotídio adjacente. Modelo de Watson-crick: *Com base na análise química do DNA e nos estudos de difração por raios X, Watson e Crick sugeriram acertadamente que o DNA é formado por uma dupla hélice com 2 filamentos de polinucleotídeos ao redor de um eixo em sentido antiparalelo (polaridades opostas), que são unidos por pontes de hidrogênio entre A-T (2 ligações) e C-G (3 ligações). *A parte interna da cadeia é hidrofóbica e a externa, hidrofílica. estrutura primária do dna *As cadeias de nucleotídeos são formadas por ligações fosfodiéster covalentes. *As fitas são antiparalelas e complementares. *As pontes de hidrogênio estabilizam a dupla hélice: 2 pontes entre A-T e 3 pontes entre C-G (dificultam a desnaturação). estrutura secundária: dupla hélice *B-DNA: é a conformação fisiológica do DNA, tendo giro para a direita (dextrogiro). *A-DNA: é sintético e dextrogiro. *Z-DNA: é levógiro e tem voltas mais largas. estrutura do rna: *A timina é substituída por uracila e a pentose é uma ribose, o que o deixa mais instável devido à negatividade do oxigênio. *É unifilamentar. Classes de dna: *Cópia única: genes estruturais. *Moderadamente repetitivo: genes de RNA. *Altamente repetitivo: sem genes. Replicação do DNA Dogma central/fluxo da informação genética: Uracila: apenas no RNA Timina: apenas no DNA 4 0 Monitoria de Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 1 0: replicação do DNA | 1: transcrição | 2: transcrição reversa | 3: replicação do RNA | 4: tradução *A replicação do DNA é dividida nas fases início, alongamento e término e o processo possui diferenças entre procariotos e eucariotos. Replicação do dna em procariotos: *A replicação ocorre a todo tempo. *Os procariotos têm DNA circular e, por isso, possuem apenas uma origem de replicação, chamada de oriC, que controla toda a replicação. Ela é um ponto de identificação para o reconhecimento de enzimas que se ligam nessa região e conseguem abrir a molécula (quebrar as pontes de hidrogênio). *Forquilha de replicação: é uma estrutura em forma de Y que tem o ponto em que se inicia a formação da bolha de replicação, que é bidirecional. Replicação do dna em Eucariotos: *Ocorre na fase S da interfase. *É semiconservativa, pois 2 filamentos moldes geram 2 filamentos recém sintetizados com a mesma sequência de nucleotídeos que a fita original (1 antiga e 1 nova, cada fita antiga serve de molde para a nova). *As ORI ou origens de replicação (extremidade 3’ OH livre) são as regiões que permitem a replicação do DNA em vários pontos ao mesmo tempo, formando as bolhas de replicação. *Diferentemente dos procariotos, os eucariotas possuem várias ORI. *Cada ORI controla uma unidade de DNA chamada de réplicon: uma bolha de replicação com todas as proteínas associadas para a produção de uma molécula complementar de DNA. *A replicação é feita por polimerases: ⇾ DNA helicase: catalisa a separação das fitas, quebrando as pontes de hidrogênio; ⇾ RPA: proteínas de ancoragem que impedem a união das fitas após a unifilamentação; ⇾ DNA polimerase: realiza a síntese da nova fita sempre no sentido 5’-3’ e só é continua na fita 5’-3’ (fita leading), enquanto na fita 3’-5’ (fita lagging) é descontínua por causa da formação de filamentos curtos de DNA, os fragmentos de Okasaki. Isso ocorre porque a síntese é bidirecional a partir da ORI. A polimerase requer uma hidroxila livre no C3 para fazer o ataque nucleofílico (fornece energia com a liberação de pirofosfato). Como ela não sintetiza de novo (do nada), precisa de iniciadores (primers), para sempre ter a hidroxila livre no C3. ⇾ RNA primase: sintetiza o primer: é responsável por liberar a extremidade 3’ OH; ⇾ RNase H1: remove RNA(primer) do DNA; ⇾ DNA polimerase alfa/1: faz o alongamento do DNA após a ação da primase na ORI 5’-3’, reparando o DNA (a fita recém sintetizada é um pouco mais curta que a molde), com ação de exonuclease; ⇾ PCNA + Rf-C: estimulam/ativam a DNA polimerase gama; ⇾ DNA polimerase gama/3: adiciona nucleotídeos ao DNA recém sintetizado; ⇾ DNA topoisomerase/girase: quebra as ligações fosfodiéster de uma fita para torná-la menos torcida e diminuir a tensão; ⇾ DNA ligase: une os ligamentos de Okasak. *Como os filamentos de DNA têm polaridades opostas, um é estendido no sentido 5’>3’ e o outro 3’>5’. Dessa forma, a replicação se dará de maneira diferente em cada um, sendo um o filamento líder (leading) e o outro, o descontínuo (lagging). *Na fita líder ou contínua, a adição de nucleotídeos ocorre de maneira contínua. *Já na fita descontínua, precisa haver vários primers para que a síntese ocorra, já que a mesma é descontínua, formando os fragmentos de Okasaki, que depois são conectados pela DNA ligase. *Telomerase: com o fim da replicação, o primer ao ser removido da fita lagging deixa livre um grupamento 5’ fosfato livre, que não é mais de interesse para DNA polimerase. A cada replicação, os telômeros seriam reduzidos, porém a telomerase amplia o DNA dos telômeros, colocando um primer para que a DNA polimerase sintetize um pedaço a mais de fita, que com a saída do primer, vai recompensar a diferença de tamanho inicial. Primer: sequência curta de RNA; as RNA polimerases têm capacidade de produzir RNA de novo. Monitoria de Genética Humana – UFPELarissa Albuquerque Aula 1 Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Síntese proteica Monitoria de Genética humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 2 Dogma central da biologia *Determina que as informações armazenadas no DNA são transferidas para moléculas de RNA durante a transcrição e para proteínas durante a tradução: Gene *Codifica sequência polipeptídica e é formado por: ⇾ Promotor: determina o local de início da transcrição. ⇾ Íntrons: sequências removidas no processamento, pois não são codificadoras. ⇾ Éxons: sequência que codifica informação. ⇾ Finalizador: determina o final da transcrição. Transcrição *A transcrição é o processo em que ocorre a transferência de informações genéticas do DNA para o RNA. Dessa forma, um filamento de DNA em um gene é utilizado como molde para sintetizar um filamento complementar de RNA (transcrito gênico). *O RNA polimerase II sintetiza RNA de um molde de DNA e apenas um dos filamentos de DNA é transcrito para formar a fita de RNA. *Ocorre no núcleo. Etapas: Iniciação>alongamento>terminação ⇾ Iniciação: a RNA polimerase se liga à região promotora, sendo a mais conhecida a sequência TATA (TATAbox), que tem papel importante para indicar o início da transcrição. Para ser reconhecida pela RNA polimerase, é preciso que a TBP (proteína de ligação TATA) se ligue ao TATA e que os fatores de transcrição se liguem ao promotor, permitindo o início da transcrição. ⇾ Alongamento: os fatores de transcrição são liberados e a RNA polimerase adiciona ribonucleotídeos à cadeia de RNA no sentido 5’- 3’, até encontrar a sequência terminal. ⇾ Terminação: ocorre ao encontro do sinal de término da transcrição: AAUAAA. Processamento do RNA: *A maioria dos transcritos primários (hnRNA ou RNA nuclear heterogêneo) passam por modificações antes de serem transportados para o citoplasma e serem traduzidos: ⇾ Capeamento: é adicionado um revestimento (cap) na extremidade 5’ do RNA recém- sintetizado para dar mais estabilidade e resistência à molécula, além de participar do reconhecimento do início da tradução e proteger a molécula contra a degradação por nucleases. ⇾ Poliadenilação: adição de uma cauda poli A, ou seja, trechos de resíduos de monofosfato de adenosina, na extremidade 3’ para estabilizar e facilitar o transporte do mRNA do núcleo para o citoplasma. ⇾ Splicing/recomposição: os íntrons são retirados e os éxons unidos (o sítio doador se 5 tipos de moléculas de RNA: *snRNA (pequenos RNA nucleares): são componentes estruturais dos espliceossomos (conjunto de RNAs com atividade catalítica com função de reconhecer e remover os íntrons de moléculas de RNA). *rRNA (RNA ribossômico): é o componente estrutural dos ribossomos e traduzem a sequência de nucleotídeos em sequências de aminoácidos. *tRNA (RNA transportador): transporta aminoácidos para síntese proteica, agindo como adaptadores entre os aminoácidos e os códons do mRNA durante a tradução. *mRNA (RNA mensageiro): codifica cadeia polipeptídica *miRNA (microRNA): tem função regulatória, são curtos e tem capacidade de interferir na expressão de outros genes, bloqueando a expressão do mRNA complementares. Monitoria de Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 2 liga ao ponto de ramificação, formando uma alça, e o sítio aceptor é clivado pelos espliceossomos, deixando apenas os éxons na fita de RNA). Obs: splicing alternativo: diferentes combinações de íntrons podem ser removidas, garantindo maior variedade de proteínas a partir de uma mesma fita de DNA. Tradução *É o processo em que os ribossomos traduzem o mRNA em proteína no citoplasma. *A sequência de códons (sequência de 3 nucleotídeos no mRNA) determina a sequência de aminoácidos. Existem 64 códons, sendo 1 de iniciação e 3 de parada. *Start códon: é o primeiro códon que especifica um aminoácido: AUG (metionina). *Stop códon: sinalizam o final da proteína: UAA, UAG e UGA. Ribossomos: ⇾ Sítio A: local em que os aminoácidos entram nos ribossomos; ⇾ Sítio P: onde os Aa’s se ligam formando uma cadeia polipeptídica; ⇾ Sítio E: local de saída. *Polirribossomos: vários ribossomos traduzindo ao mesmo tempo mRNA. Etapas: iniciação>alongamento>terminação ⇾ Iniciação: o tRNA carrega o anti-códon em uma extremidade e na outra, um Aa, que nessa etapa é a metionina. Ele se junta ao mRNA, iniciando a tradução. Nessa etapa, todos os elementos necessários para a síntese proteica são montados, ocorrendo a ligação do mRNA à subunidade menor do ribossomo, o tRNA se liga ao mRNA pelo pareamento entre códon e anti- códon e o ribossomo maior se une ao complexo de início. Fatores de iniciação: ex: IF2 se liga ao GTP formando o complexo IF2-met-RNAt-GTP. Quando chega no start códon, o GTP é utilizado como fonte de energia e o IF2 e GDP são liberados. ⇾ Alongamento: o tRNA traz o Aa correspondente à próxima trinca de códon, a fim de formar uma cadeia de Aa. Fatores de alongamento: ex: o 2º RNAt interage com EF1 e GTP, o GTP é hidrolisado quando o tRNA se liga ao códon, liberando GDP e EF1. ⇾ Terminação: ocorre quando o ribossomo atinge o códon de terminação e a cadeia se desprende. Processamento *É quando ocorre o enovelamento, glicolização, sulfatação, metilação, marcação e transporte. → Marcação de proteínas: SRP: direciona a proteína ao RER para poder ser secretada. Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. O código genético é degenerado/redundante porque um mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de um códon. Regulação da expressão gênica Monitoria de Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 3 *A regulação da expressão gênica em eucariotos é mais complexa que nos procariotos, devido à compartimentalização da célula eucariótica. *A regulação pode ocorrer no núcleo, em nível de DNA ou RNA, ou no citoplasma, em nível de RNA ou polipeptídio, pois a subdivisão das células eucarióticas em organelas separa fisicamente os processos de expressão gênica. Dessa forma, a regulação pode ocorrer na transcrição, processamento ou tradução. Regulação temporal e espacial *A regulação temporal se dá pelo tempo de desenvolvimento do indivíduo, visto que recém nascidos e adultos possuem necessidades diferentes, possuirão também transcrição de genes diferentes. *A regulação espacial está relacionada com a expressão diferente de genes a depender do tipo de célula e tecido. Recomposição alternativa de RNA *O splicing alternativo permite que um mesmo pré- mRNA possa gerar diferentes proteínas em tecidos e períodos de desenvolvimento distintos. Isso ocorre por meio da remoção dos íntrons e união dos éxons, que pode acontecer de maneiras distintas, aumentando a variabilidade genética. Controle da estabilidade do mRNA *O mRNA é exportado para o citoplasma e pode ser traduzido pelos ribossomos até a sua degradação, que é um ponto de regulação da expressão gênica. Então, os mRNA de longa duração passam por diversas rodadas de replicação, enquanto que os decurta duração sobrevivem a menos rodadas. Dessa forma, quanto maior for a estabilidade do mRNA, maior será o seu tempo de meia vida e maior será a produção de proteínas, pois mantêm mais ciclos de síntese proteica. *É importante ressaltar que a longevidade do RNA mensageiro pode ser influenciada por vários fatores, como a estabilidade garantida pela cauda poli A e a regulaçãos pelos pequenos RNA de interferência (siRNA) ou microRNA (miRNA). Transcrição do DNA controlado *A transcrição só ocorre quando há necessidade e é induzida por fatores ambientais e biológicos. *A transcrição pode ser induzida por fatores ambientais como a temperatura. Quando os organismos são submetidos ao estresse de temperatura elevada, ocorre a síntese de proteínas que auxiliam na estabilização do meio celular interno, as chamadas proteínas do choque térmico. • Proteínas do grupo Chaperonas: tentam manter a forma e a função da proteína na sua conformação inicial, apesar da alta temperatura. • A HSP70 é a proteína do choque térmico de peso molecular 70 que, quando é ultrapassada a temperatura de 33ºC, ocorre a sua transcrição em RNA que passa pelo processamento e tradução da proteína HSP70, induzida pelo fator de transcrição do choque térmico (HSTF). • As proteínas do choque térmico têm sua transcrição bloqueada e só são transcritas caso seja atingida determinada temperatura. *A transcrição também pode ser regulada por moléculas sinalizadoras, como os hormônios. • Hormônios esteroides: são moléculas lipossolúveis derivadas do colesterol. Como Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 3 tem natureza lipídica, conseguem atravessar a membrana celular facilmente ou com pouca dificuldade. Ao adentrar na célula, os hormônios esteroides interagem com os receptores hormonais, formando o complexo receptor/hormônio. A partir disso, interage com o DNA e atua como fator de transcrição para regular a expressão genética. Alguns exemplos dessa classe de hormônios são a testosterona, glicocorticoides, estrogênio e progesterona. • Hormônios peptídicos: são formados por cadeias de aminoácidos e, por serem grandes demais, não conseguem atravessar livremente a membrana celular. Por isso, é preciso que seus sinais sejam transmitidos para dentro das celular por meio de proteínas receptoras ligadas à membrana. Essa interação provoca uma cascata de mudanças dentro da célula, sendo o sinal hormonal transmitido do citoplasma celular até o núcleo, regulando a expressão de genes. Esse processo é conhecido como transdução de sinal. Alguns exemplos de hormônios peptídicos são a insulina, somatotropina e prolactina. Regulação pós-transcricional *Apesar da regulação gênica ocorrer principalmente na transcrição, ela também ocorre após a transcrição por meio de RNA não codificadores curtos pela interação com mRNA, sendo conhecida como interferência por RNA (RNAi). *O RNA de fita dupla é rompido por uma enzima, produzindo o siRNA de fita simples ou o miRNA e se pareiam com proteínas, formando o complexo silenciador induzido pelo RNA (RISC). Tanto o siRNA quanto o miRNA atuam por meio dos mecanismos de clivagem do mRNA, inibição da tradução, silenciamento da transcrição ou degradação do mRNA. Ou seja, ao interagir com o mRNA, a expressão do gene que o produziu é impedida. Organização da cromatina *A cromatina é a associação de DNA com proteínas, sendo a principal as histonas, e pode ser classificada em heterocromatina e eucromatina de acordo com a sua organização. A unidade fundamental da cromatina é o nucleossomo, formado por um octâmero de histonas, contendo duas cópias de H2A, H2B, H3 e H4, com cerca de duas voltas de DNA. *A heterocromaina é inativa, condensada e de coloração intensa, já a eucromatina é ativa, descondensada e de coloração fraca. Metilação do DNA: *Ocorre a metilação (adição de grupamento metil) das bases de citosina na estrutura da cromatina associada à transcrição, provocando a repressão da transcrição. *A metilação é mais comum em bases citosinas adjacentes aos nucleotídeos guanina (CpG) e muitas regiões com essas sequências CpG são chamadas de ilhas CpG. Essas regiões estão associadas com a repressão da transcrição. *A metilação é transmitida geneticamente e pode ocorrer por influência ambiental. *Pode ser transmitido geneticamente. *Pode ocorrer por influência ambiental. Imprinting: *Ocorre quando a expressão de determinado gene é condicionada pela sua origem parental, por meio da marcação de grupo metil de um ou mais dinucleotídeos de CpG. Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 3 Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Questões Assinale V ou F para as seguintes afirmativas: 1.(_) A associação do DNA com proteínas histonas não exerce influência na regulação da expressão gênica. 2.(_) O imprinting genômico ocorre quando a expressão gênica é controlada por sua origem parental. 3.(_) Genes com regiões ricas em grupos metil não apresentam alteração na expressão gênica. 4.(_) A retirada dos íntrons de um mRNA ocorre após a transcrição. 5.(_) O TATA box bloqueia os fatores de transcrição. 6.(_) A regulação da expressão gênica ocorre apenas na transcrição. 7.(_) A função da regulação gênica é controlar quando e quais genes do DNA da célula serão expressos. 8.(_) A transcrição do DNA não é influenciada por fatores externos. 9.(_) O splicing alternativo é uma forma de regulação gênica pré-transcricional. 10.(_) O tempo e espaço fazem o controle da expressão gênica. 11.(_) A regulação pós-transcricional pode ocorrer pela retirada de aminoácidos e adição de grupos químicos. 12.(_) Fatores de transcrição podem atuar como repressores da expressão gênica. 13.(_) O grau de compactação de cromatina determina a acessibilidade da maquinaria de transcrição aos genes. 14.(_) Hormônios peptídicos são moléculas sinalizadoras conseguem atravessar a membrana plasmática e realiza a transdução de sinal. 15.(_) A expressão gênica eucariótica pode ser induzida por fatores ambientais como calor e por moléculas sinalizadoras como hormônios e fatores de crescimento. 16.(_) Os hormônios esteroides se ligam a uma proteína receptora para estimular a transcrição. 17.(_) RNA de interferência são usados como instrumento de pesquisa para suprimir ou atenuar a expressão de genes em células e organismos. 18.(_) A metilação do DNA impede a transcrição de proteínas. 19.(_) Degradação de um RNA mensageiro induzido por um RNA de interferência curto ocorre no núcleo. Respostas: 1. F 6. F 11. V 16. V 2. V 7. V 12. V 17. V 3. F 8. F 13. V 18. V 4. V 9. F 14. F 19. V 5. F 10.V 15. V Mutação e reparação do DNA Monitoria de Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 4 Mutação *São alterações no DNA que ocorrem de forma espontânea nas linhagens germinativas ou nas células somáticas, podem ser induzidas e nem sempre são prejudiciais ao organismo. Categorias de mutação: *Mutações germinativas: ocorrem em células da linhagem germinativa e a mutação é passada para a prole. *Mutações somáticas: ocorrem nas células somáticas e, por isso, a mutação não é transmitida por gametas para a prole. Causas de mutação: *Espontâneas: ocorrem nas condições normais do organismo e sem causa conhecida, resultantes de erros raros de replicação do DNA, por exemplo. *Induzidas: são induzidaspor exposição a agentes físicos e químicos que promovem alterações no DNA, os mutágenos, como irradiação ionizante e luz UV. Características de células mutadas: *Proliferam-se mais rápido e têm maiores chances de sofrer nova mutação em relação a células normais. Erros na replicação do DNA *Mudanças tautoméricas: são oscilações químicas dos átomos de hidrogênio que mudam de posição na base, de um grupo amino para um nitrogênio do anel, por exemplo. Isso pode causar a inserção de base nitrogenada errada, do tipo transição ou transversão: • Transições: ocorre a troca de purina por purina ou de uma pirimidina para outra pirimidina. • Transversões: ocorre quando a troca de nucleotídeos é de outro grupo, purina por uma pirimidina, ou vice versa. Quando ocorre a tautomeria, a DNA polimerase não reconhece o nucleotídeo, tendo grande chance de colocar o nucleotídeo errado. Mudanças químicas espontâneas *Depurinação: é a perda de uma purina (A ou G) através da ruptura da ligação covalente entre açúcar e base nitrogenada, formando um sítio apurínico, que não serve de molde para uma base complementar na replicação. *Desaminação: é a perda de um grupo amino (NH2) de uma base, modificando as propriedades de pareamento de uma base. Também pode ocorrer de forma induzida. Mutações induzidas *Mutágenos: são agentes químicos, ambientais ou radiação que causam o aumento da taxa de mutação. *Análogos da base: são mutágenos químicos com estrutura semelhante às bases nitrogenadas, impossibilitando que a DNA polimerase diferencie das bases padrão. *Desaminação. *Luz ultravioleta: pode causar até 3 mil erros no DNA por dia, sendo que a maioria é reparada. Falhas nos genes de reparo de DNA *Radiação ionizante: formação de moléculas ionizadas que alteram as estruturas das bases e promovem quebra das ligações fosfodiester ou provoca quebra bifilamentar no DNA. Tipos de mutação *Mutação missense: é ocasionada pela troca de um nucleotídeo, resultando na formação de um aminoácido diferente, como ocorre na anemia falciforme. *Mutação neutra: é um tipo de mutação missense em que ocorre alteração na sequência de aminoácidos, mas não altera de forma significativa sua função. Isso se dá pois a troca é feita entre aminoácidos semelhantes quimicamente ou quando têm pouca influência na função da proteína. 99,9% dos erros de replicação do DNA são corrigidos durante a replicação, depois que é finalizada, torna-se mais difícil identificar o erro. Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 4 *Mutação silenciosa: como o código genético é redundante, a mudança de nucleotídeo não provoca mudança no aminoácido formado. *Mutação nonsense: não termina a leitura do RNA, devido à substituição de nucleotídeo que forma um códon de parada. *Inserção ou deleção: ocorre a perda ou ganho de até milhares de pares de base. Altera toda a leitura do código genético e ocorre a mudança da matriz de leitura. Seus efeitos são mais graves no fenótipo. Ex: deleção: fibrose cística; Ex: inserção: doença de Tay Sachs. *Mutação de repetição de trinucleotídeos: ocorre a inserção de 3 nucleotídeos repetidamente. Ex: síndrome X frágil: o alelo do gene FMR-1 deveria ter cerca de 60 copias de CGC, porém, por causa da mutação, tem milhões. Reparo das mutações *Reparo de mau pareamento; *Reversão direta da lesão do DNA; *Reparo por excisão-base; *Reparo por excisão-nucleotídeo; *Reparo dependente de liz; *Reparo por quebra de fita dupla. Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Questões Assinale V ou F para as seguintes afirmativas: 1. (_) Em relação a células normais, células mutadas têm mais chances de sofreram novas mutações. 2. (_) As mutações germinativas provocam alterações na geração seguinte em humanos. 3. (_) Todas as mutações são transmitidas para a prole, pois ocorrem em células que dão origem aos gametas. 4. (_) As mutações espontâneas são mais raras que as induzidas. 5. (_) Mutágenos são agentes que provocam alterações no DNA, como a luz UV. 6. (_) Todas as mutações alteram a sequência de aminoácidos de um polipeptídio. 7. (_) A radiação ionizante pode provocar falhas nos genes de reparo do DNA por meio da alteração da estrutura das bases e quebra de ligações fosfodiester ou quebra bifilamentar no DNA. 8. (_) As mudanças tautoméricas do tipo transversão ocorre pela troca de uma purina por purina ou pirimidina por pirimidina. 9. (_) A desaminação é uma mudança química que pode ser espontânea ou induzida e é caracterizada pela perda de um grupo amino de uma base, alterando suas propriedades de pareamento. 10.(_) As mutações por mudança de matriz de leitura alteram a matriz de leitura de todas as trincas de pares de bases a partir do local da mutação. 11.(_) A mutação por inserção é a única responsável pela mudança da matriz de leitura. 12.(_) A mutação nonsense altera um nucleotídeo que forma um códon de parada. 13.(_) Apesar de alterar a sequência de aminoácidos, a mutação neutra não provoca alterações significativas na função da proteína. 14.(_) As taxas de mutação na população são influenciadas tanto por fatores genéticos quanto ambientais. Gabarito 1. V 2. V 3. F 4. V 5. V 6. F 7. V 8. F 9. V 10.V 11.F 12.V 13.V 14.V Estrutura dos cromossomos e ciclo celular Monitoria de Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 5 *Os cromossomos são formados por uma molécula bifilamentar de DNA associada a proteínas histonas, formando nucleossomos (octâmero de histona com cerca de duas voltas de fita de DNA). O complexo de DNA e histonas é chamado de cromatina, composição dos cromossomos. *As proteínas histona limitam a acessibilidade das enzimas e outras proteínas que copiam e leem o DNA, mas permitem que o DNA se “encaixe” no núcleo. Para que as informações genéticas do DNA sejam acessadas, é preciso que o DNA seja separado das histonas. *Os cromossomos são localizados nos núcleos das células eucariontes e são visíveis na divisão celular quando estão condensados e espessos. *As células eucarióticas que são diploides, ou seja, possuem duas cópias de cada cromossomo, associadas ao corpo são células somáticas, enquanto que as haploides, que possuem apenas uma cópia de cada cromossomo, são células sexuais. Anatomia do cromossomo *Heterocromatina: região mais condensada, nas regiões terminais e centrômicas, que não possui genes, apenas sequências de DNA. *Eucromatina: menos condensada e a cada divisão celular tem a tendência a perder as pontas dos cromossomos, os telômeros, que protegem e estabilizam as extremidades do cromossomo. • A telomerase possibilita a completa replicação do DNA no cromossomo. *Centrômero: é o ponto de fixação para os microtúbulos do fuso. Antes da divisão, o cinetócoro se forma no centrômero para que os microtúbulos do fuso possam se ligar. *Telômeros: são as “pontas” dos cromossomos, têm função de proteger e estabilizar as extremidades dos cromossomos. Classificação dos cromossomos *Acrocêntrico: só tem o braço q, o braço p é uma região satélite. *Submetacêntrico: braço p menor que o braço q. *Metacêntrico: braços de tamanhos iguais. *Telocêntrico: o centrômero está na extremidade do cromossomo, com apenas um braço. Tamanho dos cromossomos *Grupo A (maiores cromossomos – 1; 2; 3), grupo B (grandes e submetacêntricos 4; 5), grupo C (maior grupo, cromossomos medianos e submetacêntricos: 6-12,X), grupo D (acrocêntricos – 13; 14; 15), grupo E (16; 17; 18), grupo F (19; 20) e grupo G (21; 22; Y). Gene *É a sequência de DNA que produz uma cadeia polipeptídica (proteína). *Locus: posição que o gene ocupa no cromossomo. *Alelos: são os genes que ocupam o mesmo lócus no par de cromossomos homólogos. Ciclo celular *Interfase: é o período entre as divisões celulares, na qual a célula cresce, desenvolve-se e funciona, transmitindo as informações da célula-mãe para células-filhas. O ciclo celular possui check points durante a sua progressão, permitindo ou proibindo a passagem da célula para o próximo estágio. É assim que é garantida a presença e funcionalidade dos componentes celulares, o que impede a divisão de células com cromossomos danificados. *Divisão do ciclo celular: • G1: a célula cresce e as proteínas necessárias para a divisão celular são produzidas. • Check point G1/S: verifica se todas as enzimas necessárias para a replicação foram produzidas. Após isso, a célula está liberada para divisão. Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 5 • G0*: antes do check point, as células podem sair do ciclo celular ativo e entrar em uma fase de não divisão, em que as células mantém um tamanho constante, de forma temporária ou definitiva. • Síntese: fase de duplicação do DNA, em que cada cromossomo será composto por duas cromátides. • G2: ocorrem eventos bioquímicos adicionais para a divisão celular. • Check point G2/M: ocorre próximo ao final de G2, em que é checado se o DNA da célula está completamente replicado e íntegro. • Fase M: fase de divisão • Check point (metáfase): verificação da montagem do fuso, garantindo que os cromossomos estejam alinhados na placa metafásica e presos às fibras do fuso dos polos opostos. Controle do ciclo celular *Ocorre pelas CDKs (quinases dependentes de ciclinas) que são enzimas que adicionam grupos fosfatos a outras proteínas. *São funcionais apenas quando associadas às ciclinas e são produzidas durante o ciclo celular. Mitose *Prófase: início da formação do fuso mitótico, condensação dos cromossomos duplicados na interfase, fragmentação de organelas intracelulares, desaparecimento do nucléolo, fragmentação da membrana nuclear em vesículas, introdução dos microtúbulos do citoplasma no espaço nuclear. *Metáfase: tem início com a fixação dos microtúbulos do fuso nos cinetócoros. Os cromossomos apresentam condensação máxima e se deslocam para o plano equatorial, formando a placa metafásica. Cada uma das cromátides-irmãs são conectadas a polos diferentes pelos microtúbulos, permitindo a distribuição exata de material genético entre as células filhas. *Anáfase: ocorre a separação das cromátides irmãs por meio do encurtamento dos microtúbulos e pela degradação da substância que as mantêm unidas. Elas são puxadas para polos opostos, separando-se, sendo chamadas agora de cromossomos. Simultaneamente, os polos opostos também começam a se separar. *Telófase: Após a separação dos polos, ocorre a descondensação dos cromossomos e a restauração das organelas internas, restauração da membrana nuclear, permitindo a formação de duas células-filhas pela citocinese. *As células-filhas são geneticamente idênticas às células-mãe, possuindo um conjunto completo de cromossomos produzidos por duplicação. Meiose *Forma gametas (reprodução sexuada) e reduz pela metade o número de cromossomos. Meiose i: é reducional, pois o número de cromossomos é reduzido à metade. *Prófase 1: • Leptóteno: ocorre a condensação dos cromossomos. • Zigóteno: ocorre a aproximação dos cromossomos homólogos, a sinapse, formando os bivalentes ou tétrades (par de cromossomos homólogos pareados com quatro cromátides). • Paquíteno: a condensação dos cromossomos continua em volumes menores, formando filamentos espessos. Os cromossomos estão pareados e cada par possui dois homólogos, cada um com duas cromátides-irmãs. Considerando os homólogos, temos um bivalente de cromossomos, mas considerando os filamentos temos uma tétrade de cromátides. Durante o pareamento, ocorre a troca de material entre os cromossomos, chamado de crossing over, em que ocorre a troca entre segmentos das cromátides irmãs, aumentando a variabilidade genética. • Diplóteno: os cromossomos pareados se separam um pouco, formando os quiasmas, Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 5 pontos de contato onde ocorrem as trocas entre duas cromátides da tétrade. • Diacinese: os cromossomos condensam-se ainda mais, a membrana nuclear se rompe e um fuso é formado. Os cromossomos unidos pelos quiasmas seguem até o plano central da célula, finalizando a prófase 1. *Metáfase 1: os cromossomos pareados seguem em direção a polos opostos do fuso para que cada polo receba um cromossomo de cada par. *Anáfase 1: ocorre a separação dos cromossomos, chamada de disjunção cromossômica. *Telófase 1: o fuso se desfaz, as células-filhas são separadas por membranas, os cromossomos são descondensados e um núcleo se forma ao redor dos cromossomos de cada célula-filha. *Ao final da meiose 1, as células são haploides com cromossomos com duas cromátides-irmãs, que podem não ser geneticamente idênticas devido ao crossing over. Meiose II: é equacional, pois o número de cromossomos é mantido. É muito semelhante à mitose. *Prófase II: os cromossomos se condensam e se fixam a um novo fuso. *Metáfase II: os cromossomos se deslocam até o plano equatorial da célula, formando a placa metafásica. *Anáfase II: ocorre a separação das cromátides- irmãs para polos opostos, pela disjunção das cromátides. *Telófase II: os cromossomos encontram-se nos polos e formam núcleos-filhos ao seu redor, contendo um conjunto haploide em cada um. *Em resumo: durante a meiose I, os cromossomos homólogos formam pares (sinapse), trocam material por crossing over e se separam por disjunção. Já na meiose II, ocorre a disjunção das cromátides-irmãs. Coesina *É uma proteína que mantém as cromátides unidas. Quando ocorre a separação das cromátides, a coesina é degradada pela enzima separase. *A coesina mantém as cromátides-irmãs juntas durante a parte inicial da mitose. *Na anáfase, a coesina é degradada, permitindo a separação das cromátides-irmãs. *Na meiose, a coesina é protegida nos centrômeros durante a anáfase I enquanto os cromossomos homólogos são separados. Já na anáfase II, a coesina é degradada e as cromátides-irmãs são separadas. *A degradação da coesina do centrômero permite que as cromátides-irmãs se separem na anáfase II da meiose. Variabilidade genética na meiose *Crossing over: a troca de material genético entre cromátideos não irmãs, dos cromossomos homólogos, garante a variação genética, pois forma duas cromátides-irmãs que não são mais idênticas. *Segregação aleatória dos cromossomos homólogos: a distribuição aleatória de cromossomos na anáfase I é aleatória e independente, permitindo diferentes tipos de migração para os cromossomos maternos e paternos, gerando combinações diferentes de gametas. Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Alterações cromossômicas Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 6 Alterações numéricas *São alterações no número de cromossomos, são provenientes de erros durante a divisão celular e podem ser causadas pela não disjunção meiótica ou mitótica. *Existem dois tipos: • Euploidia: altera todo o genoma, podendo ser umatriploidia (3n) ou tetraploidia (4n), que geram abortos espontâneos. • Aneuploidia: é a alteração na quantidade de um único cromossomo, podendo ter um cromossomo a mais (trissomia), um cromossomo a menos (monossomia) ou uma combinação dos dois, gerando síndromes. Deleções de um braço do cromossomo também é considerado aneuploidia. *Quando as alterações numéricas ocorrem por não disjunção meiótica, existem duas possibilidades: • Alteração na meiose 1: ocorre a não disjunção de cromossomos homólogos e todos os gametas sofrem alterações. • Alteração na meiose 2: ocorre a não disjunção das cromátides irmãs e 50% dos gametas sofrem alterações. *Mosaicismo: Ocorre quando o indivíduo tem dois ou mais materiais genéticos diferentes vindos do mesmo zigoto, gerando aneuploidias. São provenientes de não disjunção mitótica nas primeiras divisões do zigoto e as anormalidades cromossômicas não estão presentes em todas as células. Aneuploidias dos cromossomos Autossomos *Ocorrem nos cromossomos autossômicos, do par 1 ao 22. Síndrome de Down (trissomia do 21) *Cariótipo típico: 47, XY, +21 ou 47, XX, + 21. *É a aneuploidia mais conhecida em seres humanos. Ela pode ser causada pela não disjunção meiótica do cromossomo, de origem materna ou paterna, porém é mais provável que seja por origem materna. Isso ocorre porque a frequência de não disjunção aumenta com a idade materna, pois como os óvulos são produzidos ainda na fase fetal e permanecem parados na prófase I, com o passar do tempo, o cromossomo pode perder o seu par. Dessa forma, quanto maior foi a duração da prófase, maior será a chance de não haver o pareamento e disjunção do cromossomo, tornando mulheres mais velhas mais propensas a produzirem óvulos aneuploides. *A síndrome de Down também pode ocorrer por translocação robertsoniana, geralmente entre o cromossomo 21 e o 14, em que o braço longo do 21 e o braço curto do 14 trocam de lugar, formando um cromossomo com os braços longos e um cromossomo pequeno com os braços curtos, que é eventualmente perdido nas divisões celulares. *Os indivíduos com a síndrome apresentam características faciais típicas, com pescoço curto e largo, nariz pequeno e achatado. Deficiência intelectual, defeitos cardíacos, língua protraída, mãos curtas e largas, baixa estatura e menor expectativa de vida. A incidência é de 1 em 800 nascidos vivos. Síndrome de Edwards (trissomia do 18): *Cariótipo típico: 47, XY, +18 ou 47, XX, +18. *Tem incidência de 1 em 8.000 nascidos vivos aproximadamente. Os indivíduos afetados têm baixa sobrevida, com óbito em 90% dos casos antes do primeiro ano de vida. Apresentam hipertonicidade (músculos rígidos), crânio alongado, micrognatia (mandíbula recuada), pés virados para fora, Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 6 deficiência mental e malformação congênita de vários órgãos. Síndrome de Patau (trissomia do 13): *Cariótipo típico: 47, XY, +13 ou 47, XX, + 13. *Tem incidência de 1 em 15.000 nascidos vivos. Os indivíduos afetados têm deficiência intelectual, surdez, fenda labiopalatina, problemas cardíacos graves, problemas graves faciais (face deformada, sem olhos) e polidactilia. Apresenta baixa sobrevivência, com morte de metade das crianças do primeiro mês de vida. Aneuploidias dos cromossomos sexuais *Ocorrem no par sexual (23) e tendem a ser menos severas, podendo estar presente em todas as células ou em forma de mosaico. Síndrome de Klinefelter *Cariótipo típico: 47, XXY. *Os indivíduos afetados apresentam três cromossomos sexuais, sendo dois X e um Y, apresentando fenótipo masculino, mas com a possibilidade de apresentar algumas características sexuais secundárias femininas. Geralmente são estéreis, podem ter deficiência intelectual leve e têm o fenótipo masculino com características sexuais femininas, como ginecomastia, silhueta afeminada, braços e pernas longas, ausência de pelos pubianos, órgãos sexuais em tamanho reduzido. Síndrome de Turner (monossomia do X): *Cariótipo típico: 45, X. *É uma monossomia, ou seja, há a ausência de um cromossomo em um indivíduo diploide, que nesse caso é a presença apenas de um único cromossomo X e cromossomos autossomos diploides. Dessa forma, o fenótipo é feminino, já que há ausência do cromossomo Y, porém com ovários rudimentares e muitas vezes estéreis. *O fenótipo é feminino, com baixa estatura, membros curtos, pescoço alado, ausência de menstruação, mamas separadas e geralmente não há alteração intelectual. Alterações estruturais *São resultantes de alterações estruturais dos cromossomos devido à quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal. Podem ser rearranjos balanceados ou não balanceados. Rearranjos balanceados *A informação genética é normal, porém o DNA é dividido e localizado incorretamente e pode ter risco para a geração seguinte. Inversão: *O rearranjo cromossômico ocorre pela quebra do cromossomo em dois pontos com reorganização em posição invertida, ou seja, o segmento gira cerca de 180º e se fixa novamente ao restante do cromossomo. *Existem dois tipos de inversões, as que incluem o centrômero, chamadas de pericêntricas, e as que não o incluem, chamadas de paracêntricas. Por causa disso, uma inversão pericêntrica consegue alterar o comprimento dos dois braços do cromossomo, enquanto a paracêntrica não consegue. *As inversões não provocam perda ou ganho de material genético, apenas alteram a sequência de DNA. Essa alteração pode causar graves efeitos no fenótipo, visto que a ruptura e realocação do fragmento do cromossomo para um novo local pode destruir a função do gene Translocação: *Ocorre quando há a transferência de segmentos de um cromossomo para outro, geralmente não homólogos, promovendo a transferência de genes de um cromossomo para outro. • Translocações recíprocas: ocorre quando há a troca de segmentos entre cromossomos não homólogos sem a perda de material genético. Ex: leucemia mieloide crônica: ocorre uma translocação entre o gene ABL no cromossomo 9 e o gene BCR no cromossomo 22. Monitoria de Genética Humana - UFPE Larissa Albuquerque Aula 6 *A translocação recíproca promove o pareamento cruciforme entre os dois cromossomos translocados e seus homólogos sem translocação. Devido a essa conformação de pareamento, cromossomos translocados são mais propensos a produzir gametas aneuploides a depender de como ocorra a disjunção. • Translocações Robertsonianas: ocorre quando dois cromossomos acrocêntricos não homólogos sofrem quebras nos centrômeros e se unem. Como o cromossomo menor geralmente é perdido por não ter massa suficiente para se separar corretamente durante a mitose e meiose, é formado um cariótipo com 45 cromossomos. Inserção: *Ocorre a inserção de sequências de um cromossomo para outro. Rearranjos não balanceados *Ocorre a perda ou ganho de informação genética. Geralmente, surgem pelo crossing over desigual. Deleção: *Ocorre pela quebra e perda subsequente de um segmento cromossômico, sendo o seu efeito relacionado com a quantidade de material perdido. A deleção pode ser intersticial ou terminal. • Síndrome de cri-du-chat: *Cariótipo típico: 46, XX, del (5p) ou 46, XY, del (5p). *É causada pela deleção no braço curto do cromossomo 5. Tem incidência de 1 para 50.000 nascidos vivos e os acometidos apresentam mal formações oculares, hipertelorismo ocular, olhos amendoados, deficiência intelectual, grave comprometimento mental e físico e choro semelhante a miado de gato durante a infância. Duplicação: *É a mutação em que parte do cromossomo é duplicado. Pode ser uma duplicação em tandem (a região duplicada está logo ao lado do segmento original), deslocada (quandoa região duplicada está distante do segmento original) ou reversa (quando a duplicação está com a orientação invertida). Cromossomo em anel (r): *Ocorre quando há deleções terminais no cromossomo, provocando a fusão das extremidades dos braços e perda de fragmentos. Isocromossomo (i): *Ocorre quando a separação das cromátides irmãs é transversal no lugar de ser longitudinal, gerando cromossomos com cópias de um mesmo braço. Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. 1. ( ) A síntese de DNA pela DNA polimerase ocorre no sentido 3’-5’. 2. ( ) A DNA polimerase faz síntese de novo. 3. ( ) O DNA apresenta os nucleotídeos A, G, C, T, U. 4. ( ) Os nucleotídeos são as unidades básicas do DNA e são ligados uns aos outros por ligações fosfodiéster. 5. ( ) Antes da tradução, o pré-mRNA passa pelo processo de adição de cauda poli(A) na extremidade 3’ e adição do cap 7-metilguanosina na extremidade 5’. 6. ( ) No splicing, ocorre a retirada de éxons e a união de íntrons. 7. ( ) RNA é uma molécula dupla fita formada por uma desoxirribose, grupo fosfato e bases nitrogenadas que são interligados por ligações fosfodiéster e pontes de hidrogênio. 8. ( ) O códon é uma trinca de nucleotídeos que determina um aminoácido da proteína. 9. ( ) Se ocorrer uma mutação na região promotora de um gene, a transcrição é bloqueada, o que, como consequência, bloqueia a tradução do gene. 10. ( ) A síndrome de Down é caudada exclusivamente por trissomia cromossômica. 11. ( ) A DNA polimerase realiza processos de reparo no DNA. 12. ( ) As ilhas CpG amplificam o processo de replicação do DNA. 13. ( ) As mudanças tautoméricas podem provocar a inserção de base nitrogenada errada devido às oscilações químicas dos átomos de hidrogênio. 14. ( ) Na transversão ocorre a modificação de um nucleotídeo para outro do mesmo grupo. 15. ( ) A mutação nonsense impede a leitura do DNA pela formação de um códon de parada. 16. ( ) O maior nível de compactação do DNA é no cromossomo interfásico. 17. ( ) Os pontos de verificação do ciclo celular são: G1/S, S/G2, G2/M. 18. ( ) No paquíteno é possível visualizar os quiasmas, evidencias da realização do crossing over. 19. ( ) Ao final da meiose 1 as células são necessariamente idênticas. 20. ( ) Para ocorrer a separação das cromátides-irmãs é preciso que a coesina seja degradada. 21. ( ) O crossing over cria novas combinações de alelos entre os cromossomos homólogos. 22. ( ) As síndromes de Klinefelter e de Patau são aneuploidias, pois ocorre a alteração de todo o seu genoma. 23. ( ) A não disjunção cromossômica na meiose 2 promove alteração de todos os gametas. Revisão prova 1 24. ( ) As aneuploidias são provenientes da não disjunção meiótica. 25. ( ) A mutação missense provoca alteração de um aminoácido na proteína pela alteração de um nucleotídeo. 26. ( ) As translocações Robertsonianas são um tipo de rearranjos balanceados. 27. ( ) As translocações recíprocas ocorrem com perda de material genético. 28. ( ) O cariótipo 47, XX, +13 representa uma trissomia. 29. ( ) Considerando o cromossomo ABC•DEFG, em que • representa o centrômero, a mutação ABABC•DEFG é uma duplicação em tandem. 30. ( ) A monossomia é um tipo de aneuploidia em que ocorre a perda de um cromossomo. 1.F 2.F 3.F 4.V 5.V 6.F 7.F 8.V 9.V 10.F 11.V 12.F 13.V 14.F 15.V 16.F 17.F 18.F 19.F 20.V 21.V 22.F 23.F 24.V 25.V 26.V 27.F 28.V 29.V 30.V Gabarito Padrão de herança monogênica Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 7 *A herança monogênica é controlada e transmitida para a prole por apenas um único gene. Pode seguir o padrão autossômico (ocorre nos cromossomos autossômicos e pode ser dominante ou recessivo) ou o ligado ao sexo (ocorre nos cromossomos sexuais e pode ser ligado ao X – dominante ou recessivo – ou ligado ao Y – holândrico). Heredograma *A avaliação do padrão de hereditariedade de uma característica é avaliada por meio de heredogramas, que são diagramas que indicam as relações entre os membros de uma família. *Permite a identificação do tipo de herança estudada, ajuda no diagnóstico, permite a coleta de dados de várias gerações e indivíduos e a obtenção da história familiar em relação da característica estudada. Herança autossômica dominante *O alelo dominante tem uma característica que se sobressai em relação ao alelo recessivo, por isso, um alelo já é suficiente para promover a doença e cada indivíduo afetado apresenta pelo menos 1 alelo afetado, ou seja, AA ou Aa são afetados. *Homens e mulheres são igualmente afetados, pois é uma herança autossômica. *Indivíduos afetados têm pelo menos 1 dos pais afetados, pois o traço dominante foi herdado de pelo menos um dos genitores. *Apresenta afetados em todas as gerações (não há salto de gerações). *Genitores afetados podem ter filhos não afetados. Isso pode ocorrer nos casos em que ambos os genitores são heterozigotos (Aa) ou em que um seja heterozigoto e o outro esteja em homozigose recessiva (aa). *Raramente ocorre aparecimento de filhos afetados de genitores não afetados. *Exemplos: • Acondroplasia: é um tipo de nanismo com incidência de 1/10.000 nascimentos que pode surgir por uma mutação na família e acomete o gene do fator de crescimento fibroblástico 3 (FGFR3). Quando ocorre em homozigose causa a morte. • Doença de Huntington: causa neuro- degeneração progressiva por alteração no gene da huntingnina e se manifesta após os 40 anos de idade, podendo ocorrer a transmissão para a prole. Quando se tem caso na família, é importante fazer o teste genético. Tem incidência de 1/20.000 nascimentos. Herança autossômica recessiva *O alelo recessivo provoca a doença quando em homozigose (aa) e ocorre com a mesma frequência em ambos os sexos. *Os heterozigotos têm fenótipo normal, porém portadores da herança, o que pode gerar o salto de gerações, o que significa que genitores não afetados podem ter filhos afetados. Antecipação: a doença se manifesta cada vez mais cedo quando transmitida dentro da mesma família. Adaptabilidade: é a capacidade de um portador de mutação sobreviver até a idade reprodutiva. --Adaptabilidade zero: não é herdada. --Adaptabilidade normal: a mutação é herdada. Monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque Aula 7 *Toda a prole é afetada quando ambos os genitores são afetados. *Exemplos: • Fibrose cística: doença pulmonar crônica e insuficiência pancreática, é comum ocorrer morte antes dos 2 anos. Tem incidência de 1:3.000 nascidos vivos e é diagnosticada na triagem neonatal. • Fenilcetonúria: o indivíduo não consegue processar a fenilalanina, ocorrendo lesão do sistema nervoso central (retardo mental severo). Herança dominante ligada ao X *Afeta ambos os sexos, mas é mais frequente em mulheres, já que possuem dois cromossomos X. Quando ocorre em homens, geralmente é letal. *Pai afetado: todas as filhas são afetadas e nenhum filho é afetado (pois herdam o X da mãe). *Mãe afetada heterozigota: 50% de chance da prole ser afetada. *Mãe afetada homozigota: toda a prole é afetada. *Não ocorre salto em gerações. *O padrão de herança entre mulheres é semelhante ao autossômico: é transmitido para ambos os sexos. *Exemplos: • Síndrome de Rett: é letal em meninos e causa deficiência intelectual em meninas. Ocorre por mutação no gene MECP2 e se manifesta a partir de 2 anos com regressão das habilidades adquiridas. Tem incidência de 1:10.000. Herança recessiva ligada ao X *Afeta mais homens que mulheres, pois para a mulher ser afetada os dois cromossomos X precisam ser alterados,enquanto no homem precisaria apenas de um alelo afetado para manifestar a herança. Dessa forma, mulheres raramente são afetadas. *Homens afetados sempre transmitem o alelo para as filhas (portadoras). O traço não é transmitido de pai para filho, já que nesse caso o filho herda o Y do pai. *Pode haver salto de gerações. *Consanguinidade: é o acasalamento entre duas pessoas da mesma família. Isso aumenta significativamente a probabilidade dos genitores herdarem um alelo mutante de um ancestral comum. Exemplo: xeroderma pigmentoso (20% dos casos são devido a casamentos de primos de 1º grau). Isolados genéticos/endogamia: ocorrem por barreiras geográficas, religiosas ou de língua nativa, fazendo com que a frequência de alguns genes recessivos raros seja diferente da população geral. Exemplo: a doença de Tay Sachs nos Judeus Ashkenazi (EUA) é 100 vezes mais alta nos judeus do que na população geral. Monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque Aula 7 *Exemplos: • Distrofias musculares: doenças degenerativas de Duchenne e de Becker. • Daltonismo: ocorre por distúrbio envolvendo um dos principais tipos de células da retina, os cones, afetando de 4% a 5% dos homens. • Hemofilia A: causa sangramentos espontâneos ou devido a traumas e ocorre pela atividade deficiente do fator VIII de coagulação sanguínea. Herança holândrica *É ligado ao Y e ocorre apenas em homens, com transmissão de 100% para filhos homens. *Nenhuma mulher filha de homem afetado é afetada pela condição, já que não há transmissão de cromossomo Y para mulheres. Fatores que afetam os padrões de heredograma *Idade de início da doença. *Heterogeneidade alélica: mutações diferentes em um mesmo lócus podem resultar em doenças clinicamente diferentes. *Heterogeneidade de lócus: mutações em loci diferentes que resultam na mesma doença. *Imprinting genômico: ocorre quando a expressão do fenótipo da doença depende se o alelo mutante foi herdado do pai ou da mãe. *Codominância: o heterozigoto manifesta um quadro intermediário em relação aos homozigotos e é um padrão atípico de herança. Variabilidade das manifestações fenotípicas *Penetrância: ocorre quando o genótipo não é expresso em todos os indivíduos que o possuem. Ex: calvície em homens e mulheres. *Expressividade: ocorre quando o genótipo apresenta fenótipo com diferentes gradações. Ex: polidactilia. Referências: • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Padrões de herança multifatorial Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 8 *Também conhecida como herança complexa ou quantitativa, é a herança que depende da interação do genótipo (vários genes, então é poligênica) com o ambiente para gerar o fenótipo. Por isso, não é possível identificar o genótipo do indivíduo pelo fenótipo devido à influência do ambiente. *São doenças comuns na população e que não seguem o padrão de herança mendeliana. *Ex: altura, cor da pele, alcoolismo. Característica *Qualitativa: é caracterizada pela presença ou ausência da doença, sendo determinada por um ou poucos genes e baixa influência do ambiente. É característica de heranças mendelianas. *Quantitativa: possui caracteres com quantidade mensurável e contínua, podendo assumir qualquer valor entre dois extremos, como ocorre com o peso, colesterol, pressão sanguínea, etc. Se esses fatores estiverem fora do intervalo normal, podem provocar alguma doença. Curva de distribuição normal *É a distribuição da população de determinada característica em forma de curva de sino. *1 lócus com 2 alelos co-dominantes: Aa x Aa -> ¼ AA, ½ Aa, ¼ aa -> forma 3 fenótipos. *Variação normal: são as características quantitativas presentes em 95% da população. Característica de limiar *A característica está presente ou ausente e mesmo tendo apenas dois fenótipos, continua sendo multifatorial porque é determinada por fatores genéticos (não modificáveis) e ambientais (modificáveis). *Quando o indivíduo acumula fatores de risco (susceptibilidade) suficientes para ultrapassar o limiar, ele será afetado. *Agregação familiar: é a forma em que os alelos estão compartilhados entre os familiares. Quanto maior for o parentesco entre indivíduos, maior será a média de genes compartilhados entre eles. Pais e filhos compartilham mais genes entre si do que primos. Isso faz com que a incidência de uma doença diminua quanto menor for o grau de parentesco. *Gráfico do modelo de propensão-limiar: quanto maior o parentesco, mais desviado para a direita será o gráfico. *Risco relativo: é o risco de determinada pessoa de uma família ter certa doença em relação à prevalência da doença na população geral. Herdabilidade *A herdabilidade, representada por h, é a porcentagem da variação fenotípica que é devida aos genes, ou seja, o grau no qual a variação de uma característica é determinada pela genética. *Ela é expressa em valores de 0 a 1, sendo 0 quando a variação fenotípica é causada por influência ambiental e 1 quando resultante completamente de ação gênica. *Não existe herdabilidade universal para uma característica, já que ela é determinada para uma população específica em um ambiente específico. Discordância e concordância *Estudos com gêmeos monozigotos permitiram determinar a influência do ambiente no desenvolvimento de doenças. *Quando há 100% de concordância entre os genes estudados, significa que a característica não sofre influência ambiental. *Se a concordância for menor que 100%, haverá influência ambiental. *Quando os dois indivíduos da mesma família têm a mesma doença são chamados de concordantes para essa doença e quando apenas um a tem e o outro não, são chamados de discordantes. 7 Monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque Aula 8 Risco de recorrência *É o risco de a doença ocorrer novamente em uma família que já tem um afetado e é influenciado por: • Sexo do probando: Ex: lúpus – 9 mulheres afetadas para cada homem afetado. • Número de afetados na família: Ex: defeitos de tubo neural (anencefalia e espinha bífida): com a presença de um irmão afetado, o risco é de 5% de outro afetado surgir, já se houver dois irmãos afetados, o risco é de 12%. • Gravidade do defeito: quanto maior for a gravidade, maior o número de genes para aquela característica e maior a chance de se desenvolver na família. Pode ser aumentado pela influência do fator ambiental e limiar para o sexo. Ex: fissura de lábio unilateral – 2,5%; fissura bilateral com fissura de palato – 5,6% • Número de afetados/frequência populacional. Estudos de genes de susceptibilidade para doenças complexas *Estudos de associação genética: determinam se um alelo em um lócus ocorre mais frequentemente em pessoas com a doença do que na população geral. *SNPs (polimorfismo de nucleotídeo único): é a substituição de um nucleotídeo por outro diferente que pode provocar uma proteína com alteração na sua configuração, tendo como consequência o aumento de susceptibilidade para determinada doença. Referências: • Genética: um enfoque conceitual / Benjamin A. Pierce; tradução Beatriz Araujo do Rosário. - 5. ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. • Genética Médica / Thompson & Thompson – 7ª ed. – Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. Genes de susceptibilidade irão determinar uma maior chance de o indivíduo adquirir determinado fenótipo. Na herançamultifatorial, mudanças ambientais influenciarão na produção de vários fenótipos. Bases genéticas do câncer Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 9 Características gerais *O câncer é uma doença genética, independentemente do tipo, que surge por meio de mutações de genes importantes. Isso causa erros nos processos biológicos e a desregulação celular. *As células cancerígenas têm um comportamento competitivo e desordenado. Elas podem crescer em massa e em quantidade sem controle, gerando um tumor ou neoplasia. *Geralmente, o câncer é derivado de células que têm capacidade de replicação, em especial as células lábeis, mas também pode se desenvolver em populações celulares que não costumam se dividir, como as células nervosas. Complexo ciclina/CDK *O ciclo celular tem papel importante na carcinogênese, pois, caso não tenha uma resposta adequada aos sinais químicos de controle, a célula pode se tornar cancerosa. *O ciclo celular é regulado por pontos de verificação e o seu avanço depende do complexo formado entre as ciclinas e CDKs (quinases dependentes de ciclinas), regulando a atividade de outras proteínas. *As CDKs realizam atividade catalítica do mecanismo do ciclo celular, regulando outras proteínas pela transferência de grupos fosfatos (fosforilação) quando estão na presença de ciclinas, as quais permitem a formação do complexo ciclina/CDK. *Quando as ciclinas não estão presentes, o complexo não é formado e as CDKs permanecem inativas. *Para o funcionamento adequado do ciclo celular, é preciso que haja a formação e degradação alternada de complexos ciclina/CDK. *Nas células tumorais, ocorrem defeitos genéticos nos pontos de checagem devido ao descontrole das ciclinas e CDKs, por aumento ou diminuição do complexo. *Um dos principais pontos de verificação do ciclo celular é o START, que ocorre no meio de G1 e verifica a viabilidade para passar à fase S. Ele é regulado por ciclinas D e CDK4. Câncer e morte celular programada (apoptose) *As células tumorais evoluem devido a um acúmulo de células indesejadas pela não ocorrência da apoptose, fenômeno importante para impedir o comprometimento da formação e função dos órgãos. *A apoptose é também uma forma de prevenção ao câncer, pois se uma célula anormal de replicação for destruída, ela não se multiplicará para originar um tumor. *Como as células cancerosas não sofrem apoptose, elas continuam crescendo e se dividindo desordenadamente enquanto tenha nutrientes para mantê-la, de forma independente à quantidade de telômero e telomerase. Evidências genéticas *O câncer é herdado clonalmente já que as células descendentes apresentam as mesmas características que as originais. *Certos vírus podem induzir alguns tipos de câncer. *Pode ser induzido por agentes que causam mutação de genes em que os produtos proteicos participem do controle do ciclo celular, como a radiação UV, raios x, cigarros e HPV. *Alguns cânceres ocorrem em famílias, como o retinoblastoma. *Alguns cânceres em células sanguíneas são associados a aberrações cromossômicas. Classificação *Proto-oncogenes: são um grupo de genes que seus produtos atuam na regulação de vias relacionadas à divisão celular e quando sofrem mutação se tornam oncogenes, promovendo ativamente a divisão celular e indução de tumores. *Supressor tumoral: são genes relacionados com a parada da divisão celular que, ao sofrerem mutação, não reprimem mais a divisão celular. Genes supressores tumorais *Hipótese de Knudson: o câncer só se desenvolve se houver uma segunda mutação nas células somáticas e se essa mutação desativar a função do gene supressor tumoral. Assim, o desenvolvimento do câncer precisará de duas mutações com perda de função (dois “eventos” inativadores), um em cada cópia do gene supressor tumoral, observado no retinoblastoma, que pode ser hereditário ou esporádico. Monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque Aula 9 *pRB: atua no controle do ciclo celular e tem a função de ativar a parada do ciclo celular ou a apoptose. *p53: pode parar o ciclo celular e ativar a via de morte como resposta ao estresse celular. Em situações de normalidade o seu nível é baixo, mas caso haja dano ao DNA, o nível de p53 aumenta e é convertida na sua forma estável e ativa, promovendo a interrupção do ciclo celular. O p53 pode mediar dois tipos de resposta: • p21: está associada ao p53 e é um inibidor do complexo ciclina/CDK, parando o ciclo celular para permitir o seu reparo e manter a integridade genética. • BAX: gene ativado pela p53 que aciona o ciclo da apoptose, permitindo a destruição da célula. Características das vias cancerígenas 1. As células cancerosas adquirem autossuficiência em processos sinalizadores que estimulam a divisão e o crescimento, como a resposta a fatores de crescimento produzidos por elas mesmas. 2. As células cancerosas são insensíveis a sinais inibidores de crescimento, pois há supremacia de sinais estimulantes em relação aos inibidores de crescimento. 3. As células cancerosas podem escapar da morte celular programada, por exemplo, quando há disfunção de p53, com o bloqueio da via de autodestruição. Ocorre, então, a tendência de produção de descendentes cada vez mais anormais, progredindo para um estado canceroso. 4. As células cancerosas têm potencial de replicação ilimitado pelo aumento da atividade da enzima telomerase que acrescenta sequências de DNA às extremidades dos cromossomos. 5. As células cancerosas desenvolvem mecanismos de autonutrição pela angiogênese, nutrindo e permitindo a expansão do tumor. 6. As células cancerígenas adquirem a capacidade de invadir e colonizar outros tecidos (metástase). Referências: • Fundamentos de genética / D. Peter Snustad, Michael J. Simmons; revisão técnica Cláudia Vitória de Moura Gallo. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Benigno: as células permanecem localizadas. Maligno: as células invadem outros tecidos. Metástase: as células se deslocam para outros locais do corpo, formando tumores secundários. Imunologia Genética Humana – UFPE Larissa Albuquerque Aula 10 Sistema imune *É o sistema de proteção contra doenças, em especial as infecciosas, reconhecendo o que é próprio e não próprio do corpo. *Responde aos antígenos, moléculas que causam reações imunológicas, e o organismo tem alta capacidade de reconhecer diversos antígenos. É essencial essa identificação para diferenciar autoantígenos de antígenos estranhos e evitar doenças autoimunes. *Sua principal função é manter a homeostase do organismo. *É organizada em resposta imune inata (inespecífica) e adaptativa (específica), que agem em conjunto. Resposta imune inata *É a primeira linha defesa do organismo, reage de forma rápida, imediata e inespecífica a exposições repetidas, provoca a inflamação de tecidos infectados e recruta fagócitos. *É constituída por: barreiras físicas e químicas, células fagocíticas (neutrófilos e macrófagos), células dendríticas (direciona células T para recrutar mais células T, células B para ativar a resposta), células natural killer, células linfoides, sistema complemento e alguns mediadores de inflamação. Resposta imune adaptativa *É estimulada pela exposição a agentes infecciosos, aumentando sua eficácia a cada exposição. *É específica, especializada e adquire memória. *É constituída por: linfócitos B (que formam anticorpos), linfócitos T, apresentadores de antígenos e células efetoras. *É classificada em humoral e celular. Imunidade adaptativa humoral *É mediada por anticorpos produzidos pelos linfócitos B que podem ativar mecanismos efetores para combater os microrganismos. *É a principal defesa contra microrganismosextracelulares e suas toxinas. Imunidade adaptativa celular *É mediada por linfócitos T. *Tem como principal função destruir microrganismos que residem nos fagócitos, matar células infectadas e recrutar leucócitos que combatem microrganismos extracelulares. *Quando exposto a um antígeno estranho, ocorre a imunidade ativa, por meio de infecção ou vacina, ocorrendo resposta imunológica e gerando memória. *Também pode ocorrer a imunidade passiva, em que o indivíduo se torna imune sem ter sido exposto ao antígeno ou ter resposta imunológica e se dá pelo uso de soro com anticorpos de indivíduos imunes. *Linfócito T CD4 (auxiliar): Secreta citocinas que estimulam a proliferação e diferenciação das próprias células T e ativam linfócitos B, macrófagos e outros leucócitos. *Linfócito T CD8 (citotóxico): matam as células infectadas por vírus e outros microrganismos intracelulares que produzem antígenos estranhos. Obs: nem todos linfócitos T atacam células com antígenos estranhos, atuando na regulação das respostas imunológicas. Seleção clonal *O sistema imune reconhece diversos antígenos estranhos e cada linfócito maduro é programado para atacar apenas um antígeno específico. *A seleção clonal ocorre pela proliferação de um linfócito específico para um antígeno, de forma rápida e produzindo uma grande população de células idênticas (clones) específicas para esse antígeno, formando a resposta primária. *Alguns linfócitos se diferenciam em plasmócitos secretores de anticorpos específicos para o antígeno e essas células de memória continuam na circulação. *Caso o mesmo antígeno reapareça, ele ativará as células de memória e gerará rapidamente a resposta imunológica secundária. Geração da diversidade de anticorpos • Linha germinativa: cada anticorpo é codificado por um gene herdado, não sendo modificado durante o desenvolvimento somático, precisando haver um grande número de genes codificadores de anticorpos. • Teoria somática: existe apenas um pequeno número de genes codificadores de anticorpos, Monitoria de Genética Humana Larissa Albuquerque Aula 10 com bastante diversidade das células somáticas devido a mutações/recombinações. Esses genes se rearranjam aleatoriamente para formar diversos anticorpos e não são passados para a prole. É a teoria mais aceita atualmente. Estrutura dos anticorpos *Também conhecidos como imunoglobulinas (Ig), cada molécula é formada por 4 cadeias de polipeptídios, duas leves e duas pesadas idênticas, obtendo o formato de Y. *As cadeias leves e pesadas têm uma região variável em uma extremidade e uma constante na outra. *As regiões variáveis especificam o tipo de antígeno que o anticorpo pode se ligar. *As cadeias leves são codificadas por genes em diferentes cromossomos e cada gene possui 3 tipos de segmentos: V (variável; 30 a 35 segmentos diferentes), J (união; 5 segmentos diferentes) e C (constante; 1 segmento). Fatores que aumentam a diversidade de anticorpos *Cada cadeia leve pode se combinar com qualquer cadeia pesada recombinada. *A recombinação dos segmentos de genes é imprecisa, havendo diversidade juncional, devido a perdas ou ganhos durante o processo. *Alta taxa de mutação nos genes dos anticorpos, chamada a hipermutação somática. Genes do complexo principal de histocompatibilidade (MHC) *O MHC são receptores de superfície celular que permite que os linfócitos T reconheçam o antígeno. *É um lócus genético altamente polimórfico com genes localizados no cromossomo 6. *O MHC mais estudado em humanos é o HLA (antígeno de histocompatibilidade). *MHC1 e MHC2 apresentam antígenos diferentes. • MHC1: está ligado à resposta celular e apresenta peptídeos antigênicos aos linfócitos T CD 8 (citotóxicos) e é o principal determinador do que é próprio do corpo. • MHC2: está ligado à resposta humoral e apresenta peptídeos antigênicos aos linfócitos T CD 4 (auxiliares). Principais caraterísticas do lócus mhC *Possui alelos codominantes *Polimórfico: um grande número de alelos estão presentes em cada gene. *Multigênico. *É importante no processo de transplante de órgãos. REFERÊNCIAS: • PIERCE, B.A. Genética: um enfoque conceitual. 5ª ed. Editora Guanabara. • ABBAS, A.K.; PILLAI, S.; LICHTMAN, A.H. Imunologia Celular e Molecular. 8ª ed. Editora Elsevier Ltda. Genética de populações Genética Humana – UFPE Monitoria de Genética Humana *Estuda a composição genética de grupos de indivíduos e como a sua composição genética é alterada ao decorrer do tempo. Assim, estuda a variação dos alelos dentro e entre grupos, bem como as forças evolutivas que levaram a isso. *População mendeliana: indivíduos endogâmicos (consanguíneos), sexualmente reprodutivos com genes em comum (pool genético). *Frequência genotípica: é a quantidade de indivíduos de um determinado genótipo dividido pelo total de indivíduos da amostra. A soma de todas as frequências genotípicas é sempre igual a 1. *Frequência alélica: é a quantidade de um determinado alelo na amostra dividido pelo dobro do número total de indivíduos da amostra., pois cada indivíduo diploide tem dois alelos em um lócus. A soma das frequências alélicas é sempre igual a 1. *É possível obter a frequência alélica por meio da frequência genotípica: Lei de Hardy-Weinberg *É um modelo matemático que avalia o efeito da reprodução sobre as frequências genotípicas e alélicas de uma população. *Se a população for grande, com cruzamento aleatório, sem mutação, migração ou seleção natural, prevê-se que: as frequências alélicas da população não mudam e que elas se estabilizam na proporção de p2 (frequência de AA), 2pq (frequência de Aa) e q2 (frequência de aa). *Quando os genótipos estão na proporção esperada de p2, 2pq e q2, diz-se que a população está em equilíbrio de Hardy-Weinberg. *As leis de Hardy-Weinberg se aplicam a apenas um lócus, então a população pode estar em equilíbrio de Hardy-Weinberg para um lócus e não para outros. Implicações da lei de Hardy-Weinberg *A população não está em evolução. *As frequências genotípicas são determinadas pelas frequências alélicas. Fatores evolutivos *São os fatores que têm capacidade de alterar as frequências gênicas e os fatores que aumentam a homozigose, são eles: mutação, fluxo gênico, deriva genética e seleção natural. REFERÊNCIA: • PIERCE, B.A. Genética: um enfoque conceitual. 5ª ed. Editora Guanabara. As frequências observadas são praticamente iguais as frequências esperadas pela lei. Revisão: prova 2 1. ( ) O princípio da reação de PCR é a amplificação de um fragmento escolhido aleatoriamente. 2. ( ) A DNA polimerase utilizada na PCR é a Taq polimerase, isolada de bactérias resistentes ao calor. 3. ( ) Na PCR em tempo real, os resultados são observados pela eletroforese em gel de agarose. 4. ( ) Quando uma população tem um lócus em equilíbrio de Hardy-Weinberg, todos os seus loci não estão em processo de evolução. 5. ( ) Em uma população pequena e com ocorrência de mutações os genótipos estão na proporção de p2 , 2pq e q2 . 6. ( ) A frequência alélica é calculada pelo número de cópias do alelo dividido pelo número de cópias de todos os alelos para determinado lócus. 7. ( ) Para uma população estar em equilíbrio de Hardy-Weinberg ela não pode ser afetada por fatores evolutivos. 8. ( ) Quanto menor for a variação dos genes do lócus MHC para compatibilidade de transplante de órgãos entre doador e receptor, maior é a chance de sucesso do procedimento. 9. ( ) O lócus genético MHC possui alelos codominante, é altamente polimórfico e multigênico. 10.( ) A grande diversidade de anticorpos é explicada pela linha germinativa. 11.( ) O linfócito maduro tem capacidade de atacar
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