Mutações e doenças genéticas

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MUTAÇÃO E POLIMORFISMOS
➔ Mutação é uma alteração na sequência do DNA, podendo ser genômica,
cromossômica e gênica (causa mudança menor).
◆ Essas mutações podem ser originadas de forma espontânea, quando
ocorre erro de replicação, ou induzida, por meio do raio-X, raios ultravioletas,
produtos químicos, e etc.
◆ Somática: acontece nas células somáticas e não passa para a prole;
◆ Germinativa: acontece nas células germinativas e passa para a prole.
➔ Acontecem alguns tipos de mutação:
◆ Substituição de nucleotídeo: é quando temos um erro na replicação do
DNA. Essa mutação pode trazer consequências, como:
● Mutação silenciosa: acontece uma alteração no códon, mas o
aminoácido não muda, não gerando consequências;
● Mutação de sentido errado/trocado: o códon é alterado e o
aminoácido muda.
● Mutação sem sentido (nonsense): a proteína é formada
precocemente, porque são formados códons de parada, o que gera
uma proteína incompleta, perdendo a sua função.
◆ Transição: é uma troca que acontece entre as bases de mesma classe, ou
seja, purina-purina e pirimidina-pirimidina. Logo, elas são as mais comuns;
◆ Transversão: é uma troca entre bases de classes diferentes, no caso,
purina-pirimidina ou pirimidina-purina;
◆ Inserção e deleção (indels): é a adição ou deleção de nucleotídeos
múltiplos de 3 que não altera a matriz de leitura. Agora, se a adição ou a
deleção for de nucleotídeos não múltiplos de 3, ocorre uma alteração na
matriz de leitura que gera um probleminha na proteína;
◆ Repetições expandidas de nucleotídeos: são cópias repetidas de
conjuntos de nucleotídeos;
◆ Mutações em regiões não codificantes: é a maior parte das mutações e
ocorre em lugares importantes:
● Mutações no sítio promotor: pode gerar uma alteração na expressão
gênica;
● Mutações no sítio de splicing: pode alterar o processamento, ou seja,
um íntron que deveria ter sido “descartado”, acabou ficando;
● Mutações nas regiões 5’-UTR 3’-UTR: pode alterar a estabilidade;
● Regiões intergênicas.
Vale lembrar que algumas mutações podem ser reparadas
➔ Polimorfismo Genéticos
◆ Um polimorfismo é uma variante comum em mais de 1% dos cromossomos
na população geral
◆ Eles são mais comuns nas regiões não codificantes
◆ Polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs): quando temos a troca de
um nucleotídeo por outro;
◆ Polimorfismos indels: são os de inserção e de deleção, sendo os mais
comuns:
● Microssatélites: quando temos de 2 a 4 nucleotídeos repetidos
várias vezes em tandem
● Minissatélites
● Variação no número de cópias (CNVs): é a variação no número de
cópias em segmentos maiores
TESTES MOLECULARES
➔ Para realizar um teste molecular o primeiro passo a se fazer é coletar o material
biológico (sangue total ou swab). Depois disso nós vamos extrair o DNA (por meio
de extração salina, fenol-clorofórmio ou kits comerciais)
◆ Dependendo do dinheiro e dos reagentes, nós podemos fazer os seguintes
testes: PCR (eletroforese ou sequenciamento), RT-PCR ou N.G.S (sequências
de nova geração)
➔ PCR
◆ Tem como objetivo produzir milhões de cópias de uma sequência de DNA
curta e específica
◆ É um método in vitro
◆ Para realizar o teste nós precisamos de: 2 primers (“quem” vai delimitar a
região de amplificação), da DNA polimerase, amostra de DNA, magnésio e
dNTPs.
● A solução tampão é feita com água mineral e óleo mineral;
◆ Mecanismo: são 3 etapas que vão se repetir por vários ciclos;
● Desnaturação: separação das duas fitas de DNA, a 95ºC;
● Hibridação/Anelamento: anelar os primers com as sequências de
DNA complementares, a uma temperatura entre 35º e 65ºC;
● Extensão: a DNA polimerase começa a trabalhar, duplicando a
cadeia e recrutando dNTPs. Basicamente é a formação de “DNA”
novo, a 70/75ºC.
➔ RT-PCR
◆ Vai seguir o mesmo processo da PCR “normal”, porém essa recebe
fluorescência por meio das sondas com fluoróforos;
◆ Nessa técnica nós podemos acompanhar em tempo real a quantidade de
DNA amplificado e consequentemente descobrir se a reação está
funcionando ou não;
◆ Temos dois “tipos” de RT-PCR:
● Quantitativa: a sonda é o SYBR green e não discrimina o alelo;
● Genotipagem: a sonda é a Taqman e há discriminação de alelo.
➔ SEQUENCIAMENTO DE DNA
◆ Método de Sanger: vamos precisar de 4 ddNTPs diferentes, que vão
representar os quatro nucleotídeos (A, C, G e T), primers, DNA polimerase,
dNTPs e um template. O processo é basicamente o mesmo da PCR;
◆ Sequenciamento automático: ocorre por meio de eletroforese capilar
(chamada assim porque é um tubo bem pequeno e fino, lembrando um
capilar, por onde passa o gel). Aqui, cada nucleotídeo vai ter uma
fluorescência. É um método que reduz o tempo de migração dos
fragmentos;
◆ Genômica: é o trabalho feito com muitos pares de base, ao mesmo tempo,
de genomas inteiros. Para isso temos plataformas de genotipagem
chamadas de NGS.
● NGS: é mais rápida e não depende de PCR. Apresenta algumas
desvantagens, sendo as principais: muitos dados gerados e com isso
a necessidade de habilidades mais avançadas e são mais caras.
➔ Níveis de Análises:
◆ análises primárias: processamento dos dados brutos;
◆ análises secundárias: montagem, mapeamento e identificação de variantes;
◆ análises terciárias: interpretação dos dados.
DOENÇAS GÊNICAS
➔ Herança monogênica: são as condições definidas por um gene só
◆ Locus - local onde está um alelo
◆ Alelo - variante de um gene (A ou a, por exemplo)
➔ Homozigoto - alelos iguais (aa ou AA)
➔ Heterozigoto - alelos diferentes (Aa)
➔ Genótipo: conjunto de dois alelos (Aa, AA ou aa)
➔ Fenótipo: é a expressão do genótipo + ambiente
➔ Dominante: preciso de apenas um alelo que seja dominante para ser expresso
➔ Recessivo: preciso de duas cópias/alelos para que seja expresso
➔ Para montar um heredograma e estudá-lo “usamos” apenas famílias que já
existem;
➔ HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE
◆ Afetado: Aa ou AA
◆ Normal: aa
◆ Características:
● Proporção em ambos os sexos é a mesma;
● Não tem salto de gerações;
● Se o genitor não tem a
característica, a criança não vai
ter também;
● Tem transmissão de homem pra
homem;
● Um heterozigoto (Aa) passa para
a prole (50%).
◆ Tem a possibilidade de existir um dominante incompleto, que é aquele que
expressa o AA, que é fatal, não permitindo a sobrevivência do indivíduo.
➔ Exemplo: Síndrome de Marfan (miopia, membros muito longos e finos, peito de
pombo, escoliose e mãos em garra, hipermobilidade das articulações, regurgitação
mitral,)
➔ HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA
◆ Afetado: aa
◆ Normal: Aa (portador), AA
◆ Características:
● Proporção em ambos os
sexos é a mesma;
● Há salto de geração;
● Encontramos em um ou
mais irmãos, mas não em
gerações anteriores;
● ¼ ou 25% da prole de dois
heterozigotos (Aa)
portadores é afetada;
● A consanguinidade está
mais presente nesse tipo de
herança.
◆ Hit de sucesso: “Se os pais são iguais e o filho é diferente, os pais Aa e o
filho aa, gente!”
➔ HERANÇA RECESSIVA LIGADA AO X
◆ Mulheres afetadas:
◆ Mulheres normais:
◆ Homem afetado:
◆ Homem normal:
◆ Características:
● Maior frequência de homens afetados;
● Não passa de pai para filho (homem-homem, porque o pai doa o Y
para o menino, não o X);
● Pai afetado passa para todas as filhas e elas como portadoras
passam para 50% dos filhos homens que são afetados;
● Gerações omitidas (mulheres recessivas);
● Todos os filhos homens de mães afetadas são afetados;
◆ Exemplos: distrofia de Duchenne (é uma fraqueza e perda muscular
progressiva. Os sintomas são observados antes dos 5 anos.
Comprometimento da musculatura cardíaca e respiratória, sendo as
principais causas de morte a insuficiência cardíaca ou respiratória. Nesse
caso, mulheres portadoras não são afetadas), distrofia de Becker (é menos
grave que a DMD, a progressão é mais lenta)
➔ HERANÇA DOMINANTE LIGADA AO X
◆ Mulheres afetadas:
◆ Mulheres normais:
◆ Homens afetados:
◆ Homens normais:
◆ Características:
● Mulheres 2x mais afetadas que os homens;
● Um pai afetado passa para todas as filhas, que serão afetadas;
● Mulheres afetadas passam para 50% dosfilhos.
◆ Exemplo: síndrome de Rett
OUTROS PADRÕES DE HERANÇA
➔ Padrões mendelianos
◆ Regulados por apenas um gene;
◆ Sempre expressam característica;
➔ Alelos múltiplos
◆ Mais de dois alelos para o mesmo locus, o que vai determinar uma
característica;
◆ Ex.: grupo sanguíneo.
➔ Herança mitocondrial
◆ É o DNA mitocondrial que é herdamos da mãe, ou seja, é uma herança
materna;
◆ Se um homem tiver doença mitocondrial, ele não vai passar pra prole;
◆ A mãe afetada passa para todos os filhos
◆ Ex.: LHON.
➔ Penetrância incompleta
◆ O indivíduo tem o genótipo, não expressa, mas passa para a prole;
◆ Ex.: deformidade da mão fendida, polidactilia.
➔ Expressividade variável
◆ É o grau da expressão do fenótipo em indivíduos que apresentam o mesmo
genótipo.
➔ Pleiotropia
◆ Quando um gene só afeta várias características distintas.
◆ Ex.: síndrome de Marfan
➔ Heterogeneidade alélica
◆ São mutações diferentes no mesmo gene.
◆ Ex.: distrofia muscular de Duchenne e síndrome de Becker
➔ Interação gênica
◆ Genes em diferentes loci contribuem para a determinação de uma única
característica.
◆ Ex.: efeito Bombaim
➔ Influência do sexo
◆ Influência pelo sexo: genes expressos de formas distintas em homens e
mulheres, dependendo dos hormônios. Ex.: calvície;
◆ Limitados pelo sexo: genes autossômicos expressos em um dos sexos. Ex.:
seios.
➔ Antecipação
◆ O gene é expresso de forma mais precoce e/ou mais intensa conforme as
gerações passam.
◆ Ex.: distrofia miotônica
➔ Impressão genômica
◆ Expressão diferencial do material genético dependendo do gene expresso.
● Não-disjunção: dois alelos do mesmo genitor na hora da meiose.
● Microdeleção
● Metilação diferencial: quando adicionamos um grupo metil a um
gene, impedindo-o de ser expresso.
● Ex.: síndrome de Prader-Willi e síndrome de Angelman no
cromossomo 15
➔ Mosaicismo
◆ Tipos de células diferentes no mesmo zigoto;
◆ Somático: linhagens celulares somáticas;
◆ Germinativo: linhagens celulares germinativas que formam o zigoto.
➔ Características contínuas
◆ Características poligênicas: muitos loci interagem para produzir a
característica;
◆ Ex.: cor da pele.