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Milla Silva HERANÇA MONOGÊNICA São características ou doenças que são determinadas por um único gene. Diferente da herança poligênica, que é determinada por vários genes. A herança monogênica é uma característica que é chamada de discreta, que na genética quer dizer se a característica está presente ou ausente, não tem uma variação, a pessoa tem ou não a característica. PADRÕES Os padrões de herança monogênica são divididos em: ◊ HERANÇA AUTOSSÔMICA: é quando fala que aquela característica é determinada por um gene que está localizado nos autossomos, que são os cromossomos que não fazem parte dos cromossomos sexuais. E pode ser dominante (AD) ou recessiva (AR). ◊ HERANÇA LIGADA AO X: ou herança ligada ao sexo, é uma característica que é determinada por um gene que está situado no cromossomo X, e pode ser dominante (DLX) ou recessiva (RLX). ESSA QUESTÃO DE DOMINÂNCIA E RECESSIVIDADE VAI SER IMPORTANTE PARA PREVÊ A PROBABILIDADE DE A PESSOA APRESENTAR OU NÃO A CARACTERÍSTICA DISTÚRBIOS MONOGÊNICOS Tem cerca de 13.000 doenças que são determinadas por um único par de genes. A maioria dessas doenças estão situadas nos autossomos, o que é esperado, porque tem mais cromossomos. Então a maioria são autossômicas, 788 são ligadas ao cromossomo X e 45 são ligadas ao cromossomo Y. É esperado que tenha menos doenças ligadas ao cromossomo Y, porque é um cromossomo pequeno e com poucos genes, basicamente a única função desse cromossomo é determinar a formação de testículo, ele tem um gene importante que é o SRY, que é de determinação do sexo masculino No site OMIM vai mostrar doenças mendelianas, vai mostrar informações do tipo: o nome do distúrbio; o padrão de herança, que vai ser pelas siglas (AD, AR, DLX, RLX); qual é a base genética, que é o que vai determinar o padrão de herança; e a prevalência nas populações. DEFINIÇÕES Algumas definições importantes: ◊ ALELO: são formas variantes de um determinado gene. Então um gene em um cromossomo vai ter determinada composição de bases, se essa composição mudar, vai ter um novo alelo. ◊ HOMOZIGOTO: indivíduo que possui 2 alelos idênticos para uma determinada característica, ou seja, em cada cromossomo ele vai ter a mesma sequência de base para aquele gene. ◊ HETEROZIGOTO: pode formar células diferentes porque ele vai ter em cada cromossomo, para aquele gene, vai ter uma sequência diferente, então ele vai ter 2 alelos para uma determinada característica. ◊ FENÓTIPO: resultado da expressão dos genes. Fenótipo não é apenas característica externas, as características fisiológicas, por exemplo, também é. ◊ GENÓTIPO: descrição da constituição genética do indivíduo. ◊ PROBANDO: é um termo usado para o paciente que é afetado objeto da análise. ◊ MUTAÇÕES DOMINANTES : é uma mutação que leva a um ganho de função que causa um problema. Fala que é dominante porque basta a presença de 1 alelo para que ela se manifeste no fenótipo. ◊ MUTAÇÕES RECESSIVA: só vai ter o fenótipo, ou seja, apresentar a característica ou doença Milla Silva se os dois alelos forem afetados, o indivíduo tem que ser homozigoto para aquela mutação, essa mutação tem a ver com a perda de função. Características recessivas são muito mais comuns que as dominantes, se a característica for dominante, ele tende a ser eliminado com mais facilidade da população porque a seleção natural vai eliminar. A característica recessiva só vai aparecer no fenótipo quando tiver nos 2 alelos, então ele passa escondido no Heterozigoto, por isso as doenças recessivas são mais difíceis de serem eliminadas da população, porque o Heterozigoto é normal. Então o Heterozigoto vai ser normal, e vai passar esse alelo recessivo a diante (se ele possuir). Já a características dominantes deletérias já vai aparecer e se for uma doença séria, pode impedir o desenvolvimento do indivíduo. TODOS OS ALELOS LETAIS QUE TEMOS NO GENOMA É CHAMADO DE CARGA GENÉTICA, ENTÃO SEMPRE QUE FALAR CARGA GENÉTICA, ESTÁ SE REFERINDO QUE TEM DE RUIM NO GENOMA ANÁLISE DE HEREDOGRAMA HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE Na herança autossômica dominante, múltiplas ou sucessivas gerações podem ser afetadas, praticamente todas as gerações vai aparecer algum indivíduo apresentando aquela doença ou características, justamente porque basta apenas ter 1 alelo para aquela característica se expressar. Se ela for autossômica, ela não vai ter preferência por um determinado tipo de sexo, então tanto homens quanto mulheres devem ser afetados, da mesma forma, tanto homens quanto mulheres podem transmitir para seus descendentes, e pelo menos em uma ocasião, a depender do heredograma, vai ter uma transmissão homem - homem. O risco, no caso de um acasalamento heterozigoto, de apresentar a característica é de 50%, porque tanto se ele for homozigoto dominante ou heterozigoto, ele vai apresentar aquela característica, ele só não vai ter a característica se for homozigoto recessivo. HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA Na herança autossômica recessiva vai ter tanto os homens como mulheres afetados, porque sendo autossomo não vai ter que influências do sexo. Os pais tendem a ser consanguíneos, para ser recessivo tem que herdar característica do pai e da mãe, então é mais fácil que aconteça se os indivíduos forem da mesma família. Em geral tem intervalo entre as gerações, uma geração apresenta a característica e a outra não, mas se a outra não apresentou a característica não quer dizer que ela não tenha o gene. E o risco, em um casal heterozigoto, vai ser de 25%, porque só vai acontecer a formação do indivíduo com aquela característica se o alelo recessivo do pai fecundar um óvulo que carregue o alelo recessivo da mãe. HERANÇA RECESSIVA LIGADA AO X Na herança recessiva ligada ao X, agora é uma característica que é determinada por um gene que está localizado no cromossomo X, se ela é recessiva então vai apresentar a característica se tiver 2 cópias do alelo. No homem, como ele só tem 1 cromossomo X, apenas um alelo é suficiente para causar a característica, porque não tem outro alelo dominante para compensar. Milla Silva Então se for uma herança recessiva ligada ao X, vai ver quase exclusivamente homens afetados, porque o homem vai herdar o cromossomo X da mãe com o alelo afetado, automaticamente vai apresentar a característica porque não vai ter o outro X para compensar. Com isso, as mulheres que são portadoras elas vão transmitir a característica para o filho, porém um pai que tem a característica nunca vai ser capaz de passar aquilo para o filho porque ele passa para o filho o cromossomo Y, então não tem a transmissão da característica de homem para homem, mas ele pode passar para a filha. O cromossomo X, como tem efeito de compensação de dose nas mulheres, um dos cromossomos é inativado, e essa inativação é determinada logo após a fixação do embrião no útero, e essa inativação do cromossomo X é por uma compactação de um dos cromossomos X, e em alguns casos pode ter mulheres portadoras que acabam apresentando a doença se o cromossomo X que foi compactado fosse o que carregava o alelo normal, então em um heterozigoto, como o alelo normal foi compactado, só vai restar o alelo que carrega a doença, e então a mulher manifesta ele. HERANÇA DOMINANTE LIGADA AO X A herança dominante ligada ao X, um alelo que causa uma determinada condição que está situado no cromossomo X e se comporta como dominante, ou seja, basta apresentar uma cópia do alelo para a característica se manifestar, nesse caso vai ver mais mulheres afetadas no heredograma, porque como a mulher carrega 2 cromossomos X, elas têm mais chances de ter 1 cromossomo X que apresente a doença. Nesse caso as filhas de homens afetados sempre serão afetadas, porqueo homem tem apenas 1 cromossomo X que aqui vai apresentar a alteração, e ele vai transferir só 1 cromossomo X para a filha. Por outro lado, os filhos dos homens afetados nunca vão apresentar o distúrbio, porque o homem que for afetado, o problema está no cromossomo X, e o pai passa para o filho o cromossomo Y. Mulheres afetadas podem transmitir tanto para os filhos como para as filhas, porque ela vai transmitir o cromossomo X. O risco vai depender do sexo parental que for afetado, por exemplo, se o afetado for o homem, ele vai transmitir para todas as filhas, então todas as filhas vão ser afetadas, se o afetado for a mulher, a probabilidade é de 50% das filhas de ter as características porque possivelmente ela é heterozigota. HERANÇA LIMITADA AO SEXO Quando fala limitada ao sexo, é algum padrão de herança onde somente 1 dos sexos apresenta aquela característica, mesmo que tenha indivíduos homens e mulheres com os mesmos alelos, um exemplo é a puberdade precoce, que é o desenvolvimento de caracteres sexuais secundários e acentuado crescimento, por volta dos 4 anos de idade, não se manifesta nas mulheres, e como as epífises ósseas sofrem fusão precocemente, o resultado é um homem de baixa estatura. Essa característica está presente no autossomo e não no cromossomo X. Devido ao ambiente hormonal em que o indivíduo vive, aquela característica não consegue se expressar, então mesmo que a mulher seja homozigota para a condição da puberdade precoce, ela não apresenta aquela característica porque o ambiente hormonal feminino não permite que aquela característica se expresse. HERANÇA INFLUENCIADA PELO SEXO Nesse caso não é uma característica que esteja situada no cromossomo X, nem é uma característica que é impedida de ser expressa em um determinado sexo, mas é uma característica que tem um padrão de herança diferente de acordo com o sexo. Então é um gene que está situado no autossomo, mas a manifestação no fenótipo (se vai manifestar de maneira dominante ou recessiva) vai depender do sexo. Como por exemplo a calvície hereditária, que se comporta como dominante nos homens e recessiva nas mulheres. Milla Silva FATORES QUE INTERFEREM NOS PADRÕES DE HERANÇA Tem fatores que podem interferir nos padrões de herança: - Pleiotropia: é quando tem uma determinada condição genética, um único gene, só que ele pode produzir efeitos fenotípico diversos, e isso pode confundir na hora de chegar a um diagnóstico de qual é realmente a causa daquela condição que o indivíduo está apresentando. É o mesmo par de gene, só que devido a aquela alteração que aquele gene vai causar no indivíduo, pode ter outros efeitos no fenótipo. Ex: fibrose cística (distúrbio autossômico recessivo), galactosemia (autossômica recessiva). - Heterogeneidade: seria heterogeneidade de alelos ou locus, na mesma região do cromossomo, isso significa que alguns fenótipos que a gente classifica como se fosse pertencentes a uma mesma doença, eles podem ser determinados por genótipos diferentes, podem inclusive ser ou alelos diferentes que levam a mesma condição, ou podem ser envolvimento de locus diferentes que causam a mesma condição, e aí seria genes diferentes localizados em locais diferentes dos cromossomos que podem causar uma determinada condição. Ex: cardiopatia congênita, surdez infantil profunda, osteogênese imperfeita. - Penetrância: é a probabilidade de um gene ter qualquer expressão fenotípica, ou seja, alguns indivíduos podem ter um genótipo para ter alguma característica ou doença, mas ele não apresenta. Geralmente acontece por conta de mudanças epigeneticas, que são modificações que acontecem no DNA que podem levar a expressão ou silenciamento de alguns genes, geralmente essas modificações envolvem a inserção de um grupo metil na base do DNA, e esse processo é chamado de metilação, esse processo é variável entre os indivíduos de acordo com as condições ambientais, sempre que ocorre metilação em qualquer sequência de DNA, aquela sequência é silenciada. Quando fala que um dos cromossomos X da mulher é inativado, quer dizer que ele é todo metilado, e aí fica com só um cromossomo X sendo expresso. Ex: campodactilia. - Expressividade: onde o indivíduo tem o genótipo, só que ele pode não apresentar o fenótipo típico daquela condição, então tem uma variação no grau de manifestação daquela condição para esse indivíduo, então pode ter 2 indivíduos exatamente com o mesmo genótipo, que determinaria a mesma condição, só que que um indivíduo a característica se expressa e no outro indivíduo a característica pode ser mais suave. Ex: polidactilia, síndrome de Marfan. HERANÇA NÃO-CLASSICA Tem alguns padrões de herança não-classica, que fogem ao que seria esperado para uma herança monogênica típica, seguindo as regras das leis de Mendel. Inclui: ◊ Mosaicismo somático ◊ Mosaicismo germinativo ◊ Herança Mitocondrial ◊ Imprinting Genômico ◊ Dissomia Uniparental ◊ Repetições de trinucleotídeos MOSAICISMO SOMÁTICO É quando tem coisas diferentes no tecido somático, que são as células não reprodutivas. Presença em uma pessoa, ou tecido, de duas ou mais linhagens celulares geneticamente diferentes, mas oriundas de um único zigoto. Após a fecundação do espermatozoide no óvulo, e logo no início das primeiras divisões celulares na mitose do zigoto, pode acontecer um erro, então o problema não vai ser no espermatozoide ou no óvulo, pode ter acontecido nas primeiras divisões celulares. Então supondo que uma determinada célula se dividiu, ela acabou sofrendo uma mutação, e a outra célula não, então o indivíduo que for formado a partir daí vai ter um mosaico de células, vai ter células geneticamente diferentes, e isso costuma afetar o fenótipo. Ex: Milla Silva Neurofibromatose tipo 1, Hemofilia A e distrofia muscular Duchenne. MOSAICISMO GERMINATIVO Um mosaico de tipos celulares só que envolvendo células germinativas. Então por exemplo, um gene autossômico dominante com um salto de gerações (o que não é esperado para uma característica dominante), pode apresentar penetrância incompleta e expressividade muito reduzida, devido a uma mutação na fase da formação de gametas, então pode ter aquele gameta da mesma forma que tinha a mutação para causar e transmitir a doença, ele pode ter uma mutação no espermatozoide ou no óvulo que reduz aquela condição. Então ele pode ter tipos de células diferentes, espermatozoides normais e afetados. Um caso comum é a acondroplasia (nanismo). HERANÇA MITOCONDRIAL Não tem DNA só no núcleo, todos os eucariotos têm DNA no núcleo e na mitocôndria. A mitocôndria ela só é passada pela mãe, ela é um padrão de herança materna, porque o espermatozoide quando fecunda o óvulo, ele só contribui com o DNA que está no núcleo, então toda herança mitocondrial que temos vem da herança materna. E a mitocôndria tem outra característica própria, ela tem o número variável de mitocôndrias dentro da célula, e ela não segue aquele padrão clássica de herança mendeliana, então a expressão de uma doença ligada a alterações no DNA mitocondrial, vai depender do número de mitocôndrias que forem herdadas que possui a mutação em relação ao número de mitocôndrias que não tem a mutação, isso é chamado de heteroplasmia, então tem formas diferentes de mitocôndrias sendo presentes nos indivíduos. Ex: Neuropatia de Leber, Diabetes mellitus adulto (Tipo II) associado a surdez. IMPRINTING GENÔMICO São modificações específicas que vão levar a uma característica fenotípica alterada, só que o que vai causar é simplesmente o caso de se o cromossomo veio do pai ou se o cromossomo veio da mãe, ou seja, de alguma forma a célula reconhece se aquele gene alterado foi transmitido pela mãe e pode dá uma doença ou pelo pai e não podecausar doença, ou vice-versa. Ela reconhece porque normalmente a diferença está no padrão de metilação do DNA. Essa alteração da metilação não é permanente, é uma alteração chamada de epigenetica que é especificado pela gônoda, então em um espermatozoide pode ter que determinados cromossomos tenha um padrão de metilação e no óvulo outro padrão de metilação, e com isso pode ter características diferentes sendo expressas se a característica foi herdada do cromossomo paterno ou se foi herdada do cromossomo materno. Ex: Distrofia miotônica, Doença de Huntington, Síndromes de Angelman (herdado da mãe) e Prader -Willi (herdado do pai). Síndromes de Angelman e Prader -Willi (deleção 15q11): A região que sofre a deleção no cromossomo 15, no individuo normal que tem sua delação, ele vai ter nessa região 2 cópias do gene PWS e 1 cópia do gene AS. No cromossomo que vem do pai, essas duas cópias do gene PWS, elas são ativas, por sua vez, essa única cópia do gene AS, ela é inativada devido ao padrão de metilação do DNA. Por outro lado, no cromossomo materno, ele vai ter também 2 cópias do gene PWS, e 1 cópia do gene AS, a diferença é que no cromossomo materno esse gene AS é ativo enquanto a região do PWS é inativada. Então no indivíduo normal que não tem a deleção, ele vai ter 2 cópias ativas do PWS e uma cópia ativa do AS funcionando, então isso vai caracterizar um fenótipo normal, porém, se tiver uma deleção no cromossomo paterno, o indivíduo vai ter só uma cópia do gene AS, e a cópia do gene que veio da mãe vai estar inativado, então ele vai ter a síndrome Prader -Willi. Por sua vez, se essa mutação ocorre no cromossomo materno, vai ter a situação inversa, o indivíduo que for gerado vai ter 2 cópias ativas do PWS, 1 copia inativa do AS e não vai ter o AS ativo porque ele foi deletado no Milla Silva cromossomo que veio da mãe, então o indivíduo vai ter a Síndrome de Angelman. Então o indivíduo normal precisa ter 2 cópias do gene PWS ativos e 1 cópia do AS ativo, se perder as 2 cópias do PWS (ocorre na deleção do cromossomo paterno) tem a síndrome de Prader - Willi. Se perde a atividade do AS (na deleção do cromossomo materno) tem a síndrome de Angelman. DISSOMIA UNIPARENTAL É esperado que o indivíduo tenha 46 cromossomos, metade vindo do pai e metade da mãe, mas pode ocorrer que o indivíduo tenha o número normal de cromossomos, mas em algum determinado par tenha os 2 cromossomos vindo só do pai ou só da mãe. Então vai ter 2 cromossomos que veio do mesmo parental, ao invés de ser um de cada um. Ex: Hemofilia A A maior parte das células vai ter um conjunto diploide de cromossomos, um do pai e um da mãe. O caso da dissomia uniparental (UPD), vai ter uma célula que vai receber duas cópias do cromossomo da mãe ou do pai, e isso pode dá alguns problemas. Esse fenômeno não é muito frequente, mas acontece em 1 a cada 3500 indivíduos, e tende a causar problemas como câncer e doenças congênitas. REPETIÇÕES DE TRINUCLEOTÍDEOS No nosso DNA, tem algumas regiões que não são de genes propriamente ditas, são regiões intergenicas (entre genes), que são uma sequência de trinucleotídeos (3 bases). Se tiver um número anormal da repetição desses trinucleotídeos, pode ter o aparecimento de determinados fenótipos mais cedo na prole do que acontece nos genitores. Vários genes apresentam essas repetições de trinucleotídeos, e o aumento ou diminuição do número de repetições desses nucleotídeos pode levar a várias doenças. Ex: Síndrome do X frágil = +50 (pré-mutação), +230 CGG); Câncer de próstata - número menor de repetições; Distrofia miotônica (200-1.000 CTG); Doença de Huntington (37-121 CAG); atrofia espinocerebelar tipo 1 (43-81 CAG); Ataxia de Friedreich (200-900 GAA).
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