Tipos de mutação, Polimorfismo e Analise Citogenetica

Prévia do material em texto

QUESTÕES NORTEADORAS E RESUMO SOBRE TIPOS DE MUTAÇÃO,
POLIMORFISMO E ANÁLISE CITOGENÉTICA
Eliara Orlando
Fisioterapeuta E Estudante De Medicina
1 – Como a diversidade genética através de mutações e/ou polimorfismos
pode ser herdada ao longo de gerações.
Estamos preocupados principalmente com a variação genômica herdada,
então a variação teria de se originar como uma alteração nova nas células
germinativas. Nesse ponto, tal variante seria bastante rara na população, e sua
frequência final na população ao longo do tempo dependeria do acaso e dos
princípios de herança e de genética de populações. Embora a mutação original
tenha ocorrido apenas no DNA das células da linhagem germinativa, qualquer
pessoa que herdasse esta mutação a carregaria como uma mutação constitucional
em todas as células do corpo.
As mutações somáticas ocorrem em todo o corpo, mas não podem ser
transmitidas à geração seguinte, de fato, cada célula em um indivíduo tem uma
versão ligeiramente diferente do seu genoma, dependendo do número de divisões
celulares que ocorrem desde a concepção até o tempo de aquisição das amostras -
mosaicismo somático. A base mutacional para as origens do câncer e a natureza
clonal da evolução tumoral direcionam certas alterações somáticas a estar
presentes essencialmente em todas as células de um tumor. De fato, de 1.000 a
10.000 mutações somáticas (e algumas vezes muito mais) são encontradas nos
genomas da maioria dos cânceres de adultos, com frequências e padrões
mutacionais específicos para diferentes tipos de câncer.
Mutações são definidas como alteração na sequência do DNA, muitas
dessas mutações não têm significância clínica, porém, algumas podem ser
associadas a patologia (como HAS). Em relação aos polimorfismos podemos
afirmar que são alterações na sequência do DNA que são prevalentes em mais
de 1% da população, e estão associadas a evolução do quadro clínico da
patologia. através dos polimorfismos podemos avaliar a evolução patológica
do indivíduo em relação a medicamentos, fisiopatologia e comportamentos.
são esses genes que são observados em uma avaliação genética, e co
associado com o tipo de apresentação clínica. dentro do contexto da
hereditariedade as interações gênicas entre mutações/polimorfismos
associado com células somáticas em alguns casos, podem interagir com
genes sexuais (X ou Y), e dessa forma podem ser repassados para geraçoes
subsequentes.
Resumo: a interação gênica entre os genes das células somáticas com
os genes sexuais (X ou Y) podem acarretar mutações em células sexuais e
isso ser passado de geração para geração. Isso caracterizaria mutação se
acontecer em menos de 1% da população e polimorfismo se for em mais de
1% da população.
● As mutações acontecem nas bases, pode ser uma troca de nucleotídeos
únicos ou do cromossomo inteiro. Elas são por vezes classificadas pelo
tamanho da sequência de DNA alterada e, em outros momentos, pelo efeito
funcional da mutação na expressão gênica, podendo ser uma mutação
silenciosa ou não silenciosa;
● Uma variante é considerada formalmente como um polimorfismo se sua
frequência populacional é superior a 1% dos alelos na população, e não do
tipo de mutação que o causou, de quão grande é o segmento do genoma
envolvido, ou se ele tem um efeito aparente sobre o indivíduo. É a
manutenção da informação na linhagem subsequente e pode ou não estar
associado a patologia;
○ genes polimórficos caracterizam a gravidade da doença;
2 – Quais tipos de mutações e variações genômicas que podemos utilizar para
avaliar o perfil genético e quais podem ser associadas a descrição do caso.
1. MUTAÇÃO CROMOSSÔMICA NUMÉRICA: Mutações que produzem
alteração no número de cromossomos devido a erros de segregação
cromossômica; as consequências de muitos desses eventos no
desenvolvimento são provavelmente tão graves que os fetos resultantes são
abortados de modo espontâneo logo após a concepção sem serem
detectados. Ex.: trissomia do cromossomo 21, conhecido como Síndrome de
Down.
2. MUTAÇÃO CROMOSSÔMICA REGIONAL: As mutações genéticas do tipo
cromossômicas estruturais são alterações que envolvem a estrutura (forma
ou tamanho) de um cromossomo.
a. Inversão: uma parte do cromossomo se rompeu, virou de cabeça para
baixo e se uniu novamente.
b. Translocação: uma porção de um cromossomo é transferida para outro
cromossomo. Existem dois tipos principais de translocação:
i. Translocação recíproca: segmentos de dois cromossomos
diferentes foram trocados.
ii. Translocação Robertsoniana: dois cromossomos inteiros
unem-se pelo centrômero.
c. Deleção: uma parte do cromossomo foi perdida.
d. Duplicação: uma parte do cromossomo foi dobrada, resultado em um
material extra.
e. Cromossomo em anel: as extremidades de um cromossomo se
fundem formando um cromossomo circular ou em forma de anel. Isso
pode acontecer com ou sem perda de material genético.
f. Isocromossomo: Um braço de um cromossomo está ausente e o braço
restante se duplica.
3. MUTAÇÃO GÊNICA: A mutações gênicas ou de DNA, incluindo a
substituição de um par de bases, inserções e deleções , podem originar-se
por qualquer um de dois mecanismos básicos: erros introduzidos durante a
replicação do DNA ou mutações decorrentes de uma falha no reparo correto
do DNA após lesão. Muitas dessas mutações são espontâneas e surgem
durante os processos normais (mas imperfeitos) de replicação e reparo do
DNA, enquanto outras são induzidas por agentes físicos ou químicos,
chamados de mutagênicos. (hereditariedade)
a. mutação RNA
b. mutação na expressão da proteína
3 – Avalie os principais diagnósticos genéticos utilizados e mencione qual ou
quais seriam indicados para o diagnóstico da HAS considerando suas
vantagens e desvantagens.
Cariótipo com banda G: é um estudo onde todos os cromossomos são
pareados com seu homólogo ( do 1 ao 22 e o par de cromossomos sexuais) e
comparados com um controle padrão para ver se existe alguma diferença
(ganhos, perdas ou rearranjo dos cromossomos)
Este exame é uma fotografia de todos os cromossomos que compõem
o DNA de um indivíduo, podendo contribuir para um diagnóstico
preciso de anormalidades cromossomicas e para a investigação de
abortos por repetição.
O cariótipo de bandas G padrão, com resolução de 400 a 550 bandas,
como é visto numa típica preparação em metáfase, permite a detecção
de deleções e duplicações maiores que aproximadamente 5 a 10 Mb
em qualquer parte do genoma. No entanto, a sensibilidade do
bandeamento G com essa resolução pode ser baixa para regiões do
genoma em que os padrões de banda são menos específicos.
Como é feito: amostra de célula viva; cultura para divisão celular; medicação
colchicina que bloqueia o fuso mitótico e para a divisão celular na Metáfase (fase
que os pares de cromossomos homólogos estão mais condensados); depois é
realizado o bandamento, uma coloração que vai deixar o cromossomo com bandas
claras e bandas escuras; leitura e comparação do resultado.
Hibridização in situ por fluorescência (FISH): consegue identificar mais os
polimorfismos. Ela não permite a análise eficiente do genoma inteiro, e,
assim, sua utilização é limitada pela necessidade de um alvo específico com
base numa região genômica suspeita em um diagnóstico clínico. Pode ser
realizada com a célula na metáfase ou interfase. Para alterações muito
pequenas que não é possível ver no exame cariótipo.
Sondas de DNA específicas para cromossomos individuais, regiões
cromossômicas ou genes podem ser marcadas com diferentes
fluorocromos e usadas para identificar rearranjos cromossômicos
específicos ou para diagnosticar rapidamente a existência de número
cromossômico anormal no material clínico.
Sondas de DNA repetitivo permitem a detecção de DNA-satélite ou
outros elementos repetitivos de DNA localizados em regiões
cromossômicas específicas. Sondas de DNA-satélite, especialmente
aquelas que pertencem à família a-satélite de repetições
centroméricas (Cap. 2), são amplamente utilizadas para determinaro
número de cópias de um determinado cromossomo.
Análise genômica usando microarranjos (Microarray):avaliar sequência
genica marcada com chip; alto custo; Em vez de examinar as células e
cromossomos in situ com uma sonda de cada vez, as técnicas de
microarranjos cromossômicos interrogam simultaneamente o genoma
inteiro. Na hibridização genômica comparativa, é possível detectar ganhos e
perdas relativos no número de cópias de forma ampla no genoma através da
hibridização de duas amostras — uma do genoma-controle e outra do
paciente — para certos microarranjos.
métodos baseados em microarranjos mensuram apenas o número
relativo de cópias de sequências de DNA, mas não se elas foram
translocadas ou rearranjadas. A confirmação da suspeita de
anormalidade cromossômica ou genômica através de cariotipagem ou
FISH é importante para determinar a natureza da alteração.
EXOMA: avaliação apenas sequência gênica
Análise genômica pelo sequenciamento do genoma completo: alto custo a
eficiência do sequenciamento de genoma completo tem aumentado e seu
custo tem caído, está se tornando cada vez mais conveniente considerar o
sequenciamento de amostras de pacientes em um cenário clínico.
4 – Quais os tipos de distúrbios genéticos são mais descritos na literatura e
como podemos associá-los com a HAS dentro desse contexto do caso?
Os tipos genéticos mais descritos são as alterações multifatoriais monogênicas.
● SÍNDROME DE LIDDLE: é uma doença hereditária com padrão de
transmissão autossômico dominante, envolvendo atividade aumentada dos
canais epiteliais de sódio (ENaC) que faz com que os rins excretam potássio,
mas retenham quantidades excessivas de sódio e água, levando à
hipertensão.
○ Deve ser considerada em pacientes com hipertensão em idade
jovem,principalmente se acompanhada de hipocalemia e alcalose metabólica
● SÍNDROME DO EXCESSO APARENTE DE MINERALOCORTICOIDE: A
síndrome do excesso aparente de mineralocorticoide (SEAM) é um distúrbio
autossômico recessivo raro que resulta em hipertensão e hipocalemia com baixos
níveis séricos de renina e aldosterona.
○ O cortisol pode-se ligar a receptores mineralocorticoides com a mesma
afinidade que a aldosterona, mas esse efeito é limitado pela sua conversão
em cortisona,que é um metabólito inativo do cortisol. A deficiência na
atividade enzimática 11ß-hidroxiesteroide-desidrogenase tipo 2 (11ß-HSD2),
resulta na não conversão de cortisol no metabólito inativo cortisona. Na
SEAM, o cortisol atua como um mineralocorticóide potente e causa retenção
de sal, hipertensão e hipocalemia com a supressão do sistema
renina-angiotensina-aldosterona.
● HIPERTENSÃO EXACERBADA PELA GRAVIDEZ: ocorre uma mutação
(S810L) no domínio ligante do receptor mineralocorticóide ( aldosterona).
Componentes que normalmente ligam mas não ativam o receptor
mineralocorticóide (como a progesterona) são capazes de ativar no receptor
mutado. Como a progesterona aumenta em até 100x durante a gestação, a
gestante portadora da mutação desenvolve hipertensão grave nesse período.
● SÍNDROME DE GORDON: é uma tubulopatia hereditária rara, de
transmissão autossômica dominante, diagnosticada geralmente na infância
e/ou adolescência.
● HIPERALDOSTERONISMO SUPRIMÍVEL POR GLICOCORTICÓIDES:
● HIPERALDOSTERONISMO FAMILIAR TIPO 2:
● HIPERPLASIA ADRENAL CONGÊNITA:
5 – Quais as hipóteses diagnósticas para os aspectos genéticos apresentados
no caso baseado nas características hereditárias?
De acordo com o caso, a característica da HAS pode ter caráter dominante
por acometer mais de duas gerações da árvore familiar.
No caso citado as hipóteses diagnósticas é que a família sofre com a
hereditariedade a HAS, é possível dizer que o ganho de massa corporal
(aumento de peso) influencia e muito na HAS. O componente genético é
importante como causa para uma pequena parte dos hipertensos e a
interação da genética com o meio ambiente é responsável pela maioria dos
casos de hipertensão arterial. Característica do gene com o gene é
multifatorial.
● dominantes - Homozigoto ou Heterozigoto (AA ou Aa)
● recessivas - Homozigoto (aa)
● multifatorial - ambiente externo e ambiente celular
6 – Como os padrões de herança genética podem ser associados ao caso?
Multifatorial
- 90% dos casos de hipertensão não possuem etiologia conhecida ou cura
- A etiopatogenia é multifatorial - interação de diferentes genes associados a vários
fatores ambientais
- Uma minoria dos casos é por hipertensão secundária, decorrente de disfunção renal,
endócrina ou cardiovascular, e
- Um pequeno grupo é classificado com hipertensão arterial secundária a alterações
genéticas - apresentam um padrão de herança monogênica caracterizado por
disfunção no néfron distal ou córtex adrenal.
R:
- A hipertensão monogênica é causada por um gene mutante que segue os padrões
de herança genética mendeliana, sendo necessário avaliar o heredograma da
família afetada para determinar os padrões de herança em autossômica dominante,
recessiva ou ligada ao cromossomo X. No caso 2, é relatado que 3 gerações foram
afetadas pela HAS, o que nos leva a definir como um padrão de herança genética
autossômica dominante.
- Além disso, as mutações isoladas associadas ao surgimento das formas
mendelianas, resultando em ganho de função de transportadores de néfron distal,
ocasionando excessiva retenção de sal, resultando em múltiplas síndromes que
estão associadas a hipertensão primária: síndrome de Liddle, síndrome do excesso
aparente de mineralocorticoide, hipertensão exacerbada pela gravidez, síndrome de
Gordon, aldosteronismo suprimível por glicocorticoide, hiperaldosteronismo familiar
tipo 2 e hiperplasia adrenal congênita
- A HAS também está associada ao polimorfismo da ECA (Enzima de conversão da
Angiotensina), da haptoglobina ( Hp) e do angiotensinogênio.
- Os principais genes para a predisposição genética para HAS são:
- ACE - sua atividade está relacionada a contração dos vasos sanguíneos e ao
aumento da PA
- AGT - codifica angiotensina
7 – Quais os aconselhamentos genéticos seriam indicados para os familiares
descritos neste caso?
- Painéis genéticos para estimar o risco aumentado para determinada doença
(mapeamento)
- Estudo farmacogenético - para avaliar a variabilidade genética das pessoas
em resposta ao fármaco, dessa forma, a recomendação farmacológica será
mais eficaz. (indicado para pessoas com HF de HAS, problemas
cardiovasculares, DHEG, restrição uterina e excesso de fatores de risco
ambientais.
- Estudo de polimorfismo genético
-
Em relação a HAS o aconselhamento é eficiente para minimizar complicações que
possam ser desencadeados pela associação da predisposição genética com a
ambiental, tais como, consumo elevado de sal, estresse psicossocial, ativação do
sistema nervoso simpático renina-angiotensina que causa alterações funcionais e
estruturais dos vasos, ativação da noradrenalina que faz a vasoconstrição dos
vasos e o sedentarismo que pode levar a obesidade que tem relação direta com o
aumento da pressão arterial.
O aconselhamento genético é essencial para os familiares que possuem uma
predisposição à hipertensão arterial sistêmica (HAS), esse aconselhamento pode
ser feito por um levantamento do histórico pessoal, familiar ou por realizações de
teste genéticos, este aconselhamento é essencial para evitar complicações futuras.
REVISÃO CASO 2
MUTAÇÃO/POLIMORFISMO/DIAGNÓSTICO/PADRÃO DE HERANÇA
● qualquer alteração no DNa, dentro do gene - alteração da sequência de
nucleotídeos;
● gene é uma sequência de introns e exons; mutação mais importante quando
acontece na região dos éxons; que são regiões que irão codificar as
proteínas; pq os introns são retirados da sequência do RNAm; mas se tiver a
inclusão de um nucleotídeo na região dos introns, eu terei a modificação no
exon seguinte;
● mutações gênicas:
○ substituição
○ inserção
○ deleção: perda de parte do gene ou de sua totalidade; interfere no
prognóstico; quanto maior a deleção maior o fenótipo apresentado;
● mutações cromossômicas:meiose/mitose
○ estruturais: dos cromossomos homólogos têm uma mesma
característica; quando existe uma mudança temos a mutação
■ deleção
■ duplicação
■ deslocação
■ inversão
○ numéricas: é o mais comum; adição do terceiro cromossomo -
trissomia; diminuição de um cromossomo - monossomia; sem
cromossomos - nulissomia;
● mutação é fonte básica de toda variabilidade genética; essenciais para a
evolução, mas se forem muito elevadas podem desestabilizar o processo de
evolução;
● variabilidade genética: ex.: crossing over na prófase da meiose I; cor de
cabelo
● diversidade - polimorfismos: exemplo - algumas pessoas são mais resistentes
a infecções virais outras são menos resistentes; tipo de cabelo;
○ antígeno leucocitário humano (HLA) é um complexo de
histocompatibilidade (MHC): os polimorfismos no HLA (a,b e c) podem
ser avaliados para transplantes, evolução cancerígena e/ou
susceptibilidade a doenças (como diabetes por exemplo)
○ ex. bajaus que tem mais evolução ao meio por conta do baço reciclar
os glóbulos vermelhos
○ capacidade de se adaptar aos ambientes
https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/protocolos-clinicos-e-diretrizes
-terapeuticas-pcdt
mutação silenciosa: mutação em base nitrogenada que não altera o
aminoácido produzido;
mutação não silenciosa: quando eu troco a base nitrogenada e mudo o
aminoácido; fenótipo mutante; preciso avaliar o grau de interferência;
mutação sentido errado: troca de aminoácido
mutação sem sentido: mutação leva a um stop codon
mutação germinativa: herdável; acontece na meiose
mutação somática: não herdável; mas pode acontecer interferência nas células
germinativas - interação gênica;
● braço curto ‘p’ acima do centrômero; braço longo ‘q’ abaixo do centrômero;
○ 22q11.2 = cromossomo 22; q braco longo; 11 o locus ou região do
gene; .2 a sub região
○ deleção 22q11.2 ou síndrome DiGeorge: pode ser um caso nao
herdável ou herdados do pai ou da mãe;
○ deleção 5p - cri-du-chat - miado gato
○ doença de Huntington - excessiva repetição do códon CAG (37 a 80
cópias) qt mais cópias mais afetado; comum aparecer na vida adulta;
○ x-frágil -
https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/protocolos-clinicos-e-diretrizes-terapeuticas-pcdt
https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/protocolos-clinicos-e-diretrizes-terapeuticas-pcdt
POLIMORFISMO
Mudança de nucleotídeo, quando essa mudança em uma população específica
ultrapassa 1%; até 0,99%nós chamamos de mutação.
● Podem estar relacionados a um gene ou mais genes;
● Podem ter características de apresentação diferenciadas;
○ SNP - mutação de nucleotídeo único; muda apenas 1 nucleotídeo;
○ INDEL: polimorfismos de inserção ou deleção de um ou mais
nucleotídeos;
○ CNVs - variação no número de cópias - microssatélites: repetição
ANÁLISE CITOGENÉTICA
CROMOSSOMO: “p” braço curto e “q” braço longo
Nª do cromossomo/braço/região do cromossomo/. e subregião do
cromossomo Ex. 6p12; 8q43.2
TIPOS DE CROMOSSOMOS: avaliar durante a metáfase I as alterações
numéricas e estruturais;
EXAMES:
● CARIOTIPO HUMANO: determina sexo, alterações numericas e
estruturais;
● BANDEAMENTO:
● FISH: marcação que vai dar coloração diferente para a região a ser
analisada; presença ou ausência de sequência de DNA; confirma
alterações cromossômicas; avalia alterações submicroscópicas,
quando são muito pequenas; precisam de sonda para região de
interesse;
● MICROARRANJO - Microarray: é um chip; precisa ter o DNA controle
e DNA do paciente; identifica SNIP, perda, ganho..
● SEQUENCIAMENTO GENOMA COMPLETO
● EXOMA: analisa apenas os exons, a parte dos genes que codificam
proteínas