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alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 1 SUMÁRIO HERANÇAS ......................................................................................................................................................... 2 INTERAÇÃO GÊNICA ....................................................................................................................................... 2 EPISTASIA: UM CASO DE INTERAÇÃO GÊNICA........................................................................................... 2 HERANÇA QUANTITATIVA ......................................................................................................................... 2 ESTUDO DE UM EXEMPLO CLÁSSICO: A COR DA PELE EM HUMANOS ..................................................... 3 PLEIOTROPIA .................................................................................................................................................. 3 HERANÇAS ..................................................................................................................................................... 3 HERANÇAS AUTOSSÔMICAS .......................................................................................................................... 4 HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE .................................................................................................... 4 HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA ....................................................................................................... 4 HERANÇA LIGADA AO SEXO ........................................................................................................................... 5 HERANÇA RECESSIVA LIGADA AO SEXO .................................................................................................... 5 HERANÇA DOMINANTE LIGADA AO SEXO ................................................................................................. 5 HERANÇA RESTRITA AO SEXO .................................................................................................................... 6 HERANÇA MITOCONDRIAL ........................................................................................................................ 6 HERANÇA MULTIFATORIAL ........................................................................................................................ 7 DOENÇAS GENÉTICAS .................................................................................................................................... 7 GENÉTICA HUMANA .................................................................................................................................. 7 ANOMALIAS CROMOSSÔMICAS ................................................................................................................ 7 TRISSOMIA DO CROMOSSOMO 21 OU SÍNDROME DE DOWN ................................................................. 7 SÍNDROME DE KLINEFELTER ...................................................................................................................... 8 SÍNDROME DE TURNER ............................................................................................................................. 8 https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 2 HERANÇAS INTERAÇÃO GÊNICA O fenômeno denominado interação gênica consiste no processo pelo qual dois ou mais pares de genes, com distribuição independente, condicionam conjuntamente um único caráter, ou seja, os vários pares interagem (colaboram para condicionar a característica). Basicamente, a nível de concursos, o que se cobra envolvem duas espécies de Interação Gênica: Epistasia e Herança Quantitativa. EPISTASIA: UM CASO DE INTERAÇÃO GÊNICA A epistasia constitui-se uma modalidade de interação gênica na qual genes de um par de alelos INIBEM a manifestação de genes de outros pares. Note que o chamado efeito epistático é semelhante àquele observado na dominância completa entre dois genes alelos; na epistasia, porém, a dominância manifesta-se entre genes não alelos. A epistasia é dita dominante quando bastar a presença de apenas um gene para inibir a manifestação de outro. Isso ocorre por exemplo com a pelagem das galinhas. A presença de um gene I que inibe a coloração das penas. Já a epistasia recessiva acontece quando há necessidade de 2 genes iguais para determinar a inibição, como ocorre em ratos de pelagem Aguti (AaPp), Preto (aaPp) e Albino (AApp), sendo o gene p responsável pela inibição. Um locus gênico, chamado locus H, determina a produção de um fator responsável pela expressão do fenótipo do sistema ABO. Assim, indivíduos HH ou Hh sintetizam uma enzima que é responsável pela formação do antígeno H, sendo transformado em antígeno A ou B. Quando esse locus gênico não está presente, ou seja, em casos de indivíduos homozigotos recessivos (hh), é manifestado um fenótipo de sangue do tipo O independentemente do seu genótipo verdadeiro, já neste caso que é sintetizada uma enzima inativa. É o caso do Falso O ou Efeito Bombaim. Diante destes fatos, para se detectar se uma pessoa é realmente O ou um falso O, é necessário um teste em que se é aplicado o anticorpo anti-H em uma gota de sangue. Quando há a aglutinação desta amostra, o indivíduo possui genótipo referente ao sangue O; quando não, é um falso O, não sendo possível se fazer a detecção de seu real grupo sanguíneo. HERANÇA QUANTITATIVA Nesse tipo de interação gênica, dois ou mais pares de genes apresentam seus efeitos somados, em relação a um mesmo caráter, de maneira a ocasionar a manifestação de um fenótipo em diferentes intensidades. Os termos “herança quantitativa” sugerem que a expressão fenotípica depende da quantidade de genes dominantes ou recessivos, uma vez que os genes dos diferentes pares de alelos atuam da mesma forma, no sentido de reforçar a intensidade do fenótipo considerado. A altura, peso, a cor da pele e dos olhos entre outros fatores, resultam do efeito cumulativo de muitos genes, cada um contribuindo com uma parcela no fenótipo. Precursor Antígeno H - Antígeno A - Antígeno H - Antígeno B Transferase H Transferases A e B https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 3 ESTUDO DE UM EXEMPLO CLÁSSICO: A COR DA PELE EM HUMANOS A coloração da pele humana constitui um ótimo exemplo de herança quantitativa. Pode- se, simplificadamente, considerar que dois pares de genes condicionam a produção de melanina, pigmento escuro cuja quantidade determina a coloração apresentada pela pele. Chamando os genes P e S de dominantes, em relação aos seus respectivos alelos p e s (recessivos), e considerando que P e S condicionam a síntese de melanina, conclui-se que quanto maior o número de genes dominantes em um indivíduo, mais escura será a coloração da sua pele. PLEIOTROPIA A pleiotropia constitui, de certo modo, um fenômeno inverso à interação gênica. Na pleiotropia, um único par de genes atua na manifestação de vários caracteres. Um exemplo típico na espécie humana é a doença denominada fenilcetonúria. A criança afetada é portadora de um par de alelos recessivos, que condiciona um defeito na enzima fenilalanina hidroxilase, responsável pela conversão do aminoácido fenilalanina em tirosina. Em vez de tirosina, forma- se o ácido fenilpirúvico, que se acumula no sistema nervoso, ocasionando deficiência mental. O aminoácido tirosina também participa da produção de melanina. Por isso, as crianças fenilcetonúricas exibem também pele mais clara do que deveriam ter. Como se vê aqui, apenas um par de genes atua em dois caracteres diferentes: cor da pele e capacidade de metabolização da fenilalanina. HERANÇAS Por meio do estudo das genealogias é possível identificar várias formas de herança e, para isto, usa-se o heredograma (carta genealógica ou “pedigree”), que é a representação gráfica dos indivíduos relacionados por parentesco. As convenções mais utilizadasna elaboração dos heredogramas são: A montagem de um heredograma obedece a algumas regras: 1ª) Em cada casal, o homem deve ser colocado à esquerda, e a mulher à direita, sempre que for possível. 2ª) Os filhos devem ser colocados em ordem de nascimento, da esquerda para a direita. https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 4 3ª) Cada geração que se sucede é indicada por algarismos romanos (I, II, III, etc.). Dentro de cada geração, os indivíduos são indicados por algarismos arábicos, da esquerda para a direita. Outra possibilidade é se indicar todos os indivíduos de um heredograma por algarismos arábicos, começando-se pelo primeiro da esquerda, da primeira geração. HERANÇAS AUTOSSÔMICAS HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE Para ser afetado por uma doença autossômica dominante, uma criança recebe uma cópia de um gene mutante de um dos pais afetado pela doença. É provável que o pai afetado saiba que tem a doença. O outro progenitor não é afetado e nem carrega mutação neste gene. Com doenças dominantes, há 50% de chance de que uma criança receba o gene mutado e que seja afetado pela doença e 50% de chance da criança não receber a mutação. Doenças dominantes tendem a aparecer em várias gerações de uma família, e muitos membros da família são afetados. 1 – A característica ocorre igualmente em homens e mulheres; 2 – Indivíduos afetados são frequentemente filhos de casais em que pelo menos um dos cônjuges é afetado, dessa forma, um casal normal não tem filhos afetados (a não ser que haja mutação ou penetrância incompleta); 3 – A característica ocorre em todas as gerações. HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA Os distúrbios autossômicos recessivos expressam-se apenas em homozigotos, que, portanto, devem ter herdado um alelo mutante de cada genitor. O risco de seus filhos receberem o alelo recessivo de cada genitor, e serem afetados é de 1/4. A maioria dos genes dos distúrbios autossômicos recessivos está presente em portadores (heterozigotos) dos genes. Eles podem ser transmitidos nas famílias por numerosas gerações sem jamais aparecer na forma homozigótica. A chance de isto acontecer é aumentada se os pais forem aparentados. A consanguinidade dos genitores de um paciente com um distúrbio genético é uma forte evidência em favor da herança autossômica recessiva daquela afecção. 1) Os dois sexos são igualmente afetados; 2) Os indivíduos afetados resultam de cruzamentos consanguíneos em geral; 3) O caráter aparece tipicamente apenas entre irmãos, mas não em seus pais, descendentes ou parentes; 4) Em média, ¼ dos irmãos do propósito são afetados. https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 5 HERANÇA LIGADA AO SEXO O gene alterado está no cromossomo X. Esse tipo de herança pode ser recessiva, ou seja, as manifestações vão estar presentes mais nos homens porque eles têm apenas um cromossomo X, e nas mulheres, quando existe alguma manifestação clínica, em geral é mais leve. Exemplo de doença ligada ao X recessiva é o daltonismo e a hemofilia. É descrita a herança ligada ao X dominante, ou seja, um gene alterado é suficiente para determinar a doença, em geral as mulheres são gravemente afetadas e para os homens a doença pode ser letal, pela ausência de um gene normal daquele par. É provavelmente exemplo desse tipo de herança a Síndrome de Rett. O risco de um filho ser afetado quando sua mãe carrega um gene alterado em um de seus cromossomos X é de 50% e das filhas é também 50% de serem portadoras do gene com defeito e consequentemente passar a seus filhos e filhas. HERANÇA RECESSIVA LIGADA AO SEXO 1) A incidência é mais alta nos homens (sexo heterogamético) do que nas mulheres (sexo homogamético); 2) O caráter é passado de um homem afetado, através de todas as suas filhas para metade dos filhos delas; 3) O caráter nunca é transmitido diretamente de pai para filho. O daltonismo é uma herança determinada por um alelo recessivo localizado na porção não-homóloga do cromossomo X. Daltônicos são incapazes de distinguir cores, geralmente o verde e o vermelho. A coagulação do sangue é uma sequência de reações em cadeia e se uma delas não ocorre, o sangue não coagula corretamente. Um dos distúrbios de coagulação é a hemofilia A causada pela falta ou deficiência do fator VIII, um dos intermediários dessa sequência de reações. O alelo dominante H determina a presença do fator VIII em quantidade normal. Tem-se também, a hemofilia B, causada pela falta do fator IX. Esse distúrbio é determinado pelo alelo recessivo h, localizado na porção não-homóloga do cromossomo X. HERANÇA DOMINANTE LIGADA AO SEXO 1) Os homens afetados transmitem o caráter para todas as suas filhas e nenhum de seus filhos; 2) As mulheres afetadas que são heterozigotas transmitem o caráter para a metade de seus filhos de ambos os sexos; 3) As mulheres afetadas que são homozigotas transmitem o caráter pra toda a sua prole. https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 6 A herança dominante ligada ao X não pode ser distinguida da herança autossômica dominante pela prole das mulheres afetadas, mas apenas pela prole dos homens afetados. Um exemplo aqui é a síndrome de Rett, a qual é uma doença de causa genética associada a mutações no gene MECP2 (do inglês, methyl-CpG-binding protein 2), localizado no cromossomo X. O MECP2 é de extrema importância no controle de outros genes, e a proteína por ele codificada (também chamada de MeCP2) atua como que “desligando” determinados genes durante fases específicas do desenvolvimento neuronal. A base molecular da Síndrome de Rett consiste no fato de o gene MECP2 mutado codificar uma proteína defeituosa, incapaz de exercer adequadamente sua função biológica, o que faz com que os genes que deveriam estar silenciados (“desligados”) durante determinadas fases do desenvolvimento dos neurônios permaneçam ativos (“ligados”), resultando em prejuízos ao desenvolvimento do sistema nervoso central. Cerca de 99,5% dos casos de Síndrome de Rett são esporádicos, ou seja, sem antecedentes familiares. HERANÇA RESTRITA AO SEXO Diz-se que uma herança é restrita ao sexo quando está relacionada ao cromossomo Y, na sua porção não homóloga ao cromossomo X. É restrita porque só ocorre em homens, pois as mulheres não possuem cromossomo Y. Os genes localizados apenas no cromossomo Y são chamados genes holândricos, (do grego holos = todo; andros = masculino). A Hipertricose Auricular é a presença de longos pelos nas orelhas. Independentemente de ser herança dominante ou recessiva, sempre é passada de pai para filho. ATENÇÃO! Na Herança influenciada pelo sexo ocorre uma manifestação diferenciada no homem e nas mulheres devido principalmente à constituição hormonal. É o caso da Calvície, a qual é uma doença autossômica DOMINANTE em homens, e autossômica RECESSIVA em mulheres. Sim! Isso quer dizer que homens heterozigotos serão calvos e mulheres heterozigotas não. HERANÇA MITOCONDRIAL A mitocôndria é uma organela da célula que contém um filamento de ácido desoxirribonucléico (DNA) próprio, responsável pela formação de algumas de suas enzimas, e independente do DNA presente em cada célula de um ser vivo. As doenças mitocondriais podem ocorrer por herança autossômica recessiva ou por herança mitocondrial. As mitocôndrias são todas maternas, porque o espermatozoide quando penetra o óvulo só entra com os cromossomos, a célula em que os seres humanos se desenvolvem é materna com todas as suas organelas, inclusive a mitocôndria e seu DNA. Se existe um gene deficiente no DNA mitocondrial a mãe terá o risco de praticamente 100% a cada gestação de ter um filho ou filha com a doença. https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 7 ATENÇÃO! Homoplasmia: presença de mitocôndrias com mesmo DNA em uma célula; Heteroplasmia: mitocôndrias com DNAs diferentes em uma mesma célula.O fenômeno da heteroplasmia é comum em vegetais e humanos! HERANÇA MULTIFATORIAL Quando fatores ambientais podem influenciar variações nas características em nível de DNA, usa-se o termo multifatorial. Vários distúrbios são decorrentes de fatores externos como alimentação. Mesmo que o indivíduo tenha genes que o predispõe a crescer, sem a matéria- prima isso não é possível. Além disso, muitos autores classificam o Diabetes ou Alzheimer como sendo doenças multifatoriais. DOENÇAS GENÉTICAS A genética médica envolve qualquer tipo de aplicação da genética na prática médica, sejam exames, estudos de herança genética, mapeamento do gene da doença e também conceitos de terapia gênica. As doenças genéticas estão presentes entre a maior parte das doenças da população humana, seja pediátrica seja adulta. Se considerar que a genética é a base para entendimento da constituição biológica fundamental dos organismos, muitas vezes este entendimento pode levar a prevenção do distúrbio e um real tratamento para tal. GENÉTICA HUMANA Em se tratando da espécie humana, como são seres diploides, herdam 23 cromossomos do pai e mais 23 da mãe, totalizando 46. Indivíduos normais apresentam 44 cromossomos (ou 22 pares) autossômicos, ou seja, que não têm características sexuais. O outro par, caracterizado como XX em mulheres e XY e homens, é responsável pelas características sexuais. As anomalias do cariótipo são classificadas como numéricas, quando existe a adição ou a perda de cromossomos, e como estruturais (translocação, inversão, deficiência, duplicação) quando ocorrem rearranjos do material genético de um cromossomo ou entre cromossomos. As variações numéricas são de dois tipos: as euploidias, que originam células com número de cromossomos múltiplo do número haplóide, e as aneuploidias, que originam células onde há falta ou excesso de algum(ns) cromossomo(s). Assim, euploidias são alterações de todo genoma; quanto a esse aspecto os indivíduos podem ser haplóides (n), diplóides (2n), triplóides (3n), tetraplóides (4n), etc. Euploidias são raras em animais, mas bastante comuns em importantes mecanismos evolutivos nas plantas. Na espécie humana, a ocorrência das euploidias é incompatível com o desenvolvimento do embrião, determinando a ocorrência do aborto. Células poliploides cujo número de cromossomos alcança 16n são encontradas na medula óssea, no fígado e nos rins normais, além de ocorrerem em células de tumores sólidos e leucemia. ANOMALIAS CROMOSSÔMICAS Anomalias cromossômicas são distúrbios nos quais CROMOSSOMOS INTEIROS OU GRANDES SEGMENTOS estão ausentes, duplicados ou alterados. TRISSOMIA DO CROMOSSOMO 21 OU SÍNDROME DE DOWN https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 8 A trissomia do cromossomo 21, mais conhecido como síndrome de Down, é caracterizada prela PRESENÇA EXTRA DO CROMOSSOMO 21. Pacientes com esta doença possuem aparência característica, como traços faciais que incluem ponte nasal baixa, fissuras palpebrais oblíquas para cima, orelhas pequenas e uma região malar e maxilar achatadas. O pescoço é curto e mãos e pés tendem a ser mais largos e curtos, além de possuírem defeitos severos estruturais no coração e retardo mental moderado a severo. O cromossomo 21 extra é de origem materna na maioria dos casos. A origem genética da doença decorre da divisão assimétrica na meiose. SÍNDROME DE KLINEFELTER A síndrome de Klinefelter está associada a um cariótipo sexual XXY (ou seja, 47 cromossomos), cujos pacientes são HOMENS e apresentam fenótipo característico com: Estatura maior que a média; Deficiência mental leve a moderada; Anomalias físicas: alterações no desenvolvimento físico e cognitivo, gerando características significativas como aumento das mamas, falta de pelos pelo corpo ou atraso no desenvolvimento do pênis, por exemplo; Esterilidade masculina. Cariótipo de Síndrome de Klinefelter SÍNDROME DE TURNER Doença genética cujo cariótipo está associado a um único cromossomo X (ou seja, 45 cromossomos). Pacientes com síndrome de Turner são MULHERES e apresentam fenótipo característico: Presença de baixa estatura proporcional; Infantilismo sexual (falta de desenvolvimento hormonal); Distúrbio ovariano e inexistência de ciclo menstrual; Malformações secundarias, incluindo faces em forma de triangulo, orelhas giradas posteriormente e o pescoço ‘’alado’’. https://www.alfaconcursos.com.br/ alfaconcursos.com.br MUDE SUA VIDA! 9 Cariótipo de Síndrome de Turner https://www.alfaconcursos.com.br/