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AULA_11 Heredograma ACH4157 – Genética Molecular • Como descobrimos os tipos de herança em humanos? • Não! Impossibilidade de realizar cruzamentos planejados com esta finalidade. • Pela realização de cruzamentos controlados? • Não! Baixa amostragem (número de descendentes por cruzamento). • Pela contagem de proporções de cruzamentos realizados? • Sim! • Pela representação dos mecanismos de transmissão das características dentro de uma família? • Heredograma = Genealogia = Pedigree = Árvore Genealógica • Isso é realizado por uma representação gráfica que recebe o nome de heredograma. • Regras para um heredograma ser informativo e de fácil interpretação: HEREDOGRAMA • Em geral, apresenta somente uma ou duas características contrastantes por vez, representadas por esquema de cores; • Deve conter ao menos de 3 a 4 gerações; • As gerações são representadas por algarismos romanos e os indivíduos por algarismo arábicos; • Indivíduos são representados por símbolos e o indivíduo de interesse é chamado de probando; • No caso de doenças genéticas usa-se tb o termo afetado. • As leis de Mendel aplicadas à genética humana : HEREDOGRAMA • Pressupostos: • Alelos que causam fenótipo anormal são raros; • Alelo raro deve expressar sua característica apenas quando duas cópias do mesmo alelo estão presentes (homozigose); • Na ausência de maiores evidências, os fenótipos ocorrem igualmente em ambos os sexos; • Se uma pessoa expressa um fenótipo raro, são grandes as chances de que os pais sejam heterozigotos para esta característica. HEREDOGRAMA • Geralmente aparece na prole de indivíduos não afetados; • Nessa condição, diz-se que os pais são PORTADORES; • Pais podem ser consanguíneos, informação que é representada no heredograma quando é conhecida; • Herança não influenciada pelo sexo, portanto, mesmo número de homens e mulheres afetados. • Herança autossômica recessiva • O albinismo é um grupo de condições genéticas caracterizadas pela ausência ou produção insuficiente de melanina, o pigmento que confere cor à pele, cabelo e olhos; • O albinismo é causado por mutações genéticas que afetam a produção, transporte ou processamento da melanina pelos melanócitos; • Por isso, existem diferentes tipos de albinismo, cada um associado a mutações em genes específicos; • Uma forma comum de albinismo é o de tipo 1 (OCA1), causada por mutações no gene TYR (tirosinase) que desempenha um papel crucial na síntese da melanina, no início da via biossintética; • A tirosinase é uma enzima envolvida na conversão de produtos nas etapas iniciais da via. Herança autossômica recessiva TIROSINA L-DOPA DOPAquinona MELANINA TIROSINASE TIROSINASE HEREDOGRAMA • A característica do probando aparece em todas as gerações. • O probando (afetado) apresenta pelo menos um dos progenitores portador (ele próprio afetado). • Inclui tanto homens quanto mulheres em igual proporção. • Herança autossômica dominante Herança autossômica dominante • Pseudoacondroplasia humana (nanismo): Fenótipo determinado por um alelo dominante que impede o crescimento dos ossos longos do corpo durante o desenvolvimento. • Polidactilia: Característica humana rara apresentando dedos extras nas mãos e nos pés. HEREDOGRAMA • O homem afetado transmite o genótipo para TODAS as filhas, e estas, para metade de seus filhos homens; • O homem NUNCA transmite para o seus filhos homens; • Se a característica for rara, a frequência de mulheres afetadas é muito menor do que a de homens. • Herança ligada ao X recessiva Herança ligada ao X recessiva • Daltonismo: • Pessoas com este distúrbio têm dificuldade de distinguir as cores; • Esse distúrbio decore de mutações envolvendo genes que codificam para proteínas que sintetizam pigmentos nas células da retina; • Nesse caso, ocorre comprometimento na absorção de determinados cumprimentos de luz, acarretando insensibilidade na percepção das cores, mais comumente vermelho e verde; Herança ligada ao X recessiva • Hemofilia: • As hemofilias são distúrbios hemorrágicos hereditários causados por deficiência ou ausência de fatores de coagulação sanguínea; • A base molecular das hemofilias congênitas está relacionada a mutações em genes localizados no cromossomo X. • O tipo mais comum de hemofilia (hemofilia A), é resultado de mutações no gene responsável pelo fator de coagulação VIII; • A hemofilia B é menos comum e causada por deficiência ou ausência do fator de coagulação IX; HEREDOGRAMA • O homem afetado transmite a condição para TODAS as filhas, mas para NENHUM de seus filhos. • Mulheres afetadas casadas com homens não afetados transmitem a condição para metade de seus filhos e filhas; • Este modo de herança não é comum. Raros distúrbios conhecidos para esse tipo de transmissão hereditária. • Herança ligada ao X dominante Herança ligada ao X dominante • Raquitismo Hipofosfatêmico: é a forma hereditária mais comum de raquitismo, com incidência de 1:20.000 indivíduos; • É causada por mutações no gene PHEX, que fornece instruções para a produção de uma proteína que regula os níveis de fosfato no corpo (regula FGF23). • As características marcantes dessa doença incluem pernas arqueadas, baixa estatura e problemas dentários; • Nas mulheres, eventualmente uma cópia normal do gene pode compensar a cópia mutada no outro, e as mulheres podem apresentar sintomas leves ou até serem apenas portadoras sem sinais da doença. Herança ligada ao Y • Esse tipo de herança se resumiria aos genes “holândricos”, genes que estão presentes apenas no cromossomo Y sem correspondentes no cromossomo X, portanto, presentes na região do Y sem homologia com o X; • O cromossomo Y contém entre 50 a 200 genes holândricos, incluindo aqueles envolvidos na determinação do sexo e outros relacionados a funções específicas do sistema reprodutivo masculino; • Apenas os homens herdam genes na região diferencial do cromossomo humano Y; • Os pais transmitem para TODOS os homens da prole, NENHUMA mulher é afetada; • Não existem casos convincentes descritos desse tipo de herança; • A hipertricose auricular (hypertrichose pinnae) foi no passado considerada herança ligada ao Y; • No entanto, não há evidências claras indicando uma associação específica com genes do cromossomo Y; • Atualmente essa característica é interpretada como uma predisposição genética masculina associada a autossomos e fatores ambientais. Herança influenciada pelo sexo • Em geral são características que apresentam padrão autossômico de herança, mas são influenciadas pelos hormônios sexuais. • Indivíduos heterozigotos de sexos diferentes apresentam diferentes fenótipos para um mesmo genótipo. • Um exemplo é a calvície de padrão masculino (alopecia androgenética); • Predisposição genética tem uma influência poligênica e é parcialmente ligada ao cromossomo X; • Homens que herdam genes associados à calvície de um dos pais podem expressar essa característica; • Pois o gene se manifesta com mais intensidade nos homens pela ação da testosterona. No homem o alelo se comporta dominante enquanto em mulheres, recessivo. EFEITOS AMBIENTAIS • O fenótipo é na verdade resultado da interação entre genótipo e ambiente; • A influência do ambiente pode ser grande ou pequena dependendo do gene em questão; • Além de ser variável entre espécies ou mesmo dentro de uma população. EFEITOS AMBIENTAIS • A coloração das extremidades do corpo de alguns mamíferos como coelhos, está sujeita à produção de pigmentos e à resposta à temperatura; • A explicação para a coloração das extremidades em função da temperatura envolve a distribuição de melanina nessas regiões do corpo; • Nestes casos, a sensibilidade da enzima tirosinase conferida pelas raças de coelhos himalaia e chinchila é modulável pela temperatura durante a embriogênese;• A tirosinase é mais ativa em temperaturas mais baixas, levando a uma maior produção de melanina e, consequentemente, a uma coloração mais escura nas extremidades do corpo que são as regiões mais frias. • Já coelhos de regiões com temperatura mais alta, a atividade da tirosinase diminui, resultando em uma coloração mais clara nestas partes do corpo. PENETRÂNCIA E EXPRESSIVIDADE • Penetrância e expressividade descrevem propriedades da expressão dos genes; • A penetrância é uma medida que descreve a proporção de indivíduos portadores de uma variante genética específica (como uma mutação) que manifestam a característica fenotípica associada a essa variante; •Ou seja, é a porcentagem de indivíduos com uma mutação genética que apresenta a característica ou condição associada. •A penetrância é expressa como uma porcentagem e pode variar de 0% a 100%; • Na penetrância incompleta, o genótipo nem sempre produz o fenótipo esperado dentro de uma população; • Por exemplo, se de 42 indivíduos com o alelo dominante para a polidactlia 38 apresentam o fenótipo esperado (dígitos a mais), a penetrância é de 90%. PENETRÂNCIA E EXPRESSIVIDADE • Com expressividade, define-se o grau pelo qual uma característica se manifesta, existindo toda uma amplitude de variação em indivíduos portadores de uma variante genética específica; • Portanto a expressividade também apresenta uma gradação pode variar de leve a grave, mesmo entre portadores da mesma mutação. • Variam de indivíduo para indivíduo mesmo dentro da mesma família (incluindo de pais para filhos; •Por exemplo, vimos que entre mulheres heterozigotas para raquitismo hipofosfatêmico existem desde as assintomáticas como aquelas com manifestações clínicas. • A penetrância e expressividade dependem principalmente de interações com os demais genes do organismo e também do ambiente no qual cada organismo se desenvolve. Expressividade variável de eyeless em Drosophila variando desde olho selvagem, redução parcial ea ausência de olhos. HERANÇA MULTIFATORAL (POLIGÊNICA) • Neste tipo de herança, vários genes (poligenes) contribuem para a manifestação do fenótipo; • Só que a contribuição (acentuar ou diminuir) o fenótipo resulta em variação contínua do fenótipo (variação quantitativa); • Situações anteriores, classes discrepantes, variação descontínua • Influência do ambiente importante participação nesse tipo de transmissão. HERANÇA DE EFEITO MATERNO • Fenótipo da prole determinado pelo genótipo da mãe; • Transmissão de substâncias de células maternas para o oócito durante a oogênese; • Em geral, produtos maternos que atuarão no início da embriogênese da prole, independente do genótipo da prole. •No caso do caramujo, a proteína formina, que atua na polimerização da actina citoplasmática, deve alterar o plano de clivagem durante a formação dos blastômeros. HERANÇA CITOPLASMÁTICA • A herança citoplasmática refere-se à transmissão de características genéticas que são encontradas no citoplasma da célula e não no núcleo; •Transmissão de uma geração para a próxima através do citoplasma presente no gameta feminino (também transmissão materna); •A mitocôndria é um exemplo importante de organela citoplasmática que carrega seu próprio material genético, conhecido como DNA mitocondrial (mtDNA); • Algumas doenças humanas conhecidas são consequência de mutações mitocondriais transmitidas pela mãe.; • A importância crítica das mitocôndrias na produção de energia e no funcionamento celular é responsável pelo comprometimento de diferentes estruturas do corpo. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23
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