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R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 189 C a p ít u lo 8 • A p lic a çõ e s d o c o n h e ci m e n to g e n é ti co Seção 8.2 Aconselhamento genético Diversas doenças humanas são hereditárias. O estudo dos genótipos de um casal e de seus parentes permite, em certos casos, estimar a chance de uma criança ser afetada por uma doença já manifestada por algum membro da família. Pelo estudo dos heredogramas, especialistas no campo da Genética Humana podem orientar um casal sobre os riscos de seus filhos virem a ter alguma doença hereditária. Esse tipo de orientação constitui o aconselhamento genético. Um casal só deve se preocupar em procurar aconselhamento genético se já teve alguma criança com problemas ou se tiver parentes próximos afetados por doenças genéticas. Mulheres com mais de 35 anos que dese- jam engravidar devem procurar um serviço de aconselhamento genético, pois o risco de gerar filhos com número anormal de cromossomos aumenta significativamente depois dessa idade. 1 Identificação de portadores de alelos deletérios Alelos que causam doenças, ou que diminuem a taxa de sobrevivência ou de reprodução de um organismo, são genericamente chamados de alelos deletérios. Muitos alelos deletérios presentes nas populações humanas sur- gem por mutações de alelos normais, comportando-se como recessivos. Para calcular o risco de uma doença genética recessiva se manifestar numa pessoa, os geneticistas tentam descobrir se seus pais são ou não portadores do alelo recessivo causador da doença. A maioria das crianças com problemas causados por alelos recessivos tem pais normais. Todas as pessoas têm alguns alelos deletérios em seu genoma, que só não se mani- festam porque estão em dose simples, isto é, na condição heterozigótica. Atualmente é possível descobrir se uma pessoa é portadora ou não de alelos deletérios recessivos para algumas doenças genéticas. Por exemplo, um teste bioquímico relativamente simples permite descobrir se uma pessoa normal é portadora do alelo recessivo que condiciona a doença de Tay-Sachs, uma enfermidade fatal. Pessoas heterozigóticas para anemia falciforme tam- bém podem ser identificadas em um exame de sangue simples e barato, o que ajuda a evitar o nascimento de crianças afetadas por essa enfermidade. É cada vez maior o número de genes deletérios que podem ser identifi- cados pelas novas técnicas de análise do DNA, o que vem se tornando uma poderosa ferramenta de auxílio ao aconselhamento genético. Em muitos casos, a partir de uma única célula de um embrião, pode-se determinar se ele terá ou não uma doença genética grave. Nos casos de fertilização in vitro, em que se sabe que existe chance de os filhos terem herdado determinado alelo deletério, costuma-se realizar exame de DNA de uma célula dos embriões antes da implantação no úte- ro da mãe. Dentre os embriões analisados, o especialista pode escolher apenas os geneticamente saudáveis para serem implantados, o que tem levantado questões éticas. Casamentos consanguíneos Casamentos entre parentes próximos, tais como primos em primeiro grau, são denominados casamentos consanguíneos. Nestes, é maior a probabilidade de alelos deletérios recessivos se encontrarem, originando um indivíduo homozigótico recessivo. Isso porque, por terem herdado seus genes de ancestrais comuns próximos, pessoas aparentadas têm maior chance de possuir um mesmo tipo de alelo deletério “familiar” que pessoas não aparentadas. Objetivos❱❱❱❱ Conceituar CCCCCCC aconselhamento genético e explicar sua importância no diagnóstico e na prevenção de doenças hereditárias. Conhecer o princípio CCCCCCC dos principais métodos de diagnóstico pré-natal — amniocentese e amostragem vilo-coriônica. Termos e conceitos❱❱❱❱ aconselhamento • genético alelo deletério• casamento • consanguíneo amniocentese• amostragem • vilo-coriônica Figura 8.8 Representação esquemática de duas técnicas utilizadas em exames pré-natais. Acima, técnica de amniocentese. Abaixo, técnica da amostragem vilo-coriônica. (Imagens sem escala, cores- -fantasia.) Ultrassom Centrifugação Análise bioquímica Análise bioquímicaCentrifugação Cultivo das células Células fetais Embrião Feto Útero Análise do cariótipo Análise do cariótipo Cultivo das células Células fetais Útero R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 190 U n id a d e A • G e n é ti ca Diversas culturas têm leis que proíbem ou desaconselham o casamento entre parentes próximos. Essas leis surgiram, possivelmente, da observação empírica de que o nascimento de crianças com anomalias são mais comuns nos casamentos entre parentes. Problemas causados por casamentos consanguíneos também podem ser observados nos animais domésticos e em zoológicos, em que animais aparentados são frequentemente cruzados entre si. 2 Diagnóstico pré-natal Atualmente é possível diagnosticar certas doenças genéticas graves ainda durante a vida intrauterina. Nesses casos, o casal pode optar pelo aborto terapêutico (permitido em certos paí- ses, mas não no Brasil), ou se preparar para criar um filho portador da anomalia. Há dois métodos básicos para diagnosticar possíveis defeitos genéticos de um embrião em desenvolvimento: a amniocentese e a amostragem vilo-coriônica. A amniocentese é uma técnica rápida, precisa e de pouco risco, empregada para análise de fetos entre a 15a e a 18a semanas de gravidez. Uma agulha longa é introduzida na barriga até atingir a bolsa amniótica. Esse procedimento é monitorado por um aparelho de ultrassonografia. Bastam cerca de 20 mililitros de líquido amniótico para realizar diversos tipos de exame. Certas doenças podem ser detectadas pela presença de determinadas substâncias eliminadas pelo feto no líquido amniótico. Outra possibilidade é cultivar células fetais presentes no líquido amniótico, induzindo-as a se multiplicar em laboratório, o que permite estudar os cromossomos e o DNA fetal. A amostragem vilo-coriônica permite diagnosticar doenças hereditárias entre a 8a e a 11a se- manas de gravidez, antes, portanto, que a amniocentese. Com o auxílio de um longo instrumento de punção introduzido pela vagina até o interior do útero, retira-se uma pequena porção do envoltório embrionário, o chamado cório. As células embrionárias coletadas podem ser cultivadas em meio nutritivo ou ser analisadas imediatamente, dependendo do tipo de estudo que se queira realizar. A operação de retirada de amostras de vilosidades coriônicas causa aborto do embrião em cerca de 1% dos casos. Por isso, esse tipo de diagnóstico é empregado apenas quando há alto risco de doença ge- nética, o que pode justificar sua identificação precoce para um eventual aborto terapêutico. (Fig. 8.8) Essas técnicas diagnósticas, que possibilitam a identificação de portadores de doenças graves ainda durante a vida intrauterina, colocam em discussão a questão do aborto terapêutico e levam a questionamentos éticos e morais. O aborto terapêutico é permitido em certos países. No Brasil, o aborto é ilegal; os únicos casos em que é permitido é quando a gravidez resulta de estupro ou se há risco à vida da mãe. Os novos caminhos apontados pela Genética exigem que a sociedade discuta novas atitudes, normas e valores, coerentes com o conhecimento científico atual. Retirada de líquido amniótico Retirada de vilosidades coriônicas Fragmento de restrição Ponto de corte Ponto de corte Enzima de restrição Eco RI Fragmento de restrição R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 191 C a p ít u lo 8 • A p lic a çõ e s d o c o n h e ci m e n to g e n é ti co Seção 8.3 A genética moleculare suas aplicações 1 Enzimas de restrição No início dos anos 1970, descobriu-se que certas enzimas bacterianas, denominadas endonucleases de restrição, podiam cortar moléculas de DNA em pontos específicos, gerando fragmentos de tamanhos definidos. Isso permitiu análises detalhadas do DNA até então impossíveis, dado o grande tamanho e a heterogeneidade das moléculas. As endonucleases de restrição são enzimas bacterianas que atuam como “tesouras moleculares”, reconhecendo sequências de pares de bases específicas em moléculas de DNA e cortando-as nesses pontos. Elas são altamente específicas: cada tipo de enzima reconhece e corta apenas uma determinada sequência de nucleotídios, em geral constituída por 4 ou 6 pares de bases nitrogenadas. Endonucleases de restrição são comparáveis a ferramentas que permitem cortar moléculas de DNA de forma controlada e previsível (Fig. 8.9) Figura 8.9 Representação esquemática do modo de ação da endonuclease de restrição Eco RI (lê-se “eco r um”). A tabela mostra, na coluna da direita, os pontos de corte e as sequências de reconhecimento de algumas endonucleases de restrição e, na coluna do meio, a linhagem de bactéria que produz cada enzima. O nome das endonucleases de restrição compõe-se das iniciais do nome da espécie e, às vezes, da sigla da linhagem da bactéria que a produz. Objetivos❱❱❱❱ Conhecer os princípios CCCCCCC básicos da manipulação genética e duas de suas aplicações: identificação de pessoas pelo DNA e clonagem molecular. Conhecer e CCCCCCC compreender o que são organismos transgênicos. Aplicar esses conhecimentos na formação de opinião a respeito de temas polêmicos, como os possíveis benefícios e prejuízos das manipulações genéticas. Termos e conceitos❱❱❱❱ endonuclease de • restrição eletroforese• clonagem molecular• organismo transgênico• Nome da enzima Bactéria de origem Sítio de ação Aha III Aphanothece halophytica Bam HI Bacillus amyloliquefaciens H Eco RI Escherichia coli RY 13 Hind III Haemophilus influenzae Rd Taq I Thermus aquaticus YTI 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima 5' – TTT AAA – 3' 3' – AAA TTT – 5' 5' – GGATCC – 3' 3' – CCTAGG – 5' 5' – GAATTC – 3' 3' – CTTAAG – 5' 5' – AAGCTT – 3' 3' – TTCGAA – 5' 5' – TCGA – 3' 3' – AGCT – 5' Sítios de corte da enzima