Aula 5- Genética

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GENÉTICA HUMANA E MÉDICA
Tutora: Priscilla C. Medeiros.
GENÉTICA MENDELIANA
A Genética como ciência começou no século XIX, com os experimentos de Mendel com plantas de ervilha de cheiro (Pisum sativum).
Seus experimentos culminaram com o que chamamos de As Leis de Mendel. 
Estas leis são um conjunto de fundamentos que explicam os mecanismos primordiais da transmissão hereditária durante as gerações e constituem a base da Genética. 
I LEI DE MENDEL – PRINCÍPIOS DA DOMINÂNCIA E DA SEGREGAÇÃO
As plantas de ervilha utilizadas por Mendel em seus experimentos eram geneticamente puras;
Homozigotas, porém possuíam diferentes variedades, como algumas produziam sementes verdes e outras sementes amarelas, algumas eram bem altas e outras mediam apenas meio metro.
Obs: Homozigota (AA), Heterozigota (Aa), Recessivas (aa).
I LEI DE MENDEL – PRINCÍPIOS DA DOMINÂNCIA E DA SEGREGAÇÃO
Diante desse achado, Mendel concluiu que as plantas altas híbridas resultantes do primeiro cruzamento possuíam um fator genético para o nanismo, mas que este foi “mascarado” por outro fator para altura elevada;
O fator não visível (nanismo) recebeu o nome de recessivo e o fator expresso (altura elevada) foi chamado de dominante.
Mendel fez experimentos semelhantes para estudar outras características, como a textura (lisa ou rugosa) e a cor (amarela ou verde) das sementes. Esses experimentos foram chamados de cruzamentos mono-híbridos, porque estudavam uma única característica de cada vez.
Hoje sabemos que os “fatores” descritos por Mendel são, na verdade, genes e que as formas dominante e recessiva são denominadas alelos.
Para isso Mendel desenvolveu sua 1º Lei.
I LEI DE MENDEL
“Cada caráter é determinado por um par de fatores que se separam na formação dos gametas, indo um fator do para cada gameta, que é, portanto, puro”.
I LEI DE MENDEL
A 1º Lei de Mendel tem três princípios fundamentais:
Os genes existem aos pares;
Dominância e recessividade;
Segregação.
II LEI DE MENDEL – O PRINCÍPIO DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE
Mendel se questionava como ocorreria a transmissão de várias características ao mesmo tempo.
Ele utilizou plantas que diferiam em mais de um aspecto: ele cruzou plantas que produziam sementes amarelas e lisas com plantas que produziam sementes verdes e rugosas.
Experimento chamado de di-híbrido, para verificar se a herança das duas características da semente, cor e textura, eram independentes.
II LEI DE MENDEL – O PRINCÍPIO DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE
“Os fatores (alelos) para duas ou mais características se distribuem independentemente durante a formação dos gametas e se combinam ao acaso”
II LEI DE MENDEL – O PRINCÍPIO DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE
Com o experimento ele observou que:
As quatro classes de fenótipos observadas têm uma razão aproximada de: nove amarelas e lisas, três verdes e lisas, três amarelas e rugosas e uma verde e rugosa. 
Ele concluiu que cada característica observada era controlada por um gene diferente e que os dois genes tinham heranças independentes entre si.
Então, a 2º Lei de Mendel, observada a partir de um cruzamento di-híbrido;
Estabeleceu um quarto princípio importante para a hereditariedade: 
A distribuição independente, a qual se baseia em pares diferentes de alelos serem segregados (separados ou distribuídos) de maneira independente uns dos outros. 
LEI DA PROBABILIDADE 
Segundo as Leis de Mendel, a segregação dos dois alelos de um mesmo gene ocorre de maneira independente, ou seja, quando um heterozigoto (Aa) produz gametas, metade deles contém um alelo e a outra metade, o outro.
Então, dizemos que um determinado gameta tem metade das chances de conter o alelo dominante, ou seja, essa probabilidade é de ½. 
O mesmo vale para a probabilidade de conter o alelo recessivo, também é de ½.
LEI DA PROBABILIDADE 
Ex: Dois indivíduos Aa (cruzamento Aa x Aa);
A chance de que o zigoto formado deste cruzamento seja AA é simplesmente a probabilidade de que cada um dos gametas que se unem para formá-lo contenha o alelo A, ou seja, é:
 
(AA, Aa, aA, aa)
(1/2) gameta mãe × (1/2) gameta pai = (1/4) zigoto, ou 25 %.
HEREDOGRAMAS
Atualmente existem diversos métodos sofisticados de biologia molecular que permitem analisar a hereditariedade;
Mas, por muito tempo, para analisar uma herança genética específica era preciso fazer um histórico familiar por meio de uma ferramenta chamada heredograma.
É um tipo de gráfico que representa a herança genética de determinada característica dos indivíduos representados;
Servem para analisar uma característica específica como, por exemplo, uma anomalia genética ou a frequência de olhos azuis em uma família;
Para isso, os heredogramas usam símbolos padronizados para representar as relações interpessoais.
HEREDOGRAMA: SÍMBOLOS
EXEMPLO PARA POLIDACTILIA
APLICAÇÕES DO MENDELISMO: PADRÕES CLÁSSICOS DE HERANÇA
Uma herança monogênica é aquela determinada por um único gene;
Quando este gene está localizado em um dos 22 pares de cromossomos não sexuais, dizemos que ela é uma herança monogênica autossômica. 
Uma herança autossômica, por sua vez, pode ser dominante ou recessiva. 
APLICAÇÕES DO MENDELISMO: PADRÕES CLÁSSICOS DE HERANÇA
Uma herança monogênica autossômica dominante (Aa/AA) é aquela que acomete cromossomos não sexuais e na qual o fenótipo é expresso da mesma maneira em homozigotos e heterozigotos. 
Já uma herança monogênica autossômica recessiva (aa) é expressa somente em indivíduos homozigotos.
Assim como nas ervilhas de Mendel, o fenótipo pode saltar gerações e a pessoa afetada geralmente tem pais heterozigotos que não manifestam a doença. Por serem heranças autossômicas, homens e mulheres tem a mesma probabilidade de transmitir o fenótipo aos filhos de ambos os sexos.
HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE
Exemplos de patologias hereditárias dominantes determinadas por um par de alelos autossômicos: 
A polidactilia, que é a presença de mais de 10 dedos nas mãos ou nos pés;
A osteogênese imperfeita, doença conhecida como “ossos de vidro”;
A doença de Huntington que é degenerativa progressiva, afeta as funções cognitivas, psiquiátricas e motoras.
HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE
	ALELOS	GENÓTIPOS	FENÓTIPOS
	P e p	PP	Polidactilia
		Pp	Polidactilia
		pp	Dedos normais
HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA
Na herança autossômica recessiva é preciso que o indivíduo possua dois alelos de um mesmo gene. 
Neste tipo de herança, os genitores raramente são afetados, pois costumam ser heterozigotos com fenótipos normais.
Mas esses progenitores heterozigotos possuem o alelo recessivo de forma silenciosa e podem transmiti-lo para sua prole resultando em um indivíduo com fenótipo doente.
É mais comum se manifestar entre casais consanguíneos.
HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA
HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA
Exemplo de doença autossômica recessiva:
A fibrose cística manifesta pelo acúmulo de muco nos pulmões, resulta em quadros respiratórios crônicos e graves que diminuem a expectativa de vida do indivíduo.
O albinismo, um defeito na produção de melanina que resulta em pouca pigmentação na pele, olhos e cabelos.
A anemia falciforme caracterizada pela produção anormal de hemoglobina, a proteína das hemácias responsável pelo transporte de oxigênio. Provocada por uma mutação na sequência quando a base Timina é substituída pela Adenina, produzindo Hemoglobina S.
HERANÇA LIGADA AO SEXO
Uma herança monogênica também pode afetar os cromossomos sexuais (X ou Y).
Doenças que afetam genes localizados no cromossomo Y são mais raras, são transmitidas diretamente de pai para filho, e são chamadas de holândricas ou restritas ao sexo.
As doenças ligadas ao cromossomo X são mais frequentes e são chamadas de doenças ligadas ao sexo (ou ligada ao X).
Elas podem ser dominantes ou recessivas.
HERANÇA LIGADA AO SEXO
As doenças recessivasligadas ao X costumam se manifestar com maior frequência em indivíduos do sexo masculino. 
Porque as mulheres que possuem apenas um cromossomo X alterado, ou seja, as heterozigotas, não manifestam o fenótipo.
HERANÇA LIGADA AO SEXO
Exemplo de doença recessiva ligada ao sexo:
O daltonismo, seus genes estão localizados no braço longo do cromossomo X, como esperado para esse padrão de herança, ela é mais comum em indivíduos do sexo masculino, ela se manifesta pela dificuldade em distinguir cores como o verde e o vermelho.
HERANÇA LIGADA AO SEXO
A hemofilia, indivíduos hemofílicos são incapazes de produzir um fator necessário para a coagulação sanguínea, o fator VIII. 
Essa proteína é codificada pelo alelo H e não codificada pelo alelo recessivo e mutante h, ambos localizados no cromossomo X.
Quase todas as pessoas afetadas pela hemofilia são do sexo masculino que herdaram a mutação de mães heterozigotas. Caso homens hemofílicos tenham filhos, eles transmitem a mutação para as filhas, mas elas geralmente não terão a doença, pois herdarão o alelo normal das mães
CODOMINÂNCIA 
O alelo dominante é aquele que tem o mesmo efeito fenotípico em indivíduos heterozigotos e homozigotos, ou seja, os genótipos AA e Aa produzem fenótipos iguais.
Alguns genes, no entanto, possuem alelos chamados codominantes, entre eles não existe relação de dominância e cada um possui um fenótipo equivalente.
Exemplo de codominância é o sistema sanguíneo humano MN, semelhante ao sistema ABO.
No sistema sanguíneo MN, a capacidade de produzir os antígenos M e N é determinada por um gene com dois alelos;
Um determina a produção do antígeno M e o outro, do antígeno N. 
Homozigotos para o alelo M produzem apenas o antígeno M e homozigotos para o alelo N, apenas o antígeno N.
ALELOS MÚLTIPLOS E POLIMORFISMO
Aprendemos que cada gene possui dois alelos segundo a genética mendeliana, um dominante e um recessivo;
Que existem também casos de alelos codominantes, mas a genética moderna descobriu que existem genes que possuem três ou mais alelos;
Que uma única característica fenotípica é determinada por mais de dois alelos em um mesmo lócus, a isso damos o nome de alelos múltiplos.
Ex: Sistema ABO.
PLEITROPIA
É o nome dado a um único gene que atua na manifestação de diversas características fenotípicas ao mesmo tempo. 
Exemplo em humanos é a doença fenilcetonúria.
É a deficiência da enzima fenilalanina-hidroxilase, que resulta no acúmulo de substâncias tóxicas no organismo.
O gene também interfere em outros fenótipos, como a síntese de melanina. Isso resulta no clareamento dos pelos do corpo, por isso indivíduos fenilcetonúricos, além das manifestações clínicas da doença, costumam ter cabelos claros.
HERANÇA MATERNA
Como vimos, o nosso genoma é composto pelo genoma contido no núcleo (chamado genoma nuclear, composto por mais de 30 mil genes);
E pelo genoma presente em nossas mitocôndrias (chamado genoma mitocondrial, composto por 37 genes).
Ao falar em herança materna, estamos nos referindo a distúrbios codificados por genes presentes no DNA mitocondrial, o qual pode ser transmitido para ambos os sexos, mas é sempre herdado da mãe.
HERANÇA INFLUENCIADA PELO SEXO
Esse tipo de herança está relacionado a genes autossômicos, mas o fenótipo é influenciado pelo sexo.
É um tipo de herança autossômica cuja expressão é dependente da constituição hormonal.
Neste caso, o sexo influencia a expressão fenotípica, um indivíduo heterozigoto pode apresentar um fenótipo em um sexo e outro fenótipo no outro sexo, mas não é limitada apenas ao sexo feminino ou masculino. 
Um exemplo é a calvície humana. O gene b é dominante em homens e recessivo em mulheres e só exerce seu efeito em heterozigotos na presença do hormônio masculino.
HERANÇA LIMITADA PELO SEXO
Sua herança também está relacionada a genes autossômicos, mas sua expressão fenotípica é limitada pela presença ou ausência de um dos hormônios sexuais.
Seu efeito só se manifesta em um dos dois sexos. 
Exemplos são as características sexuais secundárias: presença de barba, volume dos seios, forma de quadris femininos, etc.
EXTENSÕES DO MENDELISMO: HERANÇA MULTIFATORIAL 
Hoje sabemos que além da herança monogênica, existe a herança poligênica. 
Ela ocorre quando uma característica é determinada pela combinação de vários genes, ou seja, pares de genes diferentes possuem efeito aditivo sobre eles mesmos e determinam um único fenótipo. 
A herança poligênica é responsável pela grande variedade de fenótipos e genótipos existentes na natureza, como as diferentes estaturas, cor de pele e cor dos olhos humanos. 
EXTENSÕES DO MENDELISMO: HERANÇA MULTIFATORIAL 
Quando esses diversos genes ainda sofrem a influência de fatores ambientais, aumentando a variabilidade genética, dizemos que se trata de uma herança multigênica.
Na herança multigênica, a presença de cada gene soma ou subtrai um traço de forma independente dos outros genes.
CARIÓTIPOS NORMAIS
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