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CITOGENÉTICA HUMANA

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CITOGENÉTICA HUMANA
Definição: é o campo da genética que estuda os cromossomos, sua estrutura, composição e papel na evolução e desenvolvimento de doenças. 
Os humanos têm 46 cromossomos – ou 23 pares – que carregam aproximadamente 25 mil genes. Destes, 22 pares são autossomos (ou somáticos – aqueles que não estão ligados ao sexo) e o 23º par é dos cromossomos sexuais (XX ou XY – são os não pareados, que determinam o sexo dos indivíduos).
Cromatina: complexo de DNA e proteínas que se encontra dentro do núcleo celular nas células eucarióticas. Quase todo o DNA é empacotado na cromatina para diminuir o tamanho da molécula e para permitir maior controle por parte da célula de tais genes. 
Eucromatina: DNA ativo, ou seja, pode se expressar como proteínas e enzimas.
Heterocromatina: DNA inativa – parece ter funções estruturais durante o ciclo celular. A heterocromatina constitutiva é aquela que nunca se expressa como proteínas e que se encontra localizada em volta do centrômero. A heterocromatina facultativa tem quantidade variada dependendo da atividade transcricional da célula e apresenta-se condensada durante a intérfase.
CICLO CELULAR
Consiste na intérfase e na fase mitótica.
É controlado por pontos de checagem que monitoram e controlam a precisão da síntese de DNA e a montagem de uma rede de microtúbulos que facilita o movimento dos cromossomos. 
Intérfase – período entre o final de uma divisão celular e o início de outra. É a fase mais longa do ciclo celular. Durante esta fase os cromossomos não são visíveis ao microscópio óptico. É um período de intensa atividade da célula, quando ocorre a duplicação do material genético. Divide-se em 3 fases:
G1 – sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA. Verifica-se também a formação de organelas celulares, com consequente aumento do tamanho da célula. 
S – estágio de síntese do DNA. Cada cromossomo replica-se para tornar um cromossomo bipartido que consiste em duas cromátides irmãs (ligadas pelo centrômero). Cada uma das quais contém uma cópia idêntica da molécula original linear de DNA.
G2 – síntese de moléculas necessárias à divisão celular (como os centríolos). 
Mitose
Prófase: etapa mais longa da mitose. Condensação gradual dos cromossomos, formação do fuso mitótico, desaparecimento do nucléolo. 
Metáfase: máxima condensação dos cromossomos! Estão dispostos na placa equatorial da célula. Melhor visualização. 
Anáfase: separação dos centrômeros. As cromátides irmãs de cada cromossomo se tornam cromossomos filhos independentes, que se movem para polos opostos. 
Telófase: cromossomos começam a descondensar e o núcleo é reconstituído. 
Meiose
É o tipo de divisão celular pelo qual as células diploides de linhagem germinativa (sexual) originam gametas haploides. É conhecida como divisão reducional, pois é a divisão na qual o número de cromossomos é reduzido de diploide para haploide pelo pareamento de homólogos na prófase. 
Meiose 1: ocorre a recombinação genética (CROSSING OVER – variabilidade genética!), em que os segmentos homólogos de DNA são trocados entre as cromátides não irmãs de um par de cromossomos homólogos. 
Meiose 2: segue-se à meiose 1 sem uma etapa intercalar de replicação do DNA. Como na mitose comum, as cromátides separam-se e uma cromátide de cada cromossomo passa a se chamar de célula filha. 
Muitos erros podem ocorrer na divisão celular. A anáfase da meiose 1 é a etapa mais propensa a erro, o que resulta em ambos os homólogos de um par cromossômico indo para o mesmo polo em vez de polos opostos. Esse processo é conhecido como não disjunção. 
TÉCNICAS PARA ANÁLISE CITOGENÉTICA
Fito-hemaglutinina Lectina (proteína encontrada no feijão) Mitogênico: estimula a divisão celular!
Colchicina inibição da polimerização dos microtúbulos (liga-se à tubulina) impede a progressão da divisão celular!
Uso de solução hipotônica (KCl)
Cultura de linfócitos de sangue periférico: obtém-se uma amostra de sangue periférico e acrescenta-se heparina para evitar coagulação. A amostra é centrifugada a uma velocidade que permita aos leucócitos se sedimentarem como uma camada distinta. Os leucócitos são colhidos, colocados em meio de cultura tecidual e estimulados a dividir-se pelo acréscimo de um agente mitogênico: a fito-hemaglutinina. A cultura é incumbada por cerca de 72 horas, até que as células estejam se multiplicando rapidamente. Acrescenta-se, então, uma solução de colchicina. Em seguida, adiciona-se uma solução hipotônica para causar tumefação das células, lisando-as e liberando os cromossomos. Os cromossomos são fixados, espalhados em lâminas e corados. 
TÉCNICAS DE BANDEAMENTO
Bandeamento G – MAIS USADA! Cromossomos são tratados com tripsina (para desnaturação das proteínas) Corados com corante giemsa Pares de cromossomos são corados em padrão típico de bandas claras e escuras.
Bandeamento Q – Cromossomos são tratados com quinacrina-mostarda Examinados com microscopia de fluorescência Cromossomos são corados num padrão específico de bandas brilhantes opacas (bandas Q). As bandas brilhantes correspondem às bandas G escuras. 
Bandeamento R – Cromossomos recebem pré-tratamento com calor antes da coloração giemsa. Nesse caso, as bandas claras e escuras resultantes são o inverso das produzidas por G ou Q.
Bandeamento C – Coloração da região centromérica de cada cromossomo e outras regiões que contenham heterocromatina. 
Bandeamento de alta resolução – Cora cromossomos preparados num estágio inicial da mitose (prófase ou prometafase) que estão ainda em uma condição não condensada. 
ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS
São alterações estruturais (perdas de pedaços ou inversões) ou alterações numéricas (falta ou excesso – erros mitóticos ou meióticos: não disjunção) de cromossomos nas células. 
As numéricas são classificadas em dois grandes grupos:
Euploidias: todos os cromossomos do indivíduo são duplicados (diploidia) ou triplicados (triploidias). Há também a tetraploidia (DNA se duplica, mas sem divisão celular). 
Aneuploidias: aumento ou diminuição de um ou mais pares de cromossomos, mas não de todos.
Trissomia (2n +1): três cromossomos homólogos.
Monossomia (2n -1): apenas um cromossomo, não acompanhado de seu homólogo. 
Exemplos de aneuploidias: 
Síndrome de Down: trissomia do 21. 1/600 nascimentos. 
Fenótipos: hipotonia, retardo mental, prega palmar única, micro/braquicefalia, epicanto, cardiopatia, fendas palpebrais com inclinação mongoloide. Anomalias orais: palato alto, protrusão da língua, microdontia/hipodontia, dentes supranumerários, atraso na erupção, suscetibilidade maior a doenças periodontais, problemas de oclusão. 
Síndrome de Patau: trissomia do 13. 1/10.000 nascimentos.
Fenótipos: Fissura lábio-palatal, polidactilia.
Síndrome de Edwards: Trissomia do 18. 
Aneuploidias dos cromossomos sexuais:
Síndrome de Klinefelter – 47 XXY
Fenótipos: ginecomastia, hipogenitalismo, esterilidade. NÃO há retardo mental. Anomalias orais: esmalte mais espesso, taurodontismo, problemas de oclusão. 
Duplo Y – 47 XYY: 1/1000 nascimentos. 
Fenótipos: estatura elevada, problemas de aprendizado (50%), atraso na fala. Anomalias orais: tamanho da coroa maior, esmalte mais espesso, raízes mais longas. 
Triplo X- 47 XXX
Fenótipos: geralmente é normal. Fertilidade normal. Irregularidades do ciclo menstrual. Anomalias orais: esmalte mais espesso.
Síndrome de Turner – Monossomia do cromossomo X – 45 X
Fenótipos: estatura baixa e esterilidade (100%). Anomalias orais: dentes menores, esmalte mais fino, raízes curtas, taurodontismo. 
Já as estruturais ocorrem por:
Deleção: resulta em desequilíbrio cromossômico por perda de segmentos (genes), normalmente em razão da quebra de algum filamento de DNA ou por crossing-over desigual em homólogos desalinhados.
Translocação: quando dois cromossomos sofrem quebras e o segmento de cada um é transferido (soldado) para a estrutura do outro cromossomo. 
Inversão: é a ocorrência de duas quebras em um cromossomo unifilamentoso durante a intérfase, eventual inclusão em posição invertidano fragmento restante do cromossomo. Pode ser paracêntrica, quando as quebras ocorrem em um mesmo braço cromossômico, ou pericêntrica, se o fragmento cromossômico invertido incluir o centrômero. 
Tipos de aberrações estruturais:
Balanceadas: não há alteração na quantidade de material genético.
Não balanceadas: desequilíbrio na quantidade de material genético. 
Exemplos de aberrações estruturais:
Síndrome do miado do gato (cri du chat) – deleção do braço curto do cromossomo 5.
Síndrome de Wolf – deleção do braço curto do cromossomo 4.
TRANSLOCAÇÕES
Recíprocas: quebra de cromossomos não homólogos com troca recíproca dos segmentos quebrados. Em geral, não são prejudiciais, embora sejam mais comuns em pessoas com retardo mental. É comum em casais que já tiveram dois ou mais abortos espontâneos e em homens inférteis. NÃO ORIGINA SÍNDROME DE DOWN.
Robersonianas: envolve dois cromossomos ACROCÊNTRICOS que se fundem perto da região do centrômero com a perda de braços curtos. Essa perda não é deletéria, pois os braços curtos de todos os cinco pares de cromossomos acrocêntricos têm múltiplas cópias de RNA ribossômico. Quando os braços curtos são perdidos, os braços longos se unem. Podem gerar um filho com Síndrome de Down. 
MOSAICISMO
Chama-se mosaico a um indivíduo com dois materiais genéticos distintos, porém provenientes do mesmo zigoto. Geralmente, o mosaicismo ocorre como uma variação no número de cromossomos nas células do corpo. Normalmente, todas as células do corpo devem possuir o mesmo número de cromossomos.
Mosaicismo germinativo: durante o início do desenvolvimento de genitor, uma mutação somática ocorreu em uma célula da linhagem germinativa, persistiu em todos os descendentes clonais desta célula, e assim, atingiu uma proporção dos gametas.
Mosaicismo somático: ocorre durante o desenvolvimento embrionário. Pode se manifestar como uma anomalia segmentar ou em trechos, dependendo do estágio no qual a mutação ocorreu e da linhagem de células somáticas nas quais se originou. Se ocorrer num estágio inicial, antes da separação das células germinativas das somáticas, ela estará presente em ambas as linhagens e, portanto, será transmitida par a prole em sua forma completa, bem como será expressa somaticamente em forma de mosaico.
QUIMERISMO: é uma alteração genética rara, caracterizada por má formação do embrião. Trata-se de bebês formados a partir de fusão de células de pelo menos dois embriões diferentes durante os estágios iniciais do seu desenvolvimento, que ao contrário do normal onde se desenvolveriam dois irmãos gêmeos, um óvulo fecundado absorve o outro. Desta forma os diferentes tecidos do bebê formado terão na prática proporções variadas de cada tipo de célula. As consequências podem ser, por exemplo, o indivíduo pertencer a mais de um grupo sanguíneo, que é o quimerismo sanguíneo, o mais comum, mas também pode ser do tipo quimerismo imunitário, quimerismo por irradiação ou o hermafroditismo onde o mesmo indivíduo possui células masculinas e células femininas.
GENÉTICA MENDELIANA – HERANÇA MONOGÊNICA
É aquela determinada por um gene apenas, apresentando genótipos e fenótipos distribuídos conforme padrões característicos. 
O fenótipo expresso do mesmo modo tanto em homozigotos quanto em heterozigotos é dominante, enquanto um fenótipo expresso apenas em homozigotos é recessivo. 
Qualquer fenótipo expresso em heterozigoto é classificado como dominante, tenham ou não os heterozigotos e homozigotos para o alelo mutante o mesmo fenótipo. De fato, os distúrbios autossômicos dominantes são tipicamente mais graves nos homozigotos que nos heterozigotos.
Quando o fenótipo devido a um genótipo heterozigoto é diferente do fenótipo visto em ambos os genótipos heterozigotos e sua gravidade é intermediária a eles, o fenótipo pode ser descrito como sendo incompletamente dominante. 
Existem quatro padrões básicos de herança monogênica: autossomo dominante, autossomo recessivo, dominante ligado ao X e recessivo ligado ao X.
Herança autossômica recessiva
Ambos os genitores de uma pessoa afetada são heterozigotos (portadores). 
Afetados de ambos os sexos.
Há saltos de gerações.
Os afetados, em geral, possuem genitores normais (fenótipo normal) e que são heterozigotos para o gene deletério, portanto os não afetados podem ter filhos afetados.
Em média, 25% dos irmãos de um afetado são também afetados.
A característica aparece em irmandades e não nos genitores ou netos dos afetados.
Os genitores dos afetados frequentemente são consanguíneos. A consanguinidade aumenta o risco de filhos homozigotos (ancestrais comuns).
Herança autossômica dominante
Aparece igualmente em homens e mulheres.
Pode ser transmitida diretamente de homem para homem.
Pais e mães afetados transmitem o fenótipo a filhos e filhas com igual probabilidade.
Ocorre em todas as gerações (não há saltos).
Só afetados possuem filhos afetados (normais não podem ter filhos afetados).
Em média, um afetado tem 50% dos seus filhos também afetados. 
Exemplos: doença de Huntington, acondroplasia, polidactilia, neurofibromatose, síndrome de Wan der Woude, amelogênese imperfeita. 
Explicações moleculares para a dominância: haploinsuficiência (a quantidade de produto não é suficiente para a normalidade), dominante negativo (o produto do alelo mutado interfere na ação do alelo normal – ex.: proteínas multiméricas), ganho de função (o produto proteico tem novas funções – ex.: enzimas). 
CONCEITO DE PENETRÂNCIA: É a probabilidade de que um gene tenha qualquer expressão fenotípica. A penetrância é um conceito de tudo ou nada. Em termos estatísticos, é a porcentagem de pessoas com um determinado genótipo que são afetadas, pelo menos em um grau. Quando a frequência de expressão de um fenótipo é menor que 100%, isto é, quando algumas pessoas que têm o genótipo apropriado não o expressam em absoluto, diz-se que o gene apresenta penetrância reduzida. Pessoas com o mesmo genótipo podem ter penetrância reduzida. 
CONCEITO DE EXPRESSIVIDADE: É a gravidade da expressão do fenótipo. Quando a gravidade da doença difere nas pessoas que têm o mesmo genótipo, o fenótipo é dito como tendo expressividade variável. Mesmo dentro de uma família, um distúrbio pode variar em gravidade em relação a qualquer manifestação. 
Herança recessiva ligada ao X
É tipicamente expressa em termos fenotípicos em todos os homens que a recebem, mas apenas nas mulheres que são homozigotas para a mutação.
Em consequência, os distúrbios recessivos ligados ao X em geral são restritos aos homens (Ex.: hemofilia).
Casamentos consanguíneos possibilitam uma maior chance às mulheres de serem homozigotas. 
A transmissão o gene é, na maioria dos casos, feita por mulheres heterozigotas com fenótipo normal. 
Homens afetados não transmitem o fenótipo aos seus filhos (homens).
Mulheres heterozigotas eventualmente manifestam sinais, porém de uma forma mais branda que os homens. 
Exemplos: Hemofilia tipo A, daltonismo, distrofia muscular de Duchenne.
Hipótese de Lyon (Inativação do X): nas células somáticas das fêmeas dos mamíferos, apenas um cromossomo é ativo. O segundo X é heterocromático e inativo e surge nas células interfásicas como cromatina sexual, o corpúsculo de Barr. Em qualquer célula somática feminina, o X inativo pode ser paterno ou materno. Depois que o cromossomo X ficou inativo em uma célula, entretanto, todas as células descendentes dela terão o mesmo X inativo.
Herança dominante ligada ao X
Transmissão vertical.
Todas as filhas e nenhum dos filhos de homens afetados são afetados. 
Cada filho de uma mulher afetada tem 50% de chances de herdar a característica, independente do sexo. 
Homens afetados que se reproduzem com mulheres normais não têm filhos afetados e nem filhas normais. 
 
HERANÇA MULTIFATORIAL
FENÓTIPO = VÁRIOS GENES + FATORES AMBIENTAIS
É aquela em que o fenótipo ocorre pela determinação genética e de fatores do meio ambiente. 
A susceptibilidade genética ocorre quando genes propiciam a aquisição ou desenvolvimento de caracteres(ou doenças) determinadas por fatores do meio ambiente. 
A determinação da susceptibilidade pode ser monogênica ou poligênica, nesta última, havendo limiares para determinação fenotípica. 
Exemplos: cor da pele, cor dos olhos, estatura, peso, doenças comuns (diabetes, câncer, depressão, etc)
FENÓTIPO MENDELIANO X FENÓTIPO MULTIFATORIAL:
Fenótipo Mendeliano (monogênico): 1 loco gênico, 2 alelos (A e a) – 2 fenótipos se houver dominância completa; 3 fenótipos se houver dominância incompleta. 
Fenótipo Multifatorial (poligênico): muitos locos gênicos + ambiente o número de fenótipos é muito maior.
Qualitativa monogênica: são controlados por poucos pares de genes (geralmente um), o efeito individual do gene sobre a característica é grande, sofrem pequena ou nenhuma influência do ambiente, têm distribuição fenotípica em classes bem definidas.
Quantitativa poligênica (multifatorial): são controlados por muitos pares de genes, o efeito individual do gene sobre a característica é pequeno, sofrem grande influência do ambiente, têm distribuição fenotípica contínua.
Estudo de anomalias congênitas: não são observados padrões que permitam reconhecimento do modo de herança nos heredogramas. 
Herança Poligênica/Multifatorial Variabilidade patológica – defeitos congênitos Modelo do LIMIAR
- Os genes tem contribuição pequena e igual;
- Os efeitos são ADITIVOS;
- Não há dominância;
- Não há ligação: genes estão em cromossomos diferentes ou distantes no mesmo cromossomo.
- O risco de recorrência aumenta quando há mais de um caso na família;
- Quanto mais grave o defeito, maior o risco de recorrência;
- Se há diferença de limiar entre os sexos, o risco de recorrência aumenta se o probando é do sexo menos suscetível. 
O MODELO DO LIMAR Uma curva normal apresenta duas extremidades: uma baixa, à esquerda na curva, e uma alta, à direita na curva. As pessoas que se encontram na extremidade mais baixa da distribuição têm poucas chances de desenvolver a doença em questão porque possuem poucos alelos ou fatores ambientais que propiciam o aparecimento da doença. Os que estão próximos da extremidade mais alta da distribuição possuem um maior número de genes causadores da doença ou maior predisposição ambiental e, portanto, são mais propensos a desenvolvê-la. Acredita-se, então, que exista um limiar de tendência ou de susceptibilidade que deve ser ultrapassado antes de a doença se expressar. Abaixo desse limiar, o indivíduo provavelmente é normal e, acima dele, será afetado pela doença. Então, o limiar delimitaria o ponto a partir do qual o fenótipo é expresso.
EXEMPLOS: Fissura Lábio Palatal (mais frequente no sexo masculino – agravantes são fumo e álcool durante a gestação e deficiência de vitaminas), anencefalia, meningomienocele, fissura palatina (mais frequente no sexo feminino).
OS FENÓTIPOS MULTIFATORIAIS DE INTERESSE PARA A ODONTOLOGIA: problemas de oclusão, dentes supranumerários, doença periodontal (evidências: estudos com gêmeos, ocorrência de agregação familiar, síndromes genéticas com periodontite como manifestação importante, microrganismos periodontopatogênicos, resposta imune ao hospedeiro, fumo, stress psicossocial, diabetes, osteoporose), variabilidade na morfologia craniofacial, controle da erupção (época, lateralidade). 
GRUPOS SANGUÍNEOS
O nosso sistema sanguíneo é composto por tipos de proteínas denominadas aglutinogênios (também conhecidos como antígenos) e aglutininas (também conhecidas como anticorpos), e de acordo com tais proteínas, temos determinado tipo de sangue. 
Os antígenos se expressam nas superfícies das hemácias.
O fenótipo vai ser definido pela presença ou ausência do antígeno.
Trata-se de uma herança monogênica. 
SISTEMA ABO
Gene localizado no cromossomo 9. 
Polialelismo 3 alelos: A, B e O.
A e B são codominantes; O é recessivo em relação a A e B.
Loco ABO: 7 exons, sendo o exon 7 é o maior. Os alelos A e B diferem em 7 nucleotídeos; o alelo O ocorre pela deleção de uma guanina no exon 6 falta de atividade enzimática. 
O produto dos genes do sistema ABO depende da ação de proteínas com função enzimática: as glicosiltransferases. 
Anticorpos ABO: são produzidos após o nascimento, depois do 3º mês de vida, por bactérias intestinais que liberam o estímulo antigênico. 
Genes H condicionam a presença de uma substância precursora, denominada antígeno H, que é precursora dos antígenos A e B.
- Indivíduos HH ou Hh: produzem essa substância, que serve de base para a manifestação de todos os antígenos do sistema ABO. 
- Indivíduos hh: não produzem o antígeno H e, consequentemente, não podem produzir nem o antígeno A e nem o antígeno B. Por isso, esse grupo é designado como zero.
FENÓTIPO BOMBAIM (FALSO GRUPO O): fenômeno raro no qual pessoas que não possuem a enzima ativa H expressam o grupo sanguíneo “O”. O paciente que receber sangue contendo um antígeno que jamais esteve no seu próprio sangue terá uma reação imune. Assim sendo, os indivíduos com o fenótipo de Bombaim podem doar sangue para qualquer membro do sistema ABO (a não ser que outro fator sanguíneo, como o Rh, seja incompatível), mas não podem receber de nenhum membro do sistema ABO (cujo sangue contém sempre um ou mais antígenos A, B e H); somente recebem sangue de indivíduos com o fenótipo de Bombaim.
- O loco H encontra-se no cromossomo 19. 
Loco secretor: alelos Se e se; genótipos SeSe e Sese. “sese” não é secretor.
SISTEMA RH
Altamente polimórfico; pelo menos 45 antígenos. 
Loco no cromossomo 1.
Alelos D e d; genótipos DD e Dd são Rh positivo (antígeno D) e dd é Rh negativo.
DOENÇA HEMOLÍTICA DO RECÉM-NASCIDO (ERITROBLASTOSE FETAL) 
Incompatibilidade entre o fator Rh da mãe e o do fator Rh do feto.
A DHRN acontece quando uma mulher Rh-, sensibilizada imunologicamente, seja por já ter gerado um filho Rh+, seja por transfusão indevida, gera um feto Rh+. Essa sensibilização, nada mais é, que a presença de anticorpos irregulares no sangue, ou seja, anticorpos ocorrem de maneira natural, mas patológica. Esses anticorpos agem normalmente na defesa do organismo quando em contato com antígenos correspondentes.
Durante a o período gestacional, a mãe e o feto estão ligados entre si através da placenta. De forma acidental, pode ocorrer a passagem de sangue fetal para a circulação da mãe, que já sensibilizada, produzirá anticorpos que agirão na circulação do feto, destruindo suas hemácias.
De maneira geral, uma mulher Rh-negativo e um homem Rh-positivo tem um filho Rh-positivo. Após o parto, há sensibilidade da mãe e na próxima gestação, anti-Rh atacam, destruindo as hemácias fetais, processo que ocorre incessantemente ao longo de todo período da gestação, facilitando assim um aborto natural.
Incompatibilidade ABO como fator protetor contra a DHRN.
PREVENÇÃO: Se o grau de sensibilização da mãe é pequeno, os problemas se manifestam apenas após a criança nascer. Nesse caso, costuma-se substituir todo o sangue da criança por sangue Rh-. Com isso, os anticorpos presentes no organismo não terão hemácias para aglutinar. Como as hemácias têm em média três meses de vida, as hemácias transferidas vão sendo gradualmente substituídas por outras fabricadas pela própria criança. Quando o processo de substituição total ocorrer, já não haverá mais anticorpos da mãe na circulação do filho. Logo após uma mulher Rh- dar à luz um filho Rh+, injeta-se nela uma quantidade de anticorpos anti-Rh, imunoglobulina, cuja função é destruir rapidamente as hemácias fetais Rh+ que penetram na circulação da mãe durante o parto, antes que elas sensibilizem a mulher, para que não haja problemas nas seguintes gestações
HERANÇA MITOCONDRIAL
Herança não mendeliana.
As mitocôndrias têm o seu próprio DNA genoma mitocôndrial.
Mitocôndrias são transmitidas pela mãe Herança materna (matrilinear).
DNA mitocondrial humano: 37 genes 22 genes para RNAt, 2 genes para RNAr e 13 polipeptídios (subunidades de enzima relacionadas à fosforilação oxidativa – síntese na própria mitocôndria).
As outras proteínas necessárias à funçãomitocondrial (enzimas, proteínas de transporte, proteínas estruturais, etc) são codificadas por genes nucleares e sintetizadas no citoplasma.
 Código genético mitocondrial síntese dos 13 polipeptídios mitocondriais diferente do código genético nuclear (o código genético mitocondrial tem 4 paradas em vez de 3, 2 códons TRP em vez de 1, 4 códons ARG em vez de 6, 2 códons MET em vez de 1 e 2 códons ILE em vez de 3.
GENOMA NUCLEAR 				GENOMA MITOCONDRIAL
	 	 3300 MB						16,6 KB
	23 ou 46 moléculas lineares (cels) 		 milhares de moléculas circulares
DNA associado a proteínas (histonas/não histonas)	 livre de proteínas
 65.000 genes					37 genes
 Genes transcritos individualmente			transcrição de múltiplos genes
intros					 ausência de introns 
 3% do DNA é codificador			 93% do DNA é codificador
Heteroplasmia: presença de uma mistura de mais de um tipo de genoma mitocondrial numa mesma célula. É na heteroplasmia que reside a explicação para a maioria das doenças mitocondriais.
Homoplasmia: todas as mitocôndrias possuem o mesmo genoma. 
DOENÇAS MITOCONDRIAIS
Mutações de ponto, deleções ou duplicações que vão abolir a expressão gênica.
Heteroplasmia pode ser tecido específica.
LHON Neuropatia Óptica Hereditária de Leber. Prevalência de 1/50.000; início entre 18 e 35 anos; mutações em genes que codificam subunidades dos complexos I e III da cadeia respiratória. 
Epigenética: modificações químicas no DNA ou nas histonas, que levam a alterações na estrutura da cromatina sem interferir na sequência de nucleotídeos do DNA. Exemplos: Desacetilação de histonas e Metilação do DNA (citosina regiões ricas em C e G = ilhas CpG). As alterações epigenéticas podem causar doenças e alterações no desenvolvimento. 
Impriting: um processo epigenético, fenômeno no qual certos genes são expressos apenas por um alelo, enquanto o outro é metilado (inativado). A alteração depende da origem do alelo – materna ou paterna).
FARMACOGENÉTICA
Área que estuda a contribuição da constituição genética na variação à resposta a drogas. 
Como um fármaco atua? Interação com proteínas carregadoras, transportadoras ou enzimas de metabolização. 
VARIAÇÃO GENÉTICA MESMO MEDICAMENTO RESPOSTAS DIFERENTES
Quais são essas variações que podem ocorrer na resposta? Eficácia, reações adversas, interações medicamentosas, segurança, toxicidade do fármaco. 
Cerca de 3 milhões de pessoas nos EUA correm risco de overdose após o uso de quantidade usual de medicamento anticoagulante.
Doses usuais de medicamento usado para tratamento da leucemia podem matar.
Efeito adverso: resposta a uma droga, nociva e não intencionada, que ocorre em doses normalmente utilizadas no homem.
A variação individual ou genética da resposta a uma droga deve-se as diferenças de frequência alélicas em locos envolvidos, por exemplo, com a síntese de enzimas relacionadas ao metabolismo da droga, que surgiram em função de pressões seletivas diferentes entre as diversas populações humanas.
Variação Enzimas que metabolizam drogas, receptores, canais iônicos Doenças genéticas que influenciam a resposta Resistência genética
FARMACOGENÉTICA X FARMACOGENÔMICA
Farmacogenética: estudo da hereditariedade e sua relação em resposta a drogas.
Farmacogenômica: pode ser definida da mesma forma, apenas acrescentando que o conhecimento genômico é usado para pesquisar novas drogas.
Estudo do genoma humano com o objetivo de identificar genes individuais relevantes na susceptibilidade a doenças e a atuação dos fármacos, assim como a descoberta de novos alvos terapêuticos. 
Perspectivas: medicamentos mais poderosos, personalização, maior segurança (redução nas mortes e números de hospitalizações por reações adversas), vacinas melhores.
ENZIMAS / DROGAS COM USO TERAPÊUTICO BIOTRANSFORMAÇÃO/BIOMETABOLISMO HEPATÓCIOS METABÓLITO INATIVO DE EXCREÇÃO FÁCIL
Genes que codificam enzimas que participam do metabolismo podem afetar as reações de fase I e fase II.
Fase I: oxidação, redução e hidrólise.
Fase II: reações de conjugação – acetilação, glucoronidação, sulfatação e metilação. 
ENZIMAS QUE METABOLIZAM DROGAS (BIOMETABOLISMO)
Suxametônio ou succinil-colina – uso em anestesia geral (relaxante muscular). Inativado pela enzima plasmática pseudo-colinesterase (butiril-colinesterase). Indivíduos com metabolização lenta podem ter apneia prolongada (homozigotos para um alelo recessivo – ee).
Deficiência da butiril-colinesterase: Succinilcolina Butirilcolinesterase Colina + ácido succínico. 
Isoniazida – medicamento usado no tratamento da tuberculose. Metabolizada no fígado pela enzima acetil-transferase (acetilação) – gene NAT 2 (8 p21) Inativação e excreção fácil da droga.
População / Estudo em famílias (fenótipo recessivo) Acetiladores lentos/Acetiladores intermediários/Acetiladores rápidos Variação populacional e étnica. 
Acetiladores lentos Isoniazida Polineuropatia (efeito tóxico).
Citocromos P450 – gene CYP2D6 (oxidação – fígado).
Fenótipos: metabolizadores lentos (6% caucasoides) ou metabolizadores ultrarrápidos. Responsável pelo metabolismo oxidativo de grande número de compostos exógenos e endógenos. 
Testes genéticos: com os substratos fluoxetina e propranolol. 
Tiopurina metiltransferase (TPMT) – substratos: 6-mercaptopurina e 6-tioguanina (leucemias). Deficiência da enzima toxicidade; alta atividade doses mais elevadas. 
RESISTÊNCIA A DROGAS
Anticoagulantes cumarínicos (dose usual = 7mg). Gene dominante = necessitam de mais de 100 mg para ter resposta. 
DOENÇAS GENÉTICAS QUE INFLUENCIAM A RESPOSTA A DROGAS
Hipertermia maligna: 1/10.000 anestesias aplicadas em crianças. É uma entidade clínica de resposta adversa a anestésicos de inalação (ex.: halotano) ou relaxantes musculares (ex.: succinilcolina). É causa importante de morte na anestesia (1/12000 crianças e 1/100000 adultos), mais comum nos homens (2,5 vezes). É devida a um nível elevado de Cálcio no sarcoplasma. 
É um distúrbio autossômico dominante desencadeado por anestésicos voláteis (halogenados – halotano;isoflurano) e/ou relaxantes musculares despolarizantes (suxametônico – transporte de íons cálcio).
Gene RYR1 (receptor rianodina) – 19q13. Mutações: liberação excessiva e contínua de íons cálcio do retículo para o citoplasma. 
Quadro clínico de Hipertermia maligna: rigidez muscular, elevação da temperatura e hipercatabolismo. 50% dos casos são devidos a mutações no gene RYR1 do cromossomo 19 que controla o canal de liberação de cálcio. Já foram descritas 22 mutações. Autossômica dominante com penetrância incompleta. Provável heterogeneidade genética. 
Deficiência da enzima Glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD): xq28. Deficiência enzimática mais comum em humanos (400 milhões de pessoas). Mais de 400 variantes da enzima identificadas. Variante normal = tipo B.
As hemácias não tem núcleo e, então, obtêm energia da glicólise. Se houver deficiência na glicose-6-fosfato desidrogenase, falta NADPH, glutationa reduzida (GSH) consequente hemólise. 
Crises hemolíticas: infecções virais ou bacterianas; medicamentos: anti-maláricos, aspirina, sulfanilamida. 
Variantes genéticas são divididas em 5 classes:
1) Deficiência total anemia crônica (incidência é rara)
2) Deficiência severa menos que 10% (não provoca anemia crônica, porém merece maior atenção)
3) Deficiência moderada 10 a 60% % (não provoca anemia crônica, porém merece maior atenção)
4) Deficiência leve ou ausente mais que 60%
5) Aumento da atividade
Crise hemolítica quando expostos a certas substâncias. 
Favismo: anemia hemolítica após a ingestão de fava (vicia faba) ou aspiração de pólen. 
GENÉTICA DO CÂNCER
O câncer é considerado uma das principais causas de morte em todo o mundo. Os tipos mais conhecidos são: neoplasias de pele não melanoma, mama, próstata, pulmão e estômago.
Câncer e Genética: o câncer é considerado uma doença associada a alterações genéticas múltiplas, geradas a partir de uma única célula normal que acumuloumutações após um processo de evolução clonal. Em geral, as mutações incluem perdas, ganhos ou rearranjos genéticos, além de alterações pontuais na sequência do DNA.
Assim, pode-se definir o CÂNCER como o conjunto de distúrbios associados a um crescimento celular descontrolado Tumor ou neoplasia. 
Desenvolvimento do câncer CARCINOGÊNESE ou ONCOGÊNESE.
MUTAÇÃO E CÂNCER
Genes alterados em células tumorais Envolvidos no controle do ciclo celular, apoptose ou reparo crescimento celular descontrolado – TUMOR Células tumorais atingem outros tecidos – METÁSTASE 
Célula tumoral: taxa de divisão elevada, alta taxa metabólica, alteração morfológica, invasão. 
As alterações necessárias para o surgimento de um tumor envolvem vários genes, a maioria relacionada com o crescimento e proliferação celular (controle do ciclo celular). Incluem principalmente:
Expressão aumentada ou ativação mutacional de proto-oncogenes;
Inativação de genes supressores de tumor.
PROTO-ONCOGENES ESTÍMULO DA DIVISÃO Se sofrer mutação ONCOGENE (GANHO DE FUNÇÃO) 
GENES SUPRESSORES INIBIÇÃO DA PROGRESSÃO DO CICLO CELULAR APOPTOSE/REPARO Se sofrer mutação PERDA DE FUNÇÃO.
ONCOGENES: Representam formas alteradas dos proto-oncogenes celulares que controlam processos associados com a proliferação e diferenciação celular. Quando alterados, são chamados de ativados. A expressão dos oncogenes pode levar a uma proliferação anormal das células e a formação do tumor. 
Devido à sua capacidade de transformar células, apesar da expressão residual dos alelos normais, os alelos mutantes dos proto-oncogenes são considerados dominantes (proto-oncogenes um único alelo mutado alteração do fenótipo da célula efeito dominante).
Produtos dos proto-oncogenes:
Fatores de crescimento polipeptídicos: estímulo da proliferação celular. Específico.
Receptores de fatores de crescimento: proteínas de membrana ativadas após a ligação do fator específico.
Moléculas transdutoras de sinal: interações entre proteínas (ex.: quinases – fosforilação).
Fatores de transcrição
Mecanismos de ativação
Mutações de ponto
Exemplo: Substituição de glicina por valina no 12º aminoácido da proteína RAS (transdutora de sinal), que vai impedir a inativação: sinalização para que a célula se divida.
Deleções de parte do gene
Exemplo: EGFR (receptor de fator de crescimento epidermal) domínio intracelular, domínio transmembrana e domínio extracelular (função de quinase que é ativada quando o fator de crescimento epidermal – EGF – se liga a ele, levando à transdução de sinais).
 Aberrações cromossômicas que levam a fusões gênicas
Exemplo: Cromossomo Filadélfia (Ph), nos casos de leucemia mieloide crônica (LMC). Translocação entre os cromossomos 9 e 22 (fusão de dois genes). Ativação dos oncogenes nos linfócitos B.
Amplificação gênica
Aumento do número de cópias de uma região específica do genoma. Frequência muito maior em tumores.
GENES SUPRESSORES: Atuam como reguladores negativos da proliferação celular, retardando a progressão do ciclo celular e assim bloqueando a diferenciação ou induzindo a morte celular por apoptose. Alterações que inativem esses genes liberam a célula da inibição em determinadas fases do ciclo celular (pontos de checagem), levando à proliferação desordenada.
Alterações nos genes supressores de tumor levam à perda de função e são consideradas recessivas, pois esses genes apenas são inativados quando ambos os alelos são alterados (genes supressores inibição da proliferação celular transformação maligna: ambos os alelos devem ser inativados efeito recessivo na célula).
Produtos dos genes supressores:
Proteínas intracelulares que regulam ou inibem a progressão do ciclo celular;
Receptores de hormônios que inibem a divisão;
Proteínas de controle que atuam nos pontos de checagem, impedindo a progressão do ciclo;
Proteínas que promovem a apoptose;
Enzimas que participam do reparo do DNA.
HIPÓTESE DE KNUDSON 
Exemplo: Retinoblastoma. Frequência: 1/20.000. Esporádico: geralmente unilateral. Hereditário: bilateral. Herança autossômica dominante. Alteração ocorre no cromossomo 13.
PONTOS DE CHECAGEM DO CICLO CELULAR
Checagem em G1: garante reparo de danos ao DNA.
Checagem em G2: impede que a divisão aconteça antes que a replicação termine (bloqueio de nova replicação).
Checagem no fim da mitose: alinhamento correto dos cromossomos no fuso. 
CÂNCERES HEREDITÁRIOS: um dos supressores mutados é herdado pela linhagem germinativa e o outro é mutado esporadicamente. 
TUMORES DA CAVIDADE BUCAL: O principal fator de risco é o tabaco, que contem mais de 3000 compostos destes, 300 carcinógenos, capazes de serem convertidos em metabólitos reativos e interagir com o DNA pela ação das enzimas oxidativas. 
Prevenção: não início ou abandono do uso do tabaco, redução no consumo de bebidas alcóolicas, promoção da higiene bucal, uma consulta odontológica de controle a cada ano. 
A detecção precoce de lesões pré-malignas pelo autoexame bucal e pelo cirurgião dentista ainda é considerada a forma mais efetiva de prevenção da doença. 
 
	FUNÇÃO DO PRODUTO NORMAL		 CONSEQUÊNCIAS/MUTAÇÃO
	 Progressão do ciclo celular				Ganho de função
	Inibição da progressão do ciclo				Perda da função
	 Promoção da apoptose				Perda da função
	 Inibição da apoptose				Ganho de função
	 Reparo do DNA					Perda da função
							 TUMOR
ERROS INATOS DO METABOLISMO
São distúrbios de natureza genética que geralmente correspondem a um defeito enzimático capaz de acarretar a interrupção de uma via metabólica. Ocasionam, portanto, alguma falha de síntese, degradação, armazenamento ou transporte de moléculas no organismo. 
São monogênicos – geralmente com herança autossômica recessiva. 
Esses erros são considerados a causa das Doenças Metabólicas Hereditárias (DMH), em que há ausência de um produto esperado, acúmulo de substrato da etapa anterior ou o surgimento de uma rota metabólica alternativa, que podem levar ao comprometimento dos processos celulares. 
As alterações ocorrem ao nível molecular, causando ausência de síntese de uma enzima, síntese de enzima com atividade deficiente – que pode ser de diversos graus – ou ainda a destruição exagerada de uma enzima normalmente sintetizada levando ao bloqueio de diversas vias metabólicas. 
Mutação no gene estrutural que codifica a enzima: pode acarretar, nos homozigotos, ausência da mesma ou produzir uma forma anormal, com atividade reduzida.
Mutação no gene regulador da taxa de produção da enzima: pode levar a uma quantidade inadequada da enzima estruturalmente normal. 
Degradação acelerada da enzima: pode levar à deficiência da enzima ativa. 
Mutação que afeta a absorção ou biossíntese do cofator, ou altera o seu sítio de ligação: pode reduzir a atividade enzimática. 
EXEMPLO: A Fenilcetonúria: deficiência da enzima que degrada fenilalanina (fenilalanina hidroxilase). É tratada com dieta pobre fenilalanina. Essa dieta é importante mesmo na vida adulta no que se refere aos benefícios sobre as funções neuropsicológicas do paciente e, também, à saúde fetal durante a gravidez de mulheres com hiperfenilalaninemia. Se for tomado esse cuidado, uma mulher aa com controle da dieta durante a infância e a adolescência pode ter um filho com fenótipo normal.
O tratamento através da dieta, comumente, está direcionado para a redução de substrato acumulado, para a suplementação de um produto, para a estimulação do bloqueio metabólico com cofatores ou precursores enzimáticos, ou ainda para a desintoxicação por metabólitos.
Consequências para os pacientes não tratados:
SNC: retardo mental, retardo do desenvolvimento psicomotor (andar e falar), convulsões, hiperatividade, tremor, microcefalia e atraso no desenvolvimento. Os sintomas de retardo mental são evidentes com cerca de um ano de vida. 
Hipopigmentação: os pacientes com fenilcetonúria mostram uma deficiência de pigmentação (cabelos claros, pele clara e olhos azuis). A hidroxilação da tirosina pela tirosinase, que é a primeiraetapa na formação do pigmento melanina, é inibida competitivamente pelos altos níveis de fenilalanina na PKU. 
TRIAGEM NEONATAL – Por que é importante? Crianças com fenilcetonúria não apresentam sintomas ao nascimento, porém os sintomas de atraso no desenvolvimento neuropsicomotor são evidentes aos 6 meses de vida. Se não iniciarem tratamento idealmente no primeiro mês de vida, evoluem com deficiência intelectual, odor característico na urina e suor, além de distúrbios no comportamento. 
AGENTE TERATOGÊNICO – agente físico ou químico capaz de produzir dano ao embrião ou feto durante a gravidez. Estes danos podem se refletir como perda da gestação, malformações ou alterações funcionais (retardo de crescimento, por exemplo), ou ainda distúrbios neuro-comportamentais, como retardo mental.
OUTRAS DOENÇAS
Albinismo Oculocutâneo: falta da enzima tirosinase – erro no cromossomo 2. Não é causada por acúmulo de substrato e sim pela falta do produto.
Homocistenúria: falta de enzima, havendo bloqueio metabólico. O tratamento é evitar acúmulo de fenilalanina. 
Alcaptanúria ou ocronose: acúmulo de ácido homogentísico em cartilagens e tecido conjuntivo (por falta de enzima). 
DOENÇAS RELACIONADAS A MACROMOLÉCULAS
 Doenças de armazenamento lisossômico (doenças de acúmulo)
Mucopolissacaridose: defeito na degradação de glicosaminoglicanos. Não há tratamento.
Síndrome de Hurler: muito cabelo e pelos nas costas, bochechas e lábios proeminentes, aumento do fígado e do baço, nanismo, retardo mental. Herança autossômica recessiva.
Síndrome de Scheie: características mais amenas. Mesmo gene causador da síndrome de Hurler, mas são doenças diferentes, com fenótipos diferentes.
Síndrome de Hunter: é parecida com a síndrome de Hurler, mas é ligada ao X recessivo (afeta mais homens).
HPRO: acúmulo de ácido nucleico, relacionados à purina e pirimidina. 
HEMOGLOBINOPATIAS
São distúrbios relacionados a alterações das cadeias de hemoglobina. Atinge 5% da população mundial. 
Na hemoglobina adulta normal, as cadeias de globina são designadas como α (141 aminoácidos) e β (146 aminoácidos). As quatro cadeias são dobradas e acomodadas juntas para formar um tetrâmero globular. A função da hemoglobina é transportar oxigênio. 
AS CADEIAS α E β SÃO CODIFICADAS POR GENES EM LOCOS DISTINTOS: Loco α no cromossomo 16 e loco β no cromossomo 11. 
Além da HbA existem outras 5 hemoglobinas humanas normais. Há mudança de expressão dos variados genes durante o desenvolvimento humano. 
Período do desenvolvimento:
Embrionário: a síntese de globina embrionária ocorre no saco vitelino da 3ª a 8ª semana de gestação, com a produção das hemoglobinas embrionárias transitórias: 
Fetal: A hemoglobina predominante ao longo da vida fetal e que constitui cerca de 70% da hemoglobina total ao nascimento. 5ª semana de gestação. Fígado fetal. 
Adultos
DISTÚRBIOS GENÉTICOS DA HEMOGLOBINA
As hemoglobinopatias devem-se a:
Variantes estruturais: alteram a sequência de aminoácidos do polipeptídio da globina sem afetar sua taxa de síntese. Há 3 tipos de acordo com o fenótipo:
Variantes que causam anemia hemolítica: sintomas mais suaves que a anemia falciforme. Mutação de ponto em β6, havendo substituição de glutamato por lisina;
Variantes que levam a alteração no transporte de oxigênio: Metemoglobinas (HbM) – Ferro reduzido (ferroso) Ferro oxidado (férrico), pela metemoglobina redutase. 
Variantes com fenótipo de talassemia: Hb Lepore, por exemplo. Fusão gênica por crossing-over desigual. 
Variantes quantitativas – TALASSEMIAS: há uma redução da síntese de uma ou mais cadeias de globina, desequilibrando as quantidades relativas das cadeias. Nas talassemias, a mutação reduz o nível de síntese da cadeia alfa ou beta. A redução leva a uma distorção da proporção de cadeia. A cadeia que é produzida na taxa normal está em excesso relativo; na ausência de uma cadeia complementar com a qual possa formar um tetrâmero, as cadeias normais em excesso precipitam-se na célula, lesando a membrana e provocando destruição prematura da hemácia. Dois grupos principais de talassemias são definidos:
α-talassemias: a síntese da cadeia é reduzida ou ausente.
β-talassemias: há o comprometimento da síntese da cadeia β. Causas: deleção ou mutação de genes da beta-globina. Manifestação pós-natal. O problema advém do fato de que havendo redução na quantidade de β-globina e produção normal de cadeias α, há a formação de tetrâmeros α4 insolúveis, com precipitação nas células precursoras de hemácias na medula óssea.
Talassemia menor: heterozigotos. Anemia leve.
Talassemia maior: homozigotos para a mutação no gene da beta globina. Heterozigotos compostos. Anemia intensa, atraso de crescimento, alterações ósseas. Tratamento deve ser constante.
β 0 nenhuma ou produção muito pequena de beta-globina.
Β + detecção de pequena quantidade de beta-globina.
Tipos de β-talassemias: 
- Na região promotora: geralmente deleções ou mutagênese pontual. O fenótipo depende dos boxes (sequências consensuais) onde ocorreu a mutação. No CACCC principal proximal, o fenótipo é mais severo, enquanto no CACCC distal, pode ser mais silencioso. 
- Mutações de Splicing: causam alterações na região codificante do gene HBB. Podem resultar em mudança tanto na sequência de aminoácidos da cadeia de β-globina quanto na quantidade de formação de RNAm específicos. Fenótipo de variante estrutural.
- Mutações que afetam o cap ou a causa poli-A do RNAm: impedem as modificações pós-transcricionais do RNAm, ou pelo capping não correto na extremidade 5’ ou por não poliadenização da extremidade 3’. Afetam a estabilidade do RNAm formado.
Persistência Hereditária da Hemoglobina Fetal (PHHF):
É clinicamente benigna. Os pacientes com deleções que deixam pelo menos um dos genes  intactos têm uma apresentação clínica benigna denominada Persistência hereditária da hemoglobina fetal (PHHF). Os homozigotos são viáveis, pois os genes  remanescentes permanecem ativos após o nascimento, em vez de se desligarem como ocorre normalmente. A síntese de Hb F continua após o nascimento em um nível alto compensando a ausência de Hb A.
Mutações que afetam o encaixe do Heme: ligação da enzima é prejudicada. O ferro não é reduzido e há comprometimento do transporte de oxigênio (Cianose). 
DOENÇA FALCIFORME (variante estrutural): É uma das doenças hereditárias mais comuns no Brasil. É causada por uma modificação no gene (DNA) que, em vez de produzir a hemoglobina A (de adulto), produz em seu lugar uma hemoglobina diferente, chamada de hemoglobina S.
Se uma pessoa recebe um gene do pai e outro da mãe para produzir a hemoglobina S ela nasce com um par de genes SS e assim terá a Anemia Falciforme, sendo por isso uma doença genética e hereditária. Se receber de um dos pais o gene para hemoglobina S e do outro o gene para hemoglobina A ela não terá doença e sim o Traço Falciforme (AS), portanto não precisa de tratamento especializado, mas deve saber que se tiver filhos/filhas com outra pessoa que também herdou o traço, poderá ter uma criança com Anemia Falciforme (substituição de aminoácido glutamato por valina em β6). HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA. Ou seja, se a pessoa for homozigota, será afetada, e se for heterozigota, apenas terá traços falcêmicos. 
O gene que produz a hemoglobina S pode combinar-se com outras alterações hereditárias das hemoglobinas como C, D, E, Beta e Alfa Talassemias, dentre outras, gerando combinações que se apresentam com os mesmos sinais e sintomas da combinação SS e são tratadas da mesma forma. O conjunto de combinações SS, SC, SD, SE, S/Beta Talassemia, S/Alfa Talassemia denomina-se DOENÇA FALCIFORME.
A hemoglobina S faz com que as hemácias adquiram a forma de foice (falcizadas) em ambiente de baixa oxigenação, não exercendo a função de oxigenar o corpo de modo satisfatório. As hemácias falcizadas têm dificuldades de circularem na corrente sangüínea e podem provocar obstrução vascular. Como consequência, as pessoas com essa doença apresentam dores intensas, isquemia, necrose, disfunçãoe danos irreversíveis a tecidos e órgãos, além de uma anemia crônica.
Consequências da doença: anemia, atraso de crescimento, infecções, úlceras, esplenomegalia, infartos dolorosos. 
MUTAÇÕES GÊNICAS
São alterações herdáveis que ocorrem no material genético. 
MUTAÇÃO NOVOS ALELOS PODEM GERAR: AUSÊNCIA DE FUNÇÃO, NOVA FUNÇÃO, GANHO DE FUNÇÃO, DIMINUIÇÃO DE FUNÇÃO. 
As mutações podem ser morfológicas, condicionais, letais, bioquímicas, germinativas, somáticas. 
CONSEQUÊNCIAS FUNCIONAIS
Transcrição: mutação na região promotora ou enhancer pode impedir a transcrição do gene, ou alterar os níveis, época e/ou local da expressão.
Estabilidade do RNAm e tradução: mutações que afetem a poliadenilação afetam a estabilidade e podem impedir a tradução. Códons de parada prematuros, mudança de matriz de leitura, mutações que afetem o splicing.
Estabilidade da proteína: estrutura secundária anormal. 
Função da proteína.
Então, as CAUSAS podem ser no metabolismo, raios UV, radiação ionizante, agentes químicos, erros de replicação, que podem REFLETIR nos pontos de checagem do ciclo celular, na transcrição, nos mecanismos de reparo e na apoptose. 
CAUSAS DE MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS
Tautomerização: Passar da forma ceto (estável) para a forma enol (instável – rara). A hidroxilamina modifica a citosina, aumentando a tendência à mudança tautomérica. 
Desaminação: lesão espontânea. Exemplo de agente desaminador: ácido nitroso.
Despurinação: perda de purinas sítios apurínicos. Lesão espontânea mais comum. Exemplo de agente despurinizante: etil-etano-sulfonato.
Transição: substituição de uma purina por outra purina ou de uma pirimidina por outra pirimidina. 
Transversão: substituição de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa. 
TIPOS DE MUTAÇÃO
Mutação silenciosa: substituição de uma base do DNA por outra (no 3º nucleotídeo de cada códon), que resulta num códon que codifica o MESMO aminoácido
Mutação com perda de sentido: substituição de uma base do DNA por outra, que tem como consequência a substituição de um aminoácido por outro na proteína codificada. A conformação da proteína pode ser alterada. 
Mutação sem sentido: substituição de uma base do DNA de tal modo que, no RNAm, um códon que especifica um aminoácido é alterado para um códon de STOP, ou o contrário. Origina uma proteína mais curta ou mais longa do que a proteína normal. 
Mutação neutra: há mudança para um códon que codifica um aminoácido diferente, mas funcionalmente se equivale. Ou seja, não altera a função da proteína. 
Mudança na matriz de leitura: proteína com toda a sequência de aminoácido alterada – perda de função. 
MUTAÇÕES INDUZIDAS: provocadas por agentes mutagênicos agentes físicos ou químicos capazes de elevar a taxa de mutação. Agem de 3 maneiras:
- Substituem bases do DNA;
- Alteram bases, de forma que haja pareamento incorreto;
- Danificam bases impedindo o pareamento normal.
ANÁLOGOS DE BASES: compostos muito similares às bases do DNA que são incorporados em lugar das bases comuns. 
AGENTES ALQUILANTES: alterações nas bases inserção de grupamentos. 
AGENTES INTERCALANTES: modificações no DNA, com inserção entre as bases (mimetizam um par de bases). 
RADIAÇÃO IONIZANTE: excitação de grupamentos químicos do DNA, provocando alterações. Produção de radicais reativos na água, causando hidratação da T, desaminação da C, etc., e quebras na cadeia do DNA. 
RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA: formação de dímeros de pirimidinas adjacentes. Interfere na transcrição e replicação.
Exemplo – Xeroderma pigmentoso: herança autossômica recessiva. Mutação em gene de enzima relacionada ao reparo do DNA reparo por excisão Remoção de dímeros de pirimidinas formados pela ação da UV.
CIGARRO E CÂNCER
- Mais de 60 carcinógenos. 
- O fumo na gestação aumenta as mutações no gene HPRT e as translocações cromossômicas; 
- Aumenta o número de gametas aneuplóides em homens; 
- Diminui a capacidade de reparo do DNA;
- Causa transversões no gene TP53;
- Câncer de pulmão e na cavidade oral.
DE INTERESSE PARA A ODONTOLOGIA:
- Estudos in vitro;
- Estudos com modelos animais.
DNA RECOMBINANTE
Conjunto de técnicas que permitem isolar, fragmentar, reunir e multiplicar segmentos de DNA derivados de fontes biologicamente diferentes. 
Obtenção do DNA inúmeras fontes, e de qualquer tecido. O sangue é o mais usado.
Fragmentação do DNA Enzimas de restrição: endonucleases produzidas por bactérias, descobertas na década de 70. Mecanismo de defesa contra ataques virais. 
Essas enzimas de restrição reconhecem sequências específicas de 4 a 8 pares de bases no DNA.
RESUMIDAMENTE: O DNA de interesse é clivado (por ação de enzimas de restrição) ocorre a separação dos fragmentos (por eletroforese) Ligação do DNA a uma molécula de DNA vetor (pela ligase) MOLÉCULA HÍBRIDA OU RECOMBINANTE.
O DNA vetor (transporte) é capaz de promover a replicação independente dentro de uma célula hospedeira. A escolha do vetor define o tamanho do inserto. 
Plasmídeos: moléculas circulares de DNA de ocorrência natural em bactérias. Duplicação independente do cromossomo bacteriano. 
VETORES
Vírus bacteriófago 
- Remoção de sequências dispensáveis à replicação;
- Empacotamento do DNA recombinante com proteínas do capsídeo viral in vitro;
- Infecção de culturas de E. Coli.
 2. DNA do fago
	- Genes essenciais à reprodução: proteínas da cápsula, enzimas de empacotamento, enzimas envolvidas na replicação. SÃO MANTIDOS.
	- Genes não essenciais. SÃO REMOVIDOS.
 3. Cosmídeos híbridos de DNA de fago e de plasmídeo replicação dentro de uma célula ou empacotamento em capsídeos. 
 4. Cromossomos artificiais de Levedura: telômero, origem de replicação e centrômero. Insertos maiores.
 5. Plasmídeos: os mais usados. São geralmente obtidos a partir de células bacterianas, facilmente reintroduzidos nestas células e possuem capacidade autônoma de replicação.
CLONAGEM MOLECULAR: clones de células hospedeiras contendo segmentos de DNA de um organismo. 
BIBLIOTECAS DE DNA
É uma coleção de fragmentos de DNA obtidos a partir da ação das endonucleases de restrição, ligados aos vetores apropriados e clonados. 
Biblioteca genômica: contém fragmentos que representam o genoma inteiro de um organismo.
Biblioteca de DNA complementar – tecidos e/ou épocas diferentes de desenvolvimento: contém apenas moléculas de DNAc sintetizadas a partir de RNAm de uma célula. 
Biblioteca cromossomo específica
POLIMORFISMOS – VARIABILIDADE: Variação individual. Marcadores genéticos. Mapeamento de genes; identificação. 
VNTR – NÚMERO VARIÁVEL DE REPETIÇÕES EM TANDEM: Alto grau de polimorfismo! Certas regiões cromossômicas em que uma pequena sequência de DNA é repetida várias vezes – marcadores genéticos / Sequências que se repetem (tandem repeats) / Regiões que estão localizadas entre sítio de corte de enzimas de restrição. 
DA PROTEÍNA AO GENE – GENÉTICA CLÁSSICA
DOENÇA Isolamento da proteína com função conhecida Determinação da sequência de aminoácidos síntese de oligonucleotídeos correspondentes a porções da sequência de aminoácidos Uso dos oligonucleotídeos como sonda para a seleção de cDNA ou clone de biblioteca genômica Sequenciamento do gene isolado
DO GENE PARA A PROTEÍNA – GENÉTICA REVERSA
GENE Isolamento de clone de DNA genômico obtido de portador de mutação Uso do DNA genômico para obter um DNAc Sequenciar o DNAc para deduzir a sequência de aminoácidos Comparação com proteínas conhecidas – função Vetor de expressão para obter a proteína FISIOPATOLOGIA 
Produção de animais transgênicos: modelos de doenças, melhoramento, produção de proteínas para uso terapêutico (biorreatores). 
Plantas transgênicas: resistência (insetos, vírus, herbicidas), maior valor nutritivo, produção de flores, atraso na maturação dos frutos.

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