Heranças monogênicas e multifatoriais I

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Heranças autossômicas dominantes e recessivas
Heredograma
Heranças monogênicas e multifatoriais I
Mais de 14.000 características são definidas por apenas um gene
São denominadas Heranças monogênicas
As características monogênicas também são conhecidas como características mendelianas, em homenagem a Gregor Mendel, e seu trabalho publicado Versuche über Pflanzen-Hybriden
Princípios mendelianos
Princípio da segregação
Os organismos que reproduzem-se sexualmente possuem genes aos pares, e apenas um é transmitido à prole
Princípio da distribuição independente
Genes em diferentes Loci são transmitidos de maneira independente
Genótipo e Fenótipo
Genótipo
Combinação de genes que determinado organismo possui. 
Fenótipo
Características visíveis do indivíduo, dependentes do genótipo, mas dependentes da interação entre genótipo e o ambiente
Alelos dominantes e recessivos
Quando há penetrância total, os alelos são divididos entre dominantes e recessivos
Alelo dominante  Gene que define a característica em homozigose e heterozigose
O gene normalmente recebe como identificação a inicial da característica dominante
Alelo recessivo Gene que define a característica em homozigose apenas, sendo “oculto” pelo gene dominante
Homozigose e Heterozigose
Homozigose – Presença de dois alelos iguais em um indivíduo. Exemplo: HH, hh
Heterozigose – Presença de dois alelos diferentes em um indivíduo. Exemplo: Hh
Quadrado de Punnet
Visualização dos cruzamentos alélicos possíveis
Genitor 2
H
(dominante)
H
(dominante)
Genitor1
H
(dominante)
HH
HH
h
(recessivo)
Hh
Hh
Probabilidade básica
Considerando cada transmissão de um alelo completamente independente, a probabilidade da prole receber um alelo ou outro é de 1/2
A probabilidade de cada combinação possível, portanto, é de 1/4, pois cada combinação é uma combinação de duas probabilidades separadas de 1/2.
Probabilidade básica
Regra da multiplicação
Quando se quer saber da probabilidade de um evento E outro ocorrerem ao mesmo tempo ou em sequência, multiplicam-se as probabilidades.
Regra da adição
Quando se quer saber da probabilidade de um evento OU outro ocorrerem ao mesmo tempo ou em sequência, adicionam-se as probabilidades.
Probabilidade básica
A probabilidade do genótipo é baseado apenas na combinação de alelos
Exemplo:
Genitor 2
H
(dominante)
h
(recessivo)
Genitor1
H
(dominante)
HH
Hh
h
(recessivo)
Hh
hh
Resultados possíveis: 1HH, 2Hh, 1hh
Probabilidade básica
A probabilidade do fenótipo é baseado na presença de alelos dominantes
Exemplo:
Genitor 2
A
(dominante)
a
(recessivo)
Genitor1
A
(dominante)
AA
Aa
a
(recessivo)
Aa
aa
Resultados possíveis: 3 azuis, 1 branco
Frequência gênica e frequência genotípica
Frequência gênica  A frequência de determinado GENE na população, ou seja, quantas vezes um alelo se repete em uma população
Frequência genotípica  A frequência dos GENÓTIPOS em uma população, isto é, quantas vezes a combinação de alelos (aa, Aa ou AA) se repete em uma população
Frequência gênica e frequência genotípica
Exemplo  sistema sanguíneo MN, onde há codominância, ou seja, não há gene dominante ou recessivo
os genótipos possíveis são mm, mn ou nn. Os fenótipos são (MM), (MN) ou (NN)
Suponha uma população com 200 indivíduos, onde 
64(MM) = 0,32 ou 32%
120 (MN) = 0,60 ou 60%
16 (NN) = 0,08 ou 8%
Frequência gênica e frequência genotípica
Como os fenótipos são distinguíveis, sabemos os genótipos dos indivíduos:
64(MM)  64 x 2 alelos m  128 m
120(MN) 120 alelos n e 120 alelos m
16(NN)  16 x 2 alelos n  32 n
Juntando os alelos:
128 m + 120 m = 248 genes m
120 n + 32 n = 152 genes n
Dos 400 genes disponíveis
248 m = 0,62 ou 62%	152 n = 0,38 ou 38% 
Equilíbrio de Hardy-Weinberg
Evolução
A evolução não é apenas o desenvolvimento de novas espécies a partir de mais velhas, como a maioria das pessoas assumem. 
É também as pequenas alterações dentro de uma espécie, de geração em geração, durante longos períodos de tempo que podem resultar na transição gradual para novas espécies.
EVOLUÇÃO NÃO É APENAS UM PONTO NO TEMPO, MAS UM PROCESSO
Evolução
Hardy, Weinberg, e os geneticistas populacionais que os seguiram entenderam que a evolução não irá ocorrer em uma população dita perfeita
Para a construção de uma sociedade em perfeito equilíbrio genético, devem ser cumpridas sete condições:
Mutação não está ocorrendo
Seleção natural não está ocorrendo
A população é infinitamente grande
Todos os membros da população são férteis e reproduzem-se entre si
A reprodução é aleatória
Todos produzem prole em mesmo número
Não há fluxo migratório
Princípio de Hardy-Weinberg
Considerando que há um alelo recessivo e um dominante, distribuídos aleatoriamente na população, temos que as frequências são:
Para o alelo dominante, p
Para o alelo recessivo, q
Como há apenas os dois alelos, a soma das frequências deles deve ser igual a 1.
Princípio de Hardy-Weinberg
Considerando os cruzamentos possíveis, temos que:
p² + 2pq + q² = 1
Assim, é possível identificar a distribuição alélica e genotípica em uma população, permitindo o estudo sobre como determinado gene está distribuído dentro de uma população.
Exemplo: albinismo
Utilizando a equação de Hardy-Weinberg, temse que:
p² + 2pq + q² = 1
E a frequência de indivíduos recessivos na população é q²
A frequência de albinismo, causado por um gene recessivo, nos EUA é de 1/20000 nascidos vivos
q²=1/25000 q=0,007
Se p+q=1  p=1-0,007  p=0,993
Exemplo: albinismo
Aplicando os valores na fórmula:
p² + 2pq + q² = 1
(.993)² + 2 (.993)(.007) + (.007)² = 1
.986 + .014 + .00005 = 1
Portanto, calculado a partir do fenótipo, pode-se predizer a frequência dos genótipos
Homozigoto normal  p² = .986 = 98,6%
Heterozigoto portador  2pq = .014 = 1,4%
Homozigoto afetado  q² = .00005 = 0,005%
Heredograma
Heredograma
Uma das ferramentas mais utilizadas para definir a relação entre os membros de uma família e a ocorrência de uma doença ou condição
Permite visualizar casos em toda uma família e estabelecer ligações entre a causa (genótipos possíveis) e o efeito (fenótipo, observado)
www.uel.br
Heranças autossômicas
Herança autossômica dominante
Transmissão do gene afetado entre um dos genitores possuidores da característica e um genitor não possuidor (homozigoto recessivo)
O risco de ocorrência e recorrência depende da heterozigose ou homozigose do genitor afetado, sendo que a probabilidade mínima é sempre de 50%
Herança autossômica dominante
Em caso de doenças, como a acondroplasia, o genitor afetado normalmente é heterozigoto (Aa), e o outro genitor não é afetado (aa)
É possível identificar no heredograma por possuir:
Indivíduos afetados em gerações seguidas
Herança de pai para filho ou filha, excluindo herança ligada ao X
Transmissão a aproximadamente metade dos filhos
I
II
III
Aa
aa
Aa
Aa
aa
aa
aa
aa
aa
aa
Herança autossômica recessiva
Razoavelmente raras na população, pois apenas ocorrem em homozigose
Ao contrário das condições autossômicas dominantes, há gerações sem a condição, sendo que não necessariamente é observada com alguma regularidade
Transmitidos independentemente do sexo dos pais ou dos filhos
Herança autossômica recessiva
O risco de ocorrência e recorrência também varia de acordo com o genótipo dos genitores
Caso os pais sejam heterozigotos, a chance é de 25%
Caso um dos pais seja homozigoto dominante, não há a chance de haver prole afetada
Se um dos pais for afetado e o outro heterozigoto, a chance é de 50%  quase dominante
I
II
III
IV
Observações acerca de “dominância” e “recessividade”
Embora haja a distinção clássica de genes dominantes e recessivos, normalmente o que é visto clinicamente tem algumas diferenças
Doenças dominantes em homozigose usualmente geram condições mais severas do que em heterozigose (ex: acondroplasia, onde a homozigose é fatal na vida jovem)
Observações acerca de “dominância” e “recessividade”
Portadores de genes recessivos, embora não apresentem a condição recessiva, podem ter alterações bioquímicas ou funcionais
Uma maneira útil e válida de distinguir distúrbios dominantes e recessivos é que heterozigotos são clinicamente afetados em distúrbios dominantes, enquanto são quase sempre normais nos distúrbios recessivos
Observações acerca de “dominância” e “recessividade”
Doenças como a beta-talassemia pode ser herdada de mutações autossômicas recessivas (maioria dos casos) ou por herança autossômica dominante (raro), sendo assim a mesma doença tem dois padrões de herança.
Observações acerca de “dominância” e “recessividade”
Doenças recessivas, como a anemia falciforme, podem apresentar uma condição “intermediária”, como no caso do traço falcêmico visto em heterozigotos, que possuem risco elevado para infarto esplênico.
Neste caso, a anemia é recessiva (precisa de homozigose), e o traço falcêmico é dominante (pois precisa de apenas 1 alelo) 
Fatores que afetam os padrões de herança
Mutação nova
Mosaicismo germinativo
Penetrância reduzida
Penetrância dependente de idade
Expressão variável
Pleiotropia e Heterogeneidade
Imprinting genômico
Antecipação e expansão de repetição
Consanguinidade
Para fins matemáticos básicos, irmão compartilham metade dos genes, primos em 1º grau 1/8, decaindo pela metada a cada grau de afastamento
Essa medida é denominada coeficiente de parentesco
A consanguinidade aumenta a chance de encontrar um cônjuge com o mesmo gene recessivo, aumentando a probabilidade de ocorrer uma condição recessiva
Ex: sabe-se que há na família casos de Fibrose cística. Na população geral, a chance de ao acaso uma pessoa ser portadora do gene é de 1/25. Entre primos de primeiro graus esta chance é de 1/8