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GENÉTICA Conceitos de Probabilidade FISIOTERAPIA Professor Weber Camisassa Dornas email: weber.dornas@estacio.br “Educar é viajar no mundo do outro, sem nunca penetrar nele. É usar o que passamos para transformar no que somos.” Augusto Cury FISIOTERAPIA GENÉTICA 2 Conceitos Básicos de Probabilidade A avaliação do risco é uma parte importante da ge- nética médica. Por exemplo, o médico ou o consultor genético comumente informa ao casal acerca de seus riscos (Probabilidade) de originarem uma criança com um distúrbio genético particular. Uma probabilidade é definida como a proporção de vezes que um resultado ocorre em uma série de eventos. Como as probabilidades são proporções, elas se situam entre 0 e 1, inclusive. GENÉTICA 3 FISIOTERAPIA Durante a meiose, um membro de um par de cro- mossomos é transmitido para cada espermatozoide ou óvulo. A probabilidade de um dado membro do par ser transmitido é 1/2, e a probabilidade de que o outro membro do par seja transmitido é também 1/2. Como essa situação é diretamente análoga ao lançamento das moedas, no qual as probabilidades de obtenção de cara ou coroa são iguais a 1/2 cada uma, vamos usar o lançamento de moedas como nosso exemplo ilustrativo. GENÉTICA 4 FISIOTERAPIA Quando uma moeda é lançada repetidamente, o resultado de cada lançamento não tem efeito no lan- çamento seguinte. Cada evento (lançamento) é dito ser independente. Mesmo se obtivermos dez caras em uma série, a probabilidade de obtenção de cara ou coroa no próximo lançamento permanece 1/2. Da mesma forma, a probabilidade de que um genitor vá transmitir um dos dois alelos de um locus é independente de um evento reprodutivo para o próximo. GENÉTICA 5 FISIOTERAPIA O princípio da independência permite-nos deduzir dois conceitos fundamentais de probabilidade, a regra da multiplicação e a regra da adição. A regra da multiplicação estabelece que se dois ensaios são independentes, então a probabilidade de obtenção de um dado resultado em ambos os ensaios é o produto das probabilidades de cada resultado. GENÉTICA 6 FISIOTERAPIA Por exemplo, podemos desejar saber a probabilidade que um indivíduo terá de obter cara em dois lançamentos de uma moeda. Como os lançamentos são eventos independentes, essa probabilidade é dada pelo produto das probabilidades de obtenção de cara em cada lançamento individual: 1/2 x 1/2 = 1/4 ou 25%. Similarmente, a probabilidade de obtenção de duas coroas em uma série é 1/2 x 1/2 = 1/4 ou 25%. GENÉTICA 7 FISIOTERAPIA A regra da multiplicação pode ser estendida para qualquer número de ensaios. Suponha que um casal deseje saber a probabilidade de que todos os seus três filhos planejados sejam meninas. Como a probabilidade de produzir uma menina é de 1/2, e como os eventos reprodutivos são independentes um do outro, a probabilidade de originarem três meninas é 1/2 x 1/2 x 1/2 = 1/8 ou 12,5%. Entretanto, se o casal já tem duas meninas e então quer saber a probabilidade de produzirem uma terceira menina, ela é simplesmente 1/2 ou 50%. Isso se deve ao fato de que os dois eventos prévios não são mais probabilidades; eles realmente já ocorreram. Devido à independência, esses eventos passados não têm efeito no resultado do terceiro evento. GENÉTICA 8 FISIOTERAPIA A regra da adição estabelece que se quisermos saber a probabilidade de um resultado ou outro, po- demos simplesmente somar as probabilidades respectivas uma a outra. Por exemplo, a probabilidade de obter duas caras em uma série é 1/2 x 1/2, ou 1/4, e a probabilidade de obtermos duas coroas em uma série é similar. A probabilidade de obtermos duas caras ou duas coroas em um total de dois lançamentos é a soma das probabilidades: 1/4 + 1/4 = 1/2. GENÉTICA 9 FISIOTERAPIA Como outro exemplo, imagine que um casal planeja ter três filhos e que eles têm uma forte antipatia por terem todas as três crianças do mesmo sexo. Eles podem ficar um pouco confiantes sabendo que a probabilidade de terem três meninas ou três meninos é somente 1/8 + 1/8, ou 1/4. A probabilidade de que eles tenham alguma combinação de meninos e meninas é 3/4, porque a soma das probabilidades de todos os resultados possíveis deve ser igual a 1. GENÉTICA 10 FISIOTERAPIA Frequências Gênicas e Genotípicas A prevalência de muitas doenças genéticas varia consideravelmente de uma população para outra. Por exemplo, a fibrose cística, um distúrbio respiratório severo, é muito comum entre caucasianos, afetando aproximadamente 1 em cada 2.500 nascimentos. Ela é muito mais rara em populações asiáticas. A anemia falciforme é comum entre afro-americanos, afetando aproximadamente 1 em 600 nascimentos. Entretanto, ela quase nunca é observada entre indivíduos descendentes de norte-europeus. Os conceitos de frequência genotípica e frequência gênica nos ajudam a medir e a entender a variação populacional dos genes de doença. GENÉTICA 11 FISIOTERAPIA GENÉTICA 12 200 indivíduos do Grupo sanguíneo MN M N Alelos codominantes Genótipos possíveis MM MN NN 3 possíveis fenótipos Após a tipagem da amostra (de 200), encontramos a seguinte distribuição de genótipos MM, 64 MN, 120 NN, 16 FISIOTERAPIA A soma dessas frequência deve ser igual a 1. GENÉTICA 13 MM é 64/200, ou 0,32 % MN é 120/200 ou 0,60 % NN é 16/200, ou 0,08 % FREQUÊNCIA GENOTÍPICA A frequência gênica de cada alelo, M e N, pode ser obtida pelo processo de contagem gênica (64 x 2) + 120 = 248genes M (16 x 2) + 120 = 152genes N No total, existem 400 genes no locus MN (duas vezes o número de indivíduos) homozigoto heterozigoto FISIOTERAPIA A Frequências gênica e genotípica especificam as proporções, cada alelo e cada genótipo, respectivamente, em uma população. GENÉTICA 14 Para obtermos a frequência de um gene, dividimos o número de alelos M pelo número total de alelos naquele locus Gene M = 248/400 = 0,62 Gene N = 152/400 = 0,38 FISIOTERAPIA Princípio de Hardy-Weinberg O que acontece quando um dos homozigotos é distinguível do heterozigoto, isto é, quando existe dominância? GENÉTICA 15 Locus Alelo a Alelo A Frequência A = p Frequência a = q A partir desses dados, desejamos determinar as frequências populacionais esperadas de cada genótipo, AA, Aa e aa. Vamos supor que os indivíduos na população se unem ao acaso em relação a seus genótipos nesse locus (reprodução aleatória também é denominada panmixia). FISIOTERAPIA GENÉTICA 16 frequência p (Alelo A) p = 0,7 70% dos espermatozoides e 70% dos ovócitos devem ter o alelo A a soma das frequências p e q deve ser igual a 1 frequência q (Alelo a) q = 0,3 30% dos espermatozoides e ovócitos devem portar o alelo a FISIOTERAPIA GENÉTICA 17 p x p = p2 = 0,49 (regra da multiplicação) A probabilidade de que um espermatozoide A irá se unir a um ovócito A a probabilidade de produzir uma prole com o genótipo aa q x q = q2 = 0,09 Probabilidade de formação de Homozigoto FISIOTERAPIA GENÉTICA 18 Probabilidade de formação de Heterozigoto espermatozoide portador de A pode unir- se com um ovócito portador de a espermatozoide portador de a pode unir- se a um ovócito portador de A. A probabilidade de cada um desses dois resultados é dada pelo produto das frequências gênicas, pq, como são duas probabilidades, é 2pq 2pq = 2 x 0,7 x 0,3 =0,42 FISIOTERAPIA GENÉTICA 19 O princípio de Hardy-Weinberg pode ser usado para estimar as frequências gênica e genotípica quando homozigotos e heterozigotos dominantes são indistinguíveis. Este é frequentemente o caso para doenças recessivas tal como a Fibrose Cística. Apenas os homozigotos afetados, com genótipo aa, são distinguíveis. O princípio de Hardy-Weinberg nos diz que a frequência de aa seria q2. Para a fibrose cística na população caucasiana, q2 = 1/2.500 (prevalência da doença entre recém-nascidos). FISIOTERAPIA GENÉTICA 20 estimando q: q = √1/2.500 = 1/50 q = 0,02 estimando p: Como p + q = 1 p = 0,98 Podemos a partir dai, estimar as frequências genotípicas de AA e aa. Então, encontramos que a frequência de heterozigotos é: 2pq = 2pq = 2/50 = 1/25 FISIOTERAPIA Sob panmixia, o princípio de Hardy-Weinberg especifica a relação entre frequências gênicas e genotípicas. Ele é útil na estimativa de frequências gênicas a partir de dados de prevalência de doenças e na estimativa da incidência de portadores heterozigotos de genes de doenças recessivas. GENÉTICA 21 Fibrose Cística homozigotos afetados é apenas 1 em 2.500 heterozigotos portadores do gene da doença são 1 em 25 indivíduos FISIOTERAPIA Conceito de Fenótipo O mesmo genótipo pode produzir diferentes fenótipos em diferentes ambientes. GENÉTICA 22 genótipo constituição genética de um indivíduo em um locus fenótipo é o que é observado fisica- mente ou clinicamente. Indivíduos com diferentes genótipos, um homozigoto dominante e um heterozigoto, podem ter o mesmo fenótipo. FISIOTERAPIA É altamente destrutivo para o sistema nervoso central e, eventualmente, produz retardo mental severo. GENÉTICA 23 Fenilcetonúria (PKU) aproximadamente 1 a cada 10.000 nascimentos caucasianos Mutações no locus que codifica a enzima metabólica fenilalanina hidroxilase tornam o homozigoto incapaz de metabolizar o aminoácido fenilalanina bebês com PKU são normais ao nascimento, sua deficiência metabólica produz um aumento da fenilalanina e vários metabólitos tóxicos. FISIOTERAPIA GENÉTICA 24 genótipo da PKU produz um fenótipo de doença severa. é fácil testar a PKU ao nascimento (Teste do pezinho) a doença pode ser evitada iniciando uma dieta pobre em fenilalanina dentro de primeiro mês após o nascimento O indivíduo tem o genótipo PKU, mas o fenótipo do retardo mental foi profundamente alterado por modificações ambientais FISIOTERAPIA GENÉTICA 25 Fenótipo é o resultado da interação do genótipo com fatores ambientais. o "ambiente" pode incluir o ambiente genético (isto é, genes em outros loci cujos produtos podem interagir com um gene específico ou seu produto). FISIOTERAPIA Estrutura Básica do Heredograma GENÉTICA 26 Ele ilustra as relações entre membros de uma família, e mostra quais os membros da família que são afetados ou não-afetados por uma doença genética. Tipicamente, uma seta indica o probando, o primeiro indivíduo diagnosticado no heredograma. O probando é algumas vezes também chamado de caso índice ou propósito (proposita para uma mulher). FISIOTERAPIA GENÉTICA 27 FISIOTERAPIA Quando são discutidos parentescos em famílias, sempre nos referimos ao grau de relacionamento. Parentes de primeiro grau são aqueles relacionados ao nível genitor-prole ou irmãos (irmão e irmã). Parentes de segundo grau são aqueles afastados pelo "pulo" de uma geração entre eles (ex., avós e seus netos, tios ou tias e seus sobrinhos ou sobrinhas). Continuando essa lógica, parentes de terceiro grau incluiriam, por exemplo, o primo em primeiro grau, os bisnetos, e assim por diante. GENÉTICA 28 FISIOTERAPIA Exemplos de heredogramas: GENÉTICA 29 FISIOTERAPIA Exercícios: 30 1. (U. Alfenas-MG) Analise o heredograma abaixo e assinale a alternativa correta. a) O fenótipo normal é condicionado por gene dominante e todos os indivíduos normais são heterozigotos. b) O fenótipo afetado é condicionado por gene recessivo e os indivíduos 3, 4 e 8 são homozigotos. c) Não é possível determinar o tipo de herança mostrada pelo heredograma. d) O fenótipo afetado é condicionado por gene dominante e os indivíduos afetados são heterozigotos. e) O fenótipo normal é condicionado por gene dominante e os indivíduos 3 e 8 são homozigotos GENÉTICA FISIOTERAPIA 2) Julgue as alternativas abaixo com V ou F: A) ( ) Heredogramas são representações gráficas das relações de parentesco entre indivíduos de uma família. B) ( ) Podemos afirmar que o genótipo é o resultado da interação entre fenótipo e o ambiente. C) ( ) Cruzamentos-teste são utilizados, entre outras coisas, para determinar genótipos. D) ( ) Um homem de sangue B e uma mulher de sangue A não podem ter filhos de sangue do tipo O. E) ( ) Um homem de sangue O e uma mulher de sangue A não podem ter filhos de sangue do tipo B. GENÉTICA 31 FISIOTERAPIA "A primeira ideia que uma criança precisa ter é a da diferença entre o bem e mal. E a principal função do educador é cuidar para que ela não confunda o bem com a passividade e o mal com a atividade.“ Maria Montessori GENÉTICA 32 FISIOTERAPIA
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