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HERANÇA GENÉTICA http://revistaconhecer.uol.com.br/ciencia/a_personalidade_esta_escrita_no_dna_.html Prof. Dr. Deivid A. Da Costa 1ª LEI DE MENDEL (MONOIBRIDISMO) Em 1865, um monge agostiniano de nome Gregor Johann Mendel (1822-1884), que vivia no convento de Brünn, na República Tcheca, havia publicado um trabalho com o relato e as conclusões de suas experiências com ervilhas. Mendel observou que as ervilhas revelavam caracteres que se transmitiam atraves das gerações e que eram facilmente notáveis. Com seus conhecimentos matemáticos calculou a frequencia com que ocorriam aqueles caracteres. As características herdadas dos pais não se fundem, mas são herdadas como unidades discretas de informação que se mantêm íntegras ao longo das gerações 1ª LEI DE MENDEL (MONOIBRIDISMO) 9 p q Loco A 9p21.2 Loco B 9q31.1 9 p q Loco A 9p21.2 Loco B 9q31.1 Alelo 9 p q Alelo 9 Loco A Loco B Alelo 9 p q Alelo Homozigoto Heterozigoto Mutação A A B b 9 Loco A Loco B Alelo 9 p q Alelo A A b b 9 Loco A Loco B Homozigoto Homozigoto Cromossomos homólogos são aqueles que, nas células diplóides, formam um par. Genes alelos são genes que determinam os mesmos caracteres, e situam-se em locais correspondentes nos cromossomos homólogos. Loco gênico é o lugar certo e invariável no cromossomo onde se situa o gene para determinado caráter. Homozigoto indivíduo que possui os dois genes alelos para um determinado caráter com idêntica forma de expressão. Heterozigoto é o indivíduo que apresenta para um determinado caráter, um gene dominante e um recessivo. Distúrbios Monogênicos São determinados por um alelo especifico num único locus em um ou ambos os membros de um par de cromossomos homologos 21 Herança Monogênica É o tipo de herança determinada por um único gene Autossômica Ligada ao sexo É um método usado para o estudo da herança de uma característica a partir das informações coletadas dos familiares HEREDOGRAMA CARACTERÍSTICAS MONOGÊNICAS HUMANAS NORMAIS E ANORMAIS CARACTERÍSTICAS MONOGÊNICAS HUMANAS NORMAIS E ANORMAIS CARACTERÍSTICAS MONOGÊNICAS HUMANAS NORMAIS E ANORMAIS Proteínas como a feniltiocarbamida (PTC) e o 6-n-propiltiouracil, ao serem ingeridas, provocam um gosto amargo em algumas pessoas. Esse traço mendeliano é determinado por um gene dominante que é passado de pais para filhos. A PTC é encontrada em vegetais da família Cruciferae ou Brassicaceae, constituída por exemplo pelo brócolis, couve, couve-de-bruxelas, couve-flor, agrião e repolho. Ela também pode ser encontrada em pimenta, chá verde, vinho tinto e em gramas e capins da família Gramineae. Mutações Erros na morfogênese Erros no metabolismo DISMOFORLOGIAS DOENÇAS METABÓLICAS ERROS INATOS DO METABOLISMO Perda da atividade de uma ou mais enzimas Defeito no transporte de proteínas ERROS INATOS DO METABOLISMO Perda da atividade de uma ou mais enzimas Herança Autossômica Dominante •Características: –Aparece igualmente entre homens e mulheres; –Pode ser transmitida diretamente de homem para homem; –Ocorre em todas as gerações, sendo assim dominante e não há saltos de geração; –Somente indivíduos afetados possuem filhos afetados; –Um afetado tem 50% ou 75% dos seus filhos afetados (caso não seja letal a homozigose) . Autossômico Dominante Probabilidade de 50% de ter filhos afetados –Acondroplasia; –Distrofia Miotônica(DM); –Doença de Huntingon(DH); –EpidermóliseBulhosa; –FibromatoseGengival; –Neurofibromatose(NF); –PoliposeMúltipla do Cólo; –Prognatismo Mandibular; –Querubismo. Doenças Autossômicas Dominantes Acondroplasia • Características: nanismo genético comum. Membros curtos e tronco de tamanho normal. Inteligência normal. Cabeça grande, testa saliente, nariz em sela, nádegas saliente. Morte intrauterina elevada. Em homozigose o gene é letal. Idade paterna em geral aumentada. • Freqüência: 1/10.000 a 1/12.000. afetados tem normalmente genitores normais. • Genética: mutação no gene FGFR3,que codifica fator de crescimento de cartilagens,situado no cromossomo 4p16 Distrofia Miotônica (DM) •Características: fraqueza e perda muscular, lenta e progressiva. Começa na face, causando fácies característica. Destruição de músculos mandibulares, falta de expressão facial. Catarata e defeitos cardíacos. Homens com atrofia testicular e calvície frontal. Retardo mental leve. Atraso no desenvolvimento motor. •Freqüência: 1/8.000 •Genética: instabilidade de um códon CTG na região não traduzida do gene DMPK que codifica a proteína-quinase de distrofia miotônica. Localiza-se no braço longo do cromossomo 19. Distrofia Miotônica (DM) HAD Doença de Huntington (DH) •Características: conhecida como Coréia, doença neurológica progressiva e incapacitante. Uma das mais temidas. Ocorre na meia idade ou vida adulta (40 anos) e dura 15 anos. A coréia (movimentos involuntários dos membros) se caracteriza por ser lenta, com prejuízo de funções intelectuais, face crispada, caminhar instável e fala pouco clara. Pode levar à demência. Em 20% dos casos os primeiros sintomas aparecem antes de 20 anos de idade, com diminuição do desempenho escolar e demência grave e progressiva com convulsões. •Freqüência: 1/20.000; •Genética: Mutação no gene que produz a proteína huntingtina. Ocorre morte das células nervosas com a proteína mutante huntingtina. Isso ocorre devido a regulação imprópria de cálcio nas células. O cálcio é liberado inapropriadamente da área de armazenamento da célula e eventualmente as células morrem Localizada no braço curto do cromossomo 4. Os homozigotos não são mais gravemente afetados do que heterozigotos. Doença de Huntington (DH) Epidermólise Bulhosa • Características: doença cutânea não inflamatória crônica caracterizada por bolhas e erosões na pele por traumas. As formas dominantes são mais comuns e as recessivas são mais graves e letais. As bolhas na mão a proteína anormal é a queratina. • Genética: os genes se localizam nos cromossomos 7p-7q e 17q. Causada por mutação no gene do colágeno tipo VII, (cromossomo 3p). Afeta principalmente adultos e ocorre devido à formação de anticorpos contra o colágeno tipo VII, que participa da ancoragem da epiderme com a derme. A forma mais grave: epidermólise bulhosa juncional, afeta epiderme e derme (laminina). Indivíduos afetados morrem na primeira semana de vida Epidermólise Bulhosa Hipercolesterolemia Familiar O colesterol é um tipo de gordura presente nos animais, e é indispensável para o funcionamento normal de um organismo, pois: faz parte da membrana das células, é utilizado na produção de hormônios, ácido biliar síntese de vitamina D, etc. Cerca de 70% do colesterol presente no corpo humano é produzido pelo próprio organismo. Dois tipos de lipoproteínas transportam o colesterol no nosso corpo: O HDL e o LDL. O excesso de colesterol na circulação sanguínea (LDL) pode provocar a formação de bloqueios arteriais. O excesso do LDL normalmente é removido por receptores no fígado. Um defeito no gene que produz os receptores de LDL no fígado provoca uma doença genética conhecida como Hipercolesterolemia Familiar (HF). Ter poucos receptores de LDL, ou ter receptores defeituosos, provoca depósitos de gorduras nas artérias podendo levar a doenças cardíacas. Hipercolesterolemia Familiar Mutations in LDL receptor gene. Courtesy of Dr. Joseph Goldstein, University of Texas Southwestern Medical School at Dallas Doença de alelo Dominante. 21 Uma em cada 500 pessoas carregam um alelo paraa HF, e tem um risco aumentado de doença cardíaca. Uma pessoa em um milhão, tem dois alelos alterados. Essas pessoas geralmente morrem de problemas cardíacos antes dos 20 anos. Hipercolesterolemia Familiar Existe tratamento? Dieta com pouca gordura e colesterol. Exercicios físicos Medicamentos especiais que reduzem o risco de doenças cardíacas Xanthomas - São lesões cutâneas causadas por acúmulo de gordura nos macrófagos, células imunológicas da pele e raramente na camada de gordura sob a pele. Nos casos de Homozigose em H.F. observa-se os xanthomas. Fibromatose Gengival •Características: elefantíase gengival ou hiperplasia gengival hereditária. Desenvolve-se cedo no indivíduo e os dentes ficam cobertos. Há aumento de tecido conjuntivo, aumento gengival, protrusão dos lábios e mal oclusão dentária. Pode estar associada a outras síndromes (Laband,Fibromatose gengival com hipertricose, epilepsia e retardo mental; f síndrome de Murray-Puretic Drecher). Pode surgir pelo uso prolongado de medicação (fenocópia). Neurofibromatose (NF) Características: também chamada de doença de von Recklinghausen. Apresenta oito formas e as mais conhecidas são tipo 1 e 2, geneticamente distintas. A tipo1 (NF1) apresenta em 90% dos casos lesões café-com leite, neurofibromas, nódulos de Lish (íris), macrocefalia, atraso no desenvolvimento, retardo mental, baixa estatura. A tipo2 (NF2) as manchas e neurofibromas são menos comuns. Aparece na vida adulta, tumores envolvendo o oitavo nervo craniano (neuromas acústicos bilaterais). •Freqüência: NF1: 1/3.000 a 1/5.000 e NF2: 1/35.000 e 1/50.000. •Genética: NF1:cromossômo 17q11.2 próximo ao centrômero. NF2 no cromossomo 22q. Afeta primariamente o crescimento celular de tecidos neurais. Neurofibromas Tumores da bainha dos nervos periféricos. Neurofibromatose (NF) Prognatismo Mandibular • Características: projeção da mandíbula, com ma oclusão e protrusão do lábio inferior. Foi comum na família imperial brasileira. Querubismo •Características: displasia fibrosa familiar dos maxilares, displasia fibrosa juvenil disseminada e displasia fibrosa hereditária dos maxilares. Com expansão facial bilateral que apare com 11/2 a 4 anos de idade. Afeta a mandíbula e ou maxila com deslocamento dos olhos, aspecto de querubim. Hipertelorismo ocular (afastamento dos olhos) palato aumentado, alteração na dentição. Melhora na vida adulta. Não se recomenda cirurgia. •Genética: aparecem mais em indivíduos masculinos do que femininos. Herança Autossômica Recessiva (Raras) Autossômico Recessivo Probabilidade de 25% de ter filhos afetados Características: para a prole ser afetada, indivíduos normais, mas heterozigotos terão 25% de chance de ter filhos afetados. –Aparece igualmente entre homens e mulheres; –Pode ser transmitida diretamente de homem para homem; –Há saltos de gerações; –Os afetados possuem genitores normais e não-afetados podem ter filhos afetados; –Cerca de 25% dos irmãos de um afetado são também afetado; –A característica aparece na irmandade e não nos genitores ou netos dos afetados; –Casamentos de indivíduos consangüíneos aumenta a probabilidade de homozigose de genes raros na prole. Herança Autossômica Recessiva (Raras) Autossômico Recessivo Probabilidade de 25% de ter filhos afetados Papai e mamãe, por favor me leva pra fazer teste do pezinho! TESTE DO PEZINHO O teste do pezinho, feito em recém-nascidos, identifica se a criança tem doenças genéticas graves, que podem ser tratados com bom prognostico. O teste do pezinho chegou ao Brasil na década de 70 para identificar a fenilcetonúria e o hipotireoidismo congênito. Em 1992, o teste se tornou obrigatório em todo o território nacional. Fenilcetonúria (PKU - PhenylKetonUria) Doença caracterizada pelo defeito ou ausência da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). Esta proteína catalisa o processo de conversão da fenilalanina em tirosina. A tirosina está envolvida na síntese da melanina. Incidência 1:10.000 Pacientes com PKU clássica apresentam deficiência na pigmentação (cabelos e pele claros). Fenillactato, fenilacetato e fenilpiruvato, na presença da enzima PAH, não são encontrados em quantidade significativa na urina de pessoas normais, apresentando-se elevados na PKU. O acúmulo desses metabólitos anormais no plasma têm graves conseqüências no sistema nervoso central, como falhas no andar ou falar, hiperatividade, tremor, microcefalia, falhas no crescimento e retardo mental. Foram estudados por Weglage et al (1996) os aspectos psicológicos de dois grupos de pacientes fenilcetonúricos: • Grupo I formado por crianças com 10 anos de idade. • Grupo II composto por adolescentes com idade média de 15 anos, ambos com dietoterapia iniciada logo nas primeiras semanas de vida. Os pesquisadores reportam grau normal de inteligência nos dois grupos. No entanto, o grupo I não apresentou desajustes emocionais e de conduta, enquanto o grupo II mostrou diferença significativa quanto ao contexto psicológico e social, demonstrando menor autonomia e maior dependência de adultos, baixa tolerância a frustrações, introversão, pouca satisfação com a vida e grande excitabilidade emocional. Os dados observados foram atribuídos ao relaxamento no controle da dieta, verificado a partir do início da adolescência. Weglage J, Fünders B, Ullrich K, Rup A, Schmidt E. Psychosocial aspects in phenylketonuria. Eur J Pediatr 1996;155 Suppl 1:S101-4 Esse distúrbio resulta de uma variedade de defeitos na formação da glândula tireóide ou de seu principal produto, a tiroxina. A insuficiência da atividade hormonal da tireóide leva a uma diminuição do metabolismo energético dos tecidos,causando diferentes graus de deficiência física e mental. A incidência é de 1:3.000 nascidos vivos. Se não tratado, o Hipotireoidismo Congênito pode levar ao retardo mental severo. O tratamento é simples, constituído na administração oral do hormônio T4 e quando instituído a tempo, permite que crianças afetadas tenham um desenvolvimento normal. Hipotireoidismo Congênito Doença genética, de caráter autossômico recessivo. A deficiência desta enzima, resulta na incapacidade de liberar biotina (vitamina B7) dos alimentos, com conseqüente deficiência secundária da atividade de várias enzimas mitocondriais. Indivíduos com deficiência severa podem apresentar convulsões, ataxia (perda de coord. mov.), perda de audição, dermatite, queda de cabelos e atraso no desenvolvimento, etc. O diagnóstico precoce e a suplementação diária de altas doses de biotina previne o desenvolvimento das manifestações clínicas. A incidência é de 1:90.000 nascidos vivos Os pais assintomáticos de crianças com deficiência da biotinidase têm aproximadamente 50% da atividade normal da biotinidase, o que é suficiente para prevenir problemas de saúde. DEFICIÊNCIA DE BIOTINIDASE GALACTOSEMIA É uma doença genética, autossômica recessiva, que se caracteriza por icterícia, convulsão, catarata, cirrose hepática, deficiência mental, podendo ocasionar a morte. O defeito genético fundamenta-se na deficiência da enzima galactose-1-fosfato uridil transferase que torna o recém-nascido incapaz de metabolizar a galactose, um açúcar presente no leite e derivados. A incidência é de aproximadamente 1:20.000 nascidos vivos. O tratamento consiste na eliminação da galactose através de dietas que não contenham lactose ou galactose. Dieta: alimentos sem lactose Contém Lactose Contém Baixo Teor de Lactose Sem Lactose Leite Condensado integral / desnatado Creme de leite integral / desnatado Leite integral /semi-desnatado / desnatado de vaca, cabra, ovelha Chantilly Iogurte comum Requeijão Queijos frescos Queijos processados Barras de cereais com cobertura de chocolate Maionese industrializada*Achocolatados* Pães para cachorro quente / cheeseburguer Sopa creme instantânea* Temperos em pó / tabletes* Biscoitos recheados* Risoles Panquecas Molhos para saladas* Misturas para bolos Purê de batatas Ovos mexidos Pudins Souflês Licores Cremosos Leite com baixo teor de lactose Iogurte com lactobacilos vivos Leites fermentados (Yakult) Queijos maturados (como o queijo parmesão) Chocolate meio-amargo* / amargo* Manteiga Margarina* Leite condensado de soja Creme de leite de soja Doce de soja Doce de coco Chantilly Vegetal Iogurte à base de soja Leite de soja Leite de coco Pão francês* Pão de forma integral* Carnes grelhadas / à milanesa Biscoitos integrais* Mostarda* Maionese caseira Massas (fettucine, macarrão) Massa para pastel Tofu Sorvetes de fruta* Cacau em pó Cereais matinais* Geléias Creme de amendoim Merengue Quindim Balas de Coco Doces em calda Tahine A deficiência glicose-6-fosfato desidrogenase consiste em uma deficiência enzimática genética comum, que apresenta um quadro clínico bem heterogêneo, variando de assintomático até anemia hemolítica crônica ou aguda. A glicose-6-fosfato (G-6-PD) é uma enzima que possui um papel fundamental no metabolismo eritrocitário, tanto na captação de energia a partir da glicose, quanto na proteção contra a ação de agentes oxidantes. Um estudo apontou que no Brasil, a incidência da deficiência de G-6-PD é de 3% a 10%, variando com o sexo, etnia e região da população. Tipicamente, os portadores desta patologia são assintomáticos, apresentando sintomas apenas quando expostos a uma situação de estresse. Os sintomas mais comumente observados são: anemia hemolítica em decorrência do uso de medicamentos (sulfas e sulfonas, antimaláricos, nitrofuranos, certos analgésicos e antipiréticos), infecção ou ingestão de fava e icterícia neonatal. Deficiência glicose-6-fosfato desidrogenase Recessivo ligado ao X Anemia Falciforme Doença hereditária que altera a formação da hemoglobina, molécula responsável pelo transporte do oxigênio no sangue. HERANÇA LIGADA AO SEXO DOENÇAS CAUSADAS POR GENES NO CROMOSSOMO X HEMOFILIA Ausência de fatores de coagulação do sangue, promovendo hemorragias - inclusive e principalmente, externas. DOENÇAS CAUSADAS POR GENES NO CROMOSSOMO X DALTONISMO Consiste na dificuldade de percepção de tons verde, amarelo e vermelho, em razão de um alelo alterado de um gene em X: o alelo d. O alelo D é responsável pela condição normal. PROTANOPIA CONE VERMELHO DEUTERANOPIA CONE VERDE TRITANOPIA CONE AZUL DOENÇAS CAUSADAS POR GENES NO CROMOSSOMO Y HIPERTRICOSE AURICULAR Hipertricose auricular é uma condição que se caracteriza pelo aparecimento de pêlos longos e abundantes no bordo das orelhas. Alteração gênica no cromossomo Y DETECÇÃO DAS DOENÇAS GENÉTICAS http://genoma.ib.usp.br/?page_id=46 http://www.laboratoriogene.com.br/ Atualmente, é possível utilizar teste de DNA para calcular as probabilidades de aparecimento de mais de 2 mil doenças genéticas hereditárias, incluindo tipos raros de Alzheimer e casos de câncer. IMUNOGENÉTICA E GRUPOS SANGÚINÉOS Procura, reconhecimento e fagocitose (macrófago) Produção de anticorpos Todas as células do nosso corpo possuem um complexo de proteínas na sua membrana, que identificam as celulas como sendo “do próprio corpo”. Esse complexo é chamado de Complexo principal de histocompatibilidade ou MHC. O reconhecimento desse complexo pelas células do sistema de defesa, impedem doenças auto-imune. Esclerose múltipla (EM) Degeneração da camada isoladora lipídica de mielina que envolve os axónios neurais, pelo próprio sistema imune. A doença pode apArecer, provavelmente, em indivíduos com susceptibilidade genética (com genes de HLA DR15 ou DQ6, por exemplo). Predisposição genética Uma infecção viral no SNC pode levar grande número de linfócitos T a atravessar a barreira hemato-encefálica. Estes linfócitos então destruirão o vírus, mas erroneamente também identificarão antigénios self da mielina, apresentados de forma altamente estimulante pelas células gliais danificadas. Sintomas • Ataxia (os membros superiores e inferiores se movimentam e tremem involuntariamente); • Movimentos irregulares dos olhos; • Defeitos na pronunciação das palavras (disfasia); • Disfunção sexual e urinária; • Depressão e dificuldades de memória. IMUNOGENÉTICA E GRUPOS SANGÚINÉOS Se o sangue de um indivíduo do grupo A for doado a um indivíduo do grupo B, as hemácias A do doador serão aglutinadas pelas aglutininas anti-A do plasma do receptor. Os aglomerados de hemácias obstruem pequenos vasos sanguíneos e causam problemas circulatórios. Algum tempo depois, essas hemácias são destruídas por glóbulos brancos e liberam a hemoglobina e outros produtos do plasma. Com isso, pode ocorrer desde uma pequena reação alérgica até lesões renais graves e morte. O mesmo ocorre se um indivíduo do grupo B doar sangue a um indivíduo do grupo A. GRUPOS SANGUÍNEOS Em 1920, Karl Landsteiner verificou que, quando hemácias de uma pessoa eram misturadas com plasma de outra, algumas vezes as hemácias se aglutinavam, isto é, aderiam umas as outras formando grumos visíveis a olho nu. A aglutinação é provocada pela reação entre antígenos e anticorpos, que, devido ao efeito produzido, são respectivamente chamados de aglutinogênios e aglutininas. Devido a presença ou ausência dos antígenos, as pessoas são classificadas em quatro grupos sanguíneos. Aglutinogênios (proteínas presentes na hemácia) Aglutininas (anticorpos presentes no plasma) 1- Que tipos de sangue os filhos do casal 5X6 pode ter ? 2- Qual a probabilidade do casal 5X6 ter um filho homem com sangue tipo A ? Qual o fator Rh do indivíduo 5 e 6? 03) Considere o heredograma acima, que mostra a tipagem ABO e Rh dos indivíduos. Sabendo que o casal 5×6 já perdeu uma criança com eritroblastose fetal, a probabilidade de nascer uma menina do tipo O, Rh+ é de: a) 1/6 b) 1/8 c) 1/2 d) 1/4 e) 1/3
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