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Conceitos Básicos de Biologia Molecular 2 Tópicos Introdução Célula e macro-moléculas Proteínas e Ácidos nucléicos Ácidos Nucléicos Componentes DNA x RNA Estabilidade do DNA e Flexibilidade do RNA Estrutura do DNA Dogma Central da Biologia Molecular Replicação Transcrição Tradução 3 Indústria de Informação A Fábrica A Célula O Manual de Instruções DNA O Dogma Central DNA-RNA- Proteínas Os Operários Proteínas Erros de Programação Doenças 4 Biologia Molecular Retrata o estudo das células e moléculas Em particular: genoma dos organismos Conjunto de informações genéticas Codificadas em moléculas de DNA 5 A Célula A célula é a unidade fundamental da vida Todos os seres vivos, animais e vegetais, são constituídos de células Cada célula é envolvida por membrana e preenchida por uma solução aquosa É capaz de criar cópias de si mesma pelo crescimento e divisão celular Em resumo, uma boa definição para célula é: "unidade que constitui os seres vivos e, em geral, definida como a menor porção de matéria viva dotada de autoduplicação independente“ Os vírus não podem ser considerados células, pois dependem do parasitismo para se reproduzir, utilizando-se da maquinaria da célula hospedeira (seres acelulares) Organização estrutural das células Procarióticas Eucarióticas 6 Moléculas nas Células (1/2) Dos vários tipos de moléculas presentes na célula, as de nosso interesse serão as macro-moléculas conhecidas como Proteínas – cadeia de aminoácidos Ácidos nucléicos (DNA e RNA) – cadeia de nucleotídeos A sequência do monômeros que forma essas moléculas dá identidade e funcionalidade a ambos os grupos Mudaças na sequência de aminoácidos ou de nucleotídeos poderá inativar completamente a ação biológica desses compostos Por isso, esses tipos de moléculas são denominadas moléculas informacionais 7 Moléculas nas Células (2/2) A forma e o funcionamento de qualquer célula são decorrentes direto ou indiretamente da presença de um arsenal de proteínas As proteínas são macromoléculas informacionais sintetizadas sob o comandos de instruções específicas presentes nos ácidos nucléicos (genes) Alterações nos genes podem acarretar em mudanças na conformação e na atuação das nossas proteínas De maneira simplista, cada gene (parte funcional do DNA) codifica uma proteína 8 Ácidos Nucléicos Toda a informação que uma célula necessita durante a sua vida e a de seus descendentes, está organizada em forma de código nas fitas dos ácidos nucléicos Constituem os armazenadores e transmissores de informação nos seres vivos Esta informação traduzida em proteínas permite que a célula execute todo o trabalho necessário à sobrevivência do organismo Existem dois tipos de ácidos nucléicos Ácido desoxirribonucléico ou DNA e ácido ribonucléico ou RNA Ambos são polímeros lineares de nucleotídios conectados entre si via ligações covalentes denominadas ligações fosfodiéster 9 Nucleotídios Os nucleotídios, unidades básicas dos ácidos nucléicos, são constituídos de Uma base nitrogenada (anel heterocíclico de átomos de carbono e nitrogênio) Uma pentose (açúcar com cinco carbonos) Um grupo fosfato (molécula com um átomo de fósforo cercado por 4 oxigênios) 10 Bases Nitrogenadas (1/2) As bases nitrogenadas são de dois tipos: Púricas: Adenina (A) e Guanina (G) Pirimídicas: Timina (T), Citosina (C) e Uracil (U) As purinas são constituídas de dois anéis fundidos de 5 e 6 átomos e as pirimidinas de um único anel de 6 átomos Apenas quatro tipos diferentes de bases são encontrados em um dado polímero de ácido nucléico No DNA as bases constituintes são A, G, C, e T enquanto no RNA são A, G, C, e U Uracila e Timina são moléculas bastante relacionadas, diferindo apenas pelo grupo metila encontrado no átomo C5 do anel pirimídico da Timina 11 Resíduos de Açúcar (1/2) Dois tipos de pentoses são encontrados nos ácidos nucléicos Ribose e desoxirribose Diferem uma da outra pela presença ou ausência do grupo hidroxila no C 2' da pentose. É baseado nesta característica que os ácidos nucléicos recebem o nome RNA (ribose) ou DNA (desoxirribose) 12 DNA x RNA As diferenças entre RNA e DNA não se restringem aos tipos de monômeros constituintes Na maioria das vezes o DNA apresenta-se como uma longa hélice dupla com uma estrutura secundária regular e simples Os RNAs são, geralmente, moléculas de fita única bem menores que o DNA Apresentando uma enorme diversidade de estruturas secundárias Estas características estruturais estão relacionadas às funções destas duas macromoléculas na célula 13 Estrutura do DNA (1/2) A molécula de DNA é uma dupla hélice cujas cadeias estão unidas por pontes de hidrogênio estabelecidas entre purinas e pirimidinas complementares Adenina sempre pareia com Timina (A = T) e Guanina com Citosina (G = C) O modelo de dupla hélice , proposto por Watson e Crick (1953), 14 Estrutura do DNA (2/2) DNA 15 Flexibilidade do RNA O RNA, constituído de riboses é muito mais reativo e flexível que o DNA Além disto, o fato de ser fita simples permite um emparelhamento intramolecular de bases, gerando estruturas bastante complexas A grande flexibilidade dos RNAs que lhes permite executar uma atividade fundamental na célula Interpretar o código contido na linguagem de nucleotídios e descodificá-lo para a linguagem de aminoácidos A molécula de RNA é o intermediário no fluxo de informações dentro da célula, do DNA às proteínas 16 Mais Detalhes: Estrutura do DNA A molécula de DNA é constituída por uma seqüência de nucleotídeos, que por sua vez é formado por três diferentes tipos de moléculas Uma desoxirribose Um grupo fosfato Uma base nitrogenada: A, T, C, e G A orientação das ligações entre as três moléculas constituintes dos nucleotídeos é essencial para se determinar o sentido da dupla fita de DNA 17 O Dogma Central e os Moldes (1/4) Desde meados da década de 50 já se pensava na hipótese do DNA constituir-se num molde para a síntese de moléculas de RNA Os RNAs, por sua vez, devido a sua mobilidade e flexibilidade acoplar- se-iam aos ribossomos e dirigiriam a síntese de proteínas Baseado neste raciocínio, Francis Crick propôs em 1956 o dogma central da biologia, salientando o fluxo unidirecional da informação: do DNA à proteína 18 O Dogma Central e os Moldes (2/4) Para compreender este fluxo utilizamos a idéia de moldes O DNA serviria de molde para A síntese de novas moléculas de DNA (duplicação) A síntese de moléculas de RNA (transcrição) Algumas destas moléculas de RNA, que denominamos RNA mensageiros (mRNA), poderiam servir de molde para A síntese de proteínas (tradução), que ocorre nos ribossomos Nesta proposta, jamais as proteínas servem de molde à síntese de ácidos nucléicos ou de outras moléculas de proteína Esta hipótese tem sido confirmada no decorrer de quase quatro décadas de pesquisa 19 O Dogma Central e os Moldes (4/4) Estes novos conhecimentos permitiram que o dogma central se ampliasse sem, contudo, perder a unidirecionalidade, ou seja, de ácido nucléico para proteína 20 C r o m o s s o m o s N ú m e r o 2N 2N = DiplóideCromossomos homólogos contém genes alelos A é alelo de a; B é alelo de b; C é alelo de c. Genes alelos cupam o mesmo lócus em cromossomos homólogos. Pares de homólogos C r o m o s s o m o s N ú m e r o N Contém um cromossomo de cada par - Genoma 2N = Diplóide N = Haplóide C r o m o s s o m o s Número constante Nome científico Nome vulgar Número de cromossomos (2n) 46 48 48 78 440 8 24 22 20 Ser humano Gorila Chimpanzé Cachorro Mariposa Mosca-das-frutas Arroz Feijão Milho Homo sapiens Gorilla gorilla Pan troglodytes Canis familiaris Lysandra atlantica Drosophila melanogaster Oryza sativa Phaseolus vulgaris C r o m o s s o m o s C a r i ó t i p o Corresponde ao conjunto de cromossomos de uma espécie em relação ao número, tamanho e forma. Feulgen - corante púrpura que reage com a pentose do DNA (1960-1970). - Cora uniforme e intensamente todo o cromossomo. Corantes Colchicina Terminologia • Cariótipo: é a descrição do conjunto cromossômico da espécie. Ex.: 46,XX; 46,XY • Cariograma: é a representação do cariótipo feita através de fotografias de uma metáfase. • Idiograma: é a representação 27 Malformações congênitas 1. O que é? - São quadros patológicos que se originam durante a embriogênese devido à falha de um ou vários mecanismos do desenvolvimento. - Muitas vezes, uma malformação congênita não é detectada. 2. Frequência de malformações genéticas - De cada 100 nascidos vivos, entre 3 e 7 possuem uma malformação congênita. - Algumas malformações congênitas nem são caracterizadas, pois a alteração é tão grave que torna a vida inviável, gerando aborto. Malformações congênitas 3. Agentes teratogênicos - São as causas que afetam os mecanismos de desenvolvimento e produzem malformações congênitas. - As causas são: Radiações ionizantes, substâncias químicas, agentes infecciosos, fatores nutricionais ou metabólicos, reação autoimune e fatores vinculados ao aumento da idade materna. Malformações congênitas 3. Agentes teratogênicos - Podem atuar antes da gestação: atingindo células somáticas e germinativas. - Podem atuar durante a gestação: atingindo somente o embrião. Malformações congênitas O que é um agente teratogênico? É tudo aquilo capaz de produzir dano ao embrião ou feto durante a gravidez TERATOLOGIA • Estudo do desenvolvimento pré-natal anormal • É a ciência que estuda todos os aspectos do desenvolvimento pré-natal, incluindo o estudo das causas e da patogênese dos defeitos congênitos % Anomalias Congênitas 50-60 Etiologia desconhecida 20-25 Herança Multifatorial – Fatores genéticos e ambientais atuando juntos 6-7 Anomalias cromossômicas Numéricas – resultado da não disjunção de um par de cromossomas Síndrome de Turner Trissomia dos autossomas Trissomia dos cromossomas sexuais Estruturais – resultado da quebra de cromossomas seguido de reconstituição em uma combinação anormal Translocação Deleção 7-8 Genes Mutantes – envolve perda ou alteração da função de um gene Herança dominante Acondroplasia Herança recessiva autossômica Síndrome do X-frágil 7-10 Agentes Ambientais Drogas Medicamento Não medicamento Substâncias Químicas Metais, Infecções Rubéola, Herpes, HIV, Sífilis, T. gondii Radiação Vermelho períodos altamente sensíveis, produzir defeitos graves. Amarelo indica estágios que são menos sensíveis, efeitos pequenos podem ser induzidos Período embrionário e fetal Algumas drogas teratogênicas • Ácido Valpróico • AINE • Aminopterina • Azaudina • Bussulfam • Captopril • Carbamazepina • Ciclofosfamida • Citarabina • Chumbo • Clorambucil • Clorobifenis • Cocaína • Cumarínicos • Dietilestilbestrol • Enalapril • Etanol • Fenitoína • 5-fluoruracil • Iodo • Mercúrio orgânico • Metimazol • Metotrexato • Misoprostol • 6-mercaptopurina • Penicilina • Propiltiouracil • Retinóides • Talidomida • Tetraciclina • Trimetadiona 3. Agentes teratogênicos - O período embrionário é o mais susceptível aos agentes teratogênicos. Por quê? Malformações congênitas • Grande parte das chamadas doenças genéticas são monogênicas. Porém, a ocorrência de doenças como defeitos congênitos ao nascimento, infarto do miocárdio, câncer, diabetes, doença de Alzheimer, esquizofrenia e câncer em famílias não são monogênicas. • As doenças de herança complexa resultam de interações complexas de vários fatores de predisposição, incluindo vários genes (os chamados genes de susceptibilidade), e fatores ambientais. • Quanto maior o número de locus envolvidos • Maior a variabilidade de genótipos e fenótipos • Menor a contribuição de cada locus Herança multifatorial HERANÇA MULTIFATORIAL Influência de vários genes = POLIGÊNICA Influência de agentes ambientais variados FENÓTIPO = GENÓTIPO + AMBIENTE Exemplos de características multifatoriais Normais • Altura • Cor de cabelo • Cor dos olhos • Peso • Pressão sanguínea Patológicas • Fenda labial • Diabetes • Hipertensão • Depressão • Alzheimer • Risco Lábio leporino Popularmente conhecida como lábio leporino, a fissura labiopalatal é uma abertura na região do lábio e/ou palato do recém-nascido ocasionada pelo não fechamento destas estruturas na fase embrionária, isto é, entre a 5ª e a 8ª semana de gestação. As fissuras podem ser unilaterais ou bilaterais e variam desde formas mais leves como cicatriz labial até formas mais graves como as fissuras completas de lábio e palato. Lábio Leporino No Brasil, estima-se que a cada 650 nascimentos , uma criança nasce com fissura labiopalatal. Existem vários fatores que tem sido implicados no seu aparecimento, tais como o uso de álcool ou cigarros, a realização de raios-x na região abdominal, a ingestão de medicamentos, como anti-convulsivantes ou corticóides, durante o primeiro trimestre gestacional, deficiências nutricionais, infecções , além da hereditariedade. LÁBIO LEPORINO LÁBIO LEPORINO O fechamento ocorre entre a 5º e a 8º semana de gestação 1/1000 afetados, sendo 2/3 do sexo masculino e 1/3 feminino DEFEITO DE FECHAMENTO DO TUBO NEURAL Normal Anencefalia Espinha bífida 22º dia de gestação 23º dia de gestação Período embrionário – fechamento do tubo neural ANENCEFALIA Frequência: 1/500 ANENCEFALIA ANENCEFALIA Anencefalia ESPINHA BÍFIDA Meningomielocele ESPINHA BÍFIDA Freqüência: 1/300 ENCEFALOCELE ENCEFALOCELE Hérnia de encéfalo ou meninge Radiações ionizantes Malformações congênitas Substâncias químicas -Talidomida Malformações congênitas Substâncias químicas - Iodeto de potássio ou iodo radioativo Malformações congênitas Cretinismo – Induzido por medicamentos para tratar problemas da tireoide. Substâncias químicas - Corticoides – causam fenda palatina em ratos. - Tolbutamida (para diabetes melitus tipo II) – malformações em animais de laboratórios. - Tetraciclina – malformações ósseas e defeitos nosdentes. - Varfarina – causa hidrocefalia e defeitos ósseos. Malformações congênitas Substâncias químicas - Anfetaminas – malformações cardíacas, fenda palatina e lábio leporino. - Cocaína, heroína e tabaco – retardo mental, pouco desenvolvimento físico, malformações faciais, diminuição do peso da criança. Malformações congênitas Malformações congênitas Hidrocefalia Lábio leporino Fenda palatina Agentes infecciosos - Citomegalovírus – com a mãe a infecção é assintomática, mas para o feto causará microcefalia, retardo mental, reticoroidite e hepatoesplenomegalia. Malformações congênitas Agentes infecciosos - Vírus da Rubéola – malformações cardíacas, catarata, surdez, microcefalia e deficiência mental. Se ocorrer a infecção no primeiro mês de gravidez (50% de chances). - HIV – Pode levar a malformações congênitas, tais como, labio leporino, microcefalia e defeitos craniais. Malformações congênitas Agentes infecciosos - Toxoplasma gondii – ingestão dos ovos pela carne de boi ou suína contaminada. Por vegetais contaminados e mal lavados. - Causa: microcefalia, hidrocefalia, microftalmia. Malformações congênitas Fatores nutricionais e metabólicos - Ácido fólico – sua carência pode levar à má formação do tubo neural. - Iodo: sua falta pode levar ao cretinismo. Malformações congênitas é uma deficiência mental provocada por Hipotireoidismo congênito Reações autoimunes - Passagem de anticorpos antitireoideanos – leva à formação do cretinismo. Idade materna - Não disjunção - leva a formação de um zigoto com número alterado de cromossomos (45 ou 47 cromossomos). Malformações congênitas Malformações congênitas Malformações congênitas de origem genética - Ocorrem em função de defeitos presentes nas células germinativas, herdado de um dos pais ou de ambos. - O ambiente, também, pode contribuir para os defeitos genéticos. Quando isso acontece denomina-se Herança Multifatorial. Malformações congênitas Malformações congênitas de origem genética - O que gera as malformações genéticas são as MUTAÇÕES que ocorrem em virtude da ação dos AGENTES TERATOGÊNICOS. - As mutações alteram os genes produzindo proteínas sem função ou até mesmo tornando o gene inativo. Malformações congênitas Genética – Conceitos Básicos O que é genética? É o estudo dos genes e de sua transmissão para as gerações futuras. É dividida em: - Genética Clássica Mendel (1856 – 1865) - Genética Moderna Watson e Crick (1953). Conceitos Gerais Gene Cromossomo Cromossomos Homólogos Cromossomos Autossômicos Cromossomos Sexuais Genótipo Fenótipo Gene Genética clássica: unidade fundamental física e funcional da hereditariedade, que leva informações de uma geração para a outra. Genética molecular: segmento de molécula de DNA que contém uma instrução gênica responsável pela síntese de uma proteína. Gene - Genética Clássica unidade fundamental da hereditariedade. - Genética Moderna pedaço de DNA que codifica uma proteína. Proteína Cromossomo Molécula de DNA que apresenta vários genes. O número de cromossomos varia de espécie para espécie. Homem 46 cromossomos Cachorro 76 cromossomos Drosófila 8 cromossomos Arroz 24 cromossomos Cromossomos Homólogos Um enviado pela mãe e outro pelo pai. Apresentam os mesmos genes nos mesmo loci gênicos. Encontrado em indivíduos 2n (diplóides). Um homólogo veio do pai e outro da mãe. Óvulo n Espermatozóide n Zigoto 2n Tamanho do Pé Cor de Cabelo Tipo Sanguíneo Temperamento Tamanho do Pé Cor de Cabelo Tipo Sanguíneo Temperamento P c IA a P C IB a Genes alelos Genes Alelos Genes presentes nos mesmos locais nos cromossomos homólogos. Cromossomos Autossômicos e Sexuais Genótipo Conjunto de genes que um indivíduo possui. Constituição gênica do indivíduo, isto é, são os genes que ele possui em suas células e que foram herdados dos seus pais. Não pode ser observado. Representado por letras. BB, aa, Dd, etc.... Fenótipo Características manifestadas por uma indivíduo. Determinado pela genótipo Muitas vezes o fenótipo resulta da interação entre genótipo e ambiente. Ex.: pessoa branca + sol = pessoa morena Fenótipo F = G + A (Fenótipo é igual ao genótipo do indivíduo mais a ação do ambiente). Ex.: cor de pele, textura do cabelo, tipo sangüíneo, etc. Homozigose Seres diplóides apresentam duas cópias de cada gene cada um em um cromossomo homólogo. O indivíduo homozigoto apresenta dois alelos de um gene iguais, sejam eles genes dominantes ou recessivos. Ex: AA, bb, ZZ, pp.... Heterozigose Indivíduos que apresentam dois alelos DIFERENTES de um gene são chamados heterozigotos. Ex.: Aa, Bb, Pp, IA IB, Zz...... Dominância Alelos que se expressam da mesma forma nas condições homozigótica e heterozigótica são chamados dominantes. Ex: Indivíduos RR e Rr para o fator Rh são Rh+. Recessividade Alelos que não se expressam na condição heterozigótica são denominados recessivos. Ex.: o alelo r, uma vez que um indivíduo rr é Rh-. Dominância Completa Quando a presença do alelo dominante, no indivíduo heterozigoto, encobre totalmente o efeito do alelo recessivo fala-se em dominância completa. Ex.: Grupo Rh, pessoas RR e Rr apresentam o mesmo fenótipo, Rh+. Dominância Incompleta Quando o indivíduo heterozigoto apresenta fenótipo intermediário ao dos homozigotos, fala- se em dominância incompleta. Ex.: Flor boca de leão. FVFV F VFB FBFB Produção de Gametas Que tipo de gametas um indivíduo Aa pode produzir? A a Ovogônia (2n) A a Que tipo de gametas os indivíduos abaixo podem produzir? AA Bb Bb AABB aabb AAbb AaBb Cruzamentos Geração Parental (P), Geração F1 Geração F2 BB x bb B b Bb x Bb B b B b BB Bb Bb bb Cruzamentos A partir dos cruzamentos os geneticistas podem prever a transmissão dos genes em uma família. É utilizado o “quadro de Punnett”. Gametas produzido s pelo pai Gametas produzido s pela mãe Cruzamento O que é um heredograma? Também chamado do pedigree ou genealogia. Representa as relações de parentesco entre indivíduos. Representa o padrão de certa herança em uma família. Símbolos Homem normal Mulher normal Homem afetado Mulher afetada Casamento Filhos Sexo indeterminado Gêmeos verdadeiros Gêmeos falsos ou dizigóticos 103 TESTE DO PEZINHO No Brasil, há uma lei (PORTARIA Nº 822, DE 06 DE JUNHO DE 2001) que obriga os hospitais e maternidades a realizarem o teste do pezinho. A triagem neonatal como também é chamado é o exame para recém-nascidos mais conhecido do país e sua importância consiste na detecção precoce de doenças que podem comprometer o desenvolvimento físico e intelectual das crianças. inciso III do Artigo 10 da Lei nº 8069, de 13 de julho de 1990 que estabelece a obrigatoriedade de que oshospitais e demais estabelecimentos de atenção à saúde de gestantes, públicos e particulares, procedam a exames visando o diagnóstico e terapêutica de anormalidades no metabolismo do recém-nascido, bem como prestar orientação aos pais; 1. FENILCETONÚRIA (PKU) Doença genética que decorre da deficiência ou ausência da enzima que atua sobre a fenilanina, causando o acúmulo deste aminoácido no sangue. A doença pode acarretar grave retardamento mental nos indivíduos portadores. 2. AMINOÁCIDOPATIAS Doença na qual o organismo não consegue digerir um aminoácido específico. O tratamento consiste em dietas específicas para cada tipo de aminoácido. 3. HIPOTIROIDISMO CONGÊNITO Doença causada pela produção deficiente dos hormônios da tireóide. Neste caso podem ocorrer deficiências físicas e mentais em graus variados. 4. FIBROSE CÍSTICA Doença genética que causa problemas de absorção nos recém-nascidos e nas crianças. A doença é responsável por anormalidades na secreção de muco, disfunção pancreática, problemas hepáticos e outras disfunções. 5. GALACTOSEMIA Doença hereditária causada por uma deficiência no metabolismo da galactose (açúcar presente no leite e seus derivados). Os indivíduos portadores da doença possuem níveis elevados de galactose no sangue, o que pode acarretar vômitos, diarréia, dilatação do fígado, icterícia e em alguns casos retardamento mental. 6. TOXOPLASMOSE CONGÊNITA Nos indivíduos imunologicamente imaturos (como o recém-nascido) o protozoário Toxoplasma gondii pode atacar vários órgãos e tecidos, causando as formas graves de toxoplasmose e originando problemas meningoencefálicos, hepáticos, renais e oculares. 7. ANEMIA FALCIFORME A anemia falciforme é hereditária. Nos doentes, chamados de falcêmicos, a hemoglobina assume formato de foice ou meia-lua, alterando também a forma do glóbulo vermelho e prejudicando sua passagem por veias e artérias. Essa dificuldade pode levar a uma oxigenação deficiente do organismo e gerar complicações em praticamente todos os órgãos e sistemas do corpo. Existem vários graus de anemia falciforme.//brasil.babycenter.com/a1500834/tes te-do-pezinho#ixzz2g7nG39qy A herança do sexo na espécie humana • Na espécie humana: - 46 cromossomos - 23 cromossomos são de origem materna e 23 são de origem paterna - A determinação do sexo envolve apenas o par sexual (cromossomos alossomos) - Os demais cromossomos são chamados AUTOSSOMOS. HERANÇA LIGADA AO SEX0 -Ocorre quando os genes envolvidos se situam no cromossomo X, em sua porção não-homóloga. -A mulher, por apresentar dois cromossomos X, poderá portar genes ligados ao sexo em dose dupla. -O homem , por apresentar apenas um cromossomo X, terá sempre apenas um gene ligado ao sexo (dose simples). -A mulher, portanto, pode ser considerada HOMOZIGOTA OU HETEROZIGOTA, enquanto o homem é considerado Hemizigoto. DALTONISMO: Um exemplo de herança ligada ao sexo na espécie humana • Daltonismo: Dificuldade em distinguir algumas cores. • O daltonismo é determinado por um gene recessivo, ligado ao sexo, simbolizado por Xd • O gene alelo dominante, que condiciona a visão normal, é simbolizado por XD. • Daltonismo É uma condição hereditária que dificulta o indivíduo a distinguir algumas cores; É determinada por um gene recessivo ligado ao cromossomo X; GENOTIPOS E FENÓTIPOS NO DALTONISMO SEXO GENÓTIPO FENÓTIPO Masculino XDY Normal Masculino XdY Daltônico Feminino XDXD Normal Feminino XDXd Normal Feminino XdXd Daltônica HEMOFILIA: Outro exemplo de herança ligada ao sexo na espécie humana Hemofilia: ausência de um dos fatores associados a coagulação sanguínea. A hemofilia é uma doença condicionada por um gene recessivo, ligado ao sexo, simbolizado por Xh O gene alelo dominante, que condiciona a coagulação normal, é simbolizado por XH. A Hemofilia está associada a uma deficiência recessiva ligada ao sexo. Por este motivo, a coagulação é lenta ou inexistente, provocando hemorragias frequentes, especialmente a nível articular e muscular. GENÓTIPOS E FENÓTIPOS NA HEMOFILIA SEXO GENÓTIPO FENÓTIPO Masculino XHY Normal Masculino XhY hemofílico Feminino XHXH Normal Feminino XHXh Normal Feminino XhXh hemofílica DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE e degeneração dos músculos, principalmente dos esqueléticos (ou voluntários). Estas doenças são causadas por defeitos em genes que induzem problemas nas proteínas que estes produzem e que estão envolvidas em processos bioquímicos que ocorrem nos músculos ou nos elementos responsáveis pelo suporte da estrutura das fibras musculares • Aos 12 anos (aproximadamente) os portadores de distrofia muscular de duchenne acabam numa cadeira de rodas. No fim da adolescência, acabam por falecer. DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE ESTUDO DE CASO - ESTRATÈGIAS - Apoio à família - Criar ambiente que dê resposta ás necessidades educacionais e físicas - Respeitar o desejo do aluno - Fomentar a independência - Mantê-lo ativos o máximo tempo possível - Proporcionar interacções sociais - Aprendizagem cooperativa - Preparar o grupo onde está inserido para a progressão da doença - Encontrar os pontos fortes e as qualidades. - Trabalho de articulação com família e técnicos (fisioterapeuta) - Atividades que promovam a auto-estima HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE acondroplasia, neurofibromatose e doença de Huntington. Cariótipo são as características do conjunto cromossômico de uma espécie. Cariograma é construído a partir da fotografia de uma metáfase em que os cromossomos estão corados e individualizados Idiograma consiste numa representação esquemática do cariótipo, utilizando valores médios da posição do centrômero e do tamanho de cada cromossomo do conjunto monoplóide. 125 Padrões de herança de distúrbios genéticos frequentes DISTÚRBIOS MONOGÊNICOS Na prática clínica, a maior importância da genética é seu papel na etiologia de um grande número de distúrbios. de cromossomos. Os distúrbios monogênicos, denominados mendelianos, caracterizam-se por seus padrões de transmissão nas famílias. A fim de estabelecer o padrão de transmissão, a primeira etapa é obter informações sobre a história familial do paciente e resumir os detalhes na forma de um heredograma, por meio de sinais e símbolos padronizados. 126 127 128 129 informações sobre os parentes, nos vários ramos da família pelo menos até os avós e seus irmãos, os pais, os irmãos, os tios e os primos em primeiro grau do paciente. A história deve conter detalhes como nomes, datas de nascimento, morte, mortes precoces de lactentes, partos de natimortos e abortos espontâneos. Deve-se documentar a consanguinidade dos pais, bem como antecedentes geográficos e étnicos. A obtenção de história familial abrangente é uma primeira etapa fundamental na análise de qualquer distúrbio. Uma história familial adequada deve incluir 130 Algumas definições importantes Genótipo Fenótipo Locus Gênicos Genes Alelos Homozigotos e Heterozigotos Mutações São alterações ou modificações súbitas em genes ou cromossomos, podendo acarretar variação hereditária. As mutações podem ser gênicas quando alteram a estrutura do DNA ou cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos. Mutações As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterara proteína ou sua ação. Podem ainda ser letais, quando provocam a morte, ou ainda acarretar doenças ou anomalias. As mutações também promovem a evolução já que determinam aumento na variabilidade genética. Agentes Mutagênicos Físicos radiações ionizantes (raios X, radiações alfa, beta e gama) e radiação ultravioleta. Químicos colchicina, gás mostarda, sais de metais radioativos, alcatrão, benzeno, benzopireno, etc. Mutações Cromossômicas Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos normal da espécie. Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele. Mutações Cromossômicas Numéricas Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo). Podem produzir anomalias graves e até a morte do organismo. Se dividem em Euploidias quando há a alteração de um genoma inteiro e Aneuploidias (Somias) quando acrescentam ou perdem um ou poucos cromossomos. Euploidias Monoploidias (n) quando há apenas um genoma. Triploidias (3n) quando há três genomas. Poliploidias (4n, 5n, ...) quando há quatro ou mais genomas. Aneuploidias (Somias) Nulissomia (2n-2) perda de um par inteiro de cromossomos. No homem é letal. Monossomia (2n-1) um cromossomo a menos no cariótipo. Trissomia (2n+1) um cromossomo a mais no cariótipo. Síndrome de Turner Monossomia do cromossomo X, cariótipo 44A + X0 = 45. Sexo feminino com ovários atrofiados, deficiência hormonal, esterilidade, ausência de menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, pescoço alado, deficiência cardíaca, cromatina sexual negativa, raramente deficiência mental. Síndrome de Turner Síndrome de Klinefelter Trissomia do cromossomo X, cariótipo 44A + XXY = 47. Sexo masculino, testículos pequenos, esterilidade, genitais infantis, mamas desenvolvidas (ginecomastia), estatura elevada, cromatina sexual positiva, deficiência mental. Síndrome de Klinefelter SÍNDROME DE TURNER (ESTÉRIL) DISGENESIA GONADAL 2n:45,X0 2n: 46,XX SÍNDROME DE KLINEFELTER (ESTÉRIL) 2n: 47,XXX 2n:46,XY Síndrome de Down Trissomia do cromossomo 21, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais raramente pode acontecer por translocação entre o cromossomo 21 e o 14. Ambos os sexos, deficiência mental, fendas palpebrais mongolóides, pescoço curto e grosso, cardiopatias, uma única linha transversal na palma da mão, genitália pouco desenvolvida, grande flexibilidade nas articulações. Síndrome de Down Síndrome de Patau Trissomia do cromossomo 13, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Ambos os sexos, cabeça pequena (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, orelhas deformadas e com baixa implantação, pescoço curto, lábio leporino, palato fendido. Síndrome de Patau Síndrome de Edwards Trissomia do cromossomo 18, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Ambos os sexos, deformidade facial, anomalias nas mãos e pés, malformações cardíacas, renais e genitais, grave distúrbio psicomotor. Síndrome de Edwards Síndrome do Duplo Y Trissomia do cromossomo Y, cariótipo 44A + XYY = 47. Sexo masculino, sem modificações fenotípicas aparentes. Raramente déficit mental e agressividade acentuada. Síndrome do Duplo Y Síndrome do Triplo X Trissomia do cromossomo X, cariótipo 44A + XXX = 47. Sexo feminino, distúrbios sexuais, retardamento mental, sem outras modificações fenotípicas aparentes. Síndrome do Triplo X
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