Genética I - Parte IV

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13/03/2014
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Genética
Melissa Vieira Leite
Parte IV
Herança monogênica em haplóides
• Nos fungos existem formas
simples de sexos chamadas tipos
reprodutivos;
• Saccharomyces cerevisiae:
organismo modelo;
– Os dois tipos reprodutivos são
chamados MATa e MAT;
– Cruzamentos bem sucedidos:
entre linhagens de tipos
reprodutivos opostos;
Padrões de herança monogênica
ligada ao sexo
• Muitos animais e plantas têm um
par especial de cromossomos
associados ao sexo;
• Os cromossomos sexuais também
segregam igualmente, mas as
proporções fenotípicas vistas na
prole são, em geral, diferentes
das proporções autossômicas;
Cromossomos sexuais
• A maioria dos animais e plantas apresentam
dimorfismo sexual (indivíduos masculinos ou
femininos);
• Na maioria dos casos o sexo é determinado por um par
especial de cromossomos sexuais;
• Espécie humana:
– Mulheres: 44 Autossômicos + 2 sexuais (XX)
– Homens: 44 Autossômicos + 2 sexuais (XY)
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• Mulher: sexo homogamético (produz gametas apenas
de um tipo – óvulos contendo o cromossomo X);
• Homem: sexo heterogamético (produz dois tipos de
gametas – metade dos espermatozóides contendo o
cromossomo X e a outra metade o Y);
• Nos mamíferos, a presença do cromossomo Y
determina o macho e a ausência de um Y determina
uma fêmea;
• Drosophila melanogaster (mosca);
– Esse inseto tem sido um dos mais
importantes organismos em
genética;
– Apresentam 3 pares de
autossomos mais um par de sexuais
(X e Y);
– Na Drosophila o número de
cromossomos X em relação ao de
autossomos determina o sexo: dois
X resultam em uma fêmea e um X
resulta em uma macho;
• Plantas vasculares apresentam uma variedade de
arranjos sexuais;
• As espécies dióicas são as que apresentam dimorfismo
sexual similar ao dos animais, com as plantas
femininas tendo flores contendo apenas ovários e as
plantas masculinas tendo flores contendo apenas
anteras;
• Algumas, mas não todas, as plantas dióicas tem um par
de cromossomos não-idênticos associados (e quase
certamente determinantes) do sexo da planta;
• Das espécies com cromossomos sexuais não-idênticos,
uma grande proporção tem sistema XY;
Padrões de herança ligada ao sexo
• Os cromossomos X e Y apresentam regiões homólogas
e diferenciais;
• As regiões diferenciais, que contém a maiorias dos
genes, não tem contrapartes no outro cromossomo
sexual;
• Assim, nos homens, os genes das regiões diferenciais
são ditos hemizigotos;
Cromossomos sexuais humanos
Região pseudo-
autossômica 1
Região pseudo-
autossômica 2
Gene de
masculinização SRY
Centrômero Regiãodiferencial do Y
(genes ligados
ao Y)
Região
diferencial do X
(genes ligados
ao X)
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• A região diferencial com cromossomo X:
– Contém muitas centenas de genes;
– A maioria desses genes não tomam parte da função sexual e
influenciam uma grande faixa de propriedades humanas;
• O cromossomo Y:
– Contém apenas algumas dúzias de genes;
– Alguns desses genes têm contrapartes no cromossomo X, mas
a maioria não;
– Esses tomam parte na função sexual masculina. Um desses
genes, SRY, determina a própria masculinidade;
– Vários outros genes são específicos para produção de
espermatozoides nos machos;
• Ligação ao sexo: padrões de herança dos genes nas
regiões diferenciais;
• Os alelos mutantes na região diferencial do
cromossomo X apresentam um padrão de herança
monogênica chamado ligado ao X;
• Os alelos mutantes dos poucos genes na região
diferencial do cromossomo Y apresentam ligação ao Y;
• Um gene que é ligado ao sexo pode apresentar
proporções fenotípicas que são diferentes em cada
sexo;
• Se a localização genômica de um gene é desconhecida,
um padrão de herança ligada ao sexo indica que o gene
está em um cromossomo sexual;
• Os cromossomos humanos X e Y têm duas regiões
homólogas curtas, uma em cada ponta;
• No sentido em que essas regiões são homólogas, elas
são similares aos autossomos, e, portanto, são
chamadas de regiões pseudoautossômicas 1 e 2;
• Uma ou ambas essas regiões fazem par na meiose e
sofrem crossing over;
• Por essa região, os cromossomos X e Y podem agir
como um par e segregar em números iguais de
espermatozóides;
Herança ligada ao X
• Cor de olho tipo selvagem
de D. melanogaster é
vermelha, mas há linhagens
puras de olhos brancos;
• Diferença fenotípica
determinada por dois
alelos de um gene situado
na região diferencial do
cromossomo X;
• O alelo mutante no caso é w
para olhos brancos;
• Alelo selvagem
correspondente é w+;
• Macho de olhos brancos x
fêmea de olho vermelho 
toda a F1 de olhos vermelhos;
• Sugere que o alelo para olhos
brancos é recessivo;
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½ ½
½ ♀ OV ½ ♂ OV
Primeiro cruzamento
X♀ Olhos vermelhos
(OV)
♂ Olhos brancos
(OB)
P
F1
F2Gametas ♂
w+w+ w
Ga
me
tas
♀ w+
w
ww+ w+
½ ½
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OV
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OB
Gametas ♂
Ga
me
tas
♀
w+
w+
w +w+ w+
w ww+ w
½ ½
½ ♀ OV ½ ♂ OB
Segundo cruzamento
X♀ Olhos brancos
(OB)
♂ Olhos vermelhos
(OV)
P
F1
F2Gametas ♂
ww w+
Ga
me
tas
♀ w
w+
ww+ w
½ ½
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OV
½
¼ ♀ OB ¼ ♂ OB
Gametas ♂
Ga
me
tas
♀
w+
w
ww+ w+
w ww w
Primeiro cruzamento
F2 ½ ½
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OV
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OB
Gametas ♂
Ga
me
tas
♀
w+
w+
w +w+ w+
w ww+ w
Segundo cruzamento
F2 ½ ½
½
¼ ♀ OV ¼ ♂ OV
½
¼ ♀ OB ¼ ♂ OB
Gametas ♂
Ga
me
tas
♀
w+
w
ww+ w+
w ww w
A herança ligada ao sexo mostra regularmente
proporções fenotípicas diferentes nos dois sexos da
prole, bem como proporções diferentes em
cruzamentos recíprocos;
Análise de heredogramas
• Levantamento dos registros de reproduções;
• O membro da família que primeiro chama a atenção de
um geneticista é chamado de propósito;
• Geralmente o fenótipo do propósito é excepcional de
alguma forma;
• A maioria dos heredogramas são feitos por motivos
médicos;
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Homem
Mulher
Reprodução
Pais e filhos: 1 menino; 1
menina (ordem de
nascimento)
Dizigóticos (gêmeos
não-idênticos)
Monozigóticos
(gêmeos idênticos)
Sexo não-especificado
Número de filhos do
sexo indicado
Indivíduos afetados
Heterozigotos para
autossômico recessivo
Portadora de recessivo ligado
ao sexo
Morte
Aborto ou natimorto (sexo
não especificado)
Propósito
Método de identificar
pessoas em um heredograma:
aqui o propósito é a criança 2
na geração II, ou II-2
Casamento consanguíneo
Distúrbios autossômicos recessivos
• Geralmente o distúrbio aparece na prole de genitores
não afetados;
• A prole afetada inclui tanto homens quanto mulheres;
• Quando sabemos que tanto homens quanto mulheres
são afetados, pode-se deduzir que estamos lidando
com uma herança mendeliana simples de um gene em
um autossomo e não de um gene em um cromossomo
sexual;
• Os heredogramas de distúrbios
autossômicos recessivos tendem a
ser pequenos, com poucos símbolos
escuros;
• Para uma condição rara a maioria
da pessoas não possuem o alelo
anormal;
• A maioria das pessoas que possuem
o alelo anormal são heterozigotas
para ele;
Aa Aa
A_ aa aa A_
• Para ser homozigoto recessivo ambos os genitores
tem que ter o alelo recessivo;
• Para ser heterozigoto é suficiente que apenas um
genitor tenha o alelo recessivo;
• O nascimento de pessoa afetada depende da rara
união aleatória de genitores heterozigotos;
• A endogamia (reprodução entre parentes) aumenta a
chance de nascimento de pessoas afetadas;
• Casamentos de primos em primeiro grau contribuem
com uma grande proporção dos que sofrem de
doenças recessivas na população;
Homozigotos recessivos de endogamia
Aa AA
1 2I
II
III
IV
Aa A_2 3AA1 Aa4 AA5
A_ A_2 3A_1 A_4 Aa5 Aa6 A_7
aa A_2 3A_1aa4 A_5
• Exemplos de distúrbios
autossômicos recessivos:
– Fibrose cística: secreção de
grande quantidades de muco nos
pulmões resultando em morte por
combinação de efeitos, mas
geralmente precipitada por
infecção das vias respiratórias;
– Albinismo humano: indivíduos
não apresentam o pigmento
melanina na pele e nos cabelos;
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Em heredogramas, um distúrbio autossômico recessivo é
revelado pelo surgimento do distúrbio na prole
masculina e feminina de genitores não-afetados.
Distúrbios autossômicos dominantes
• O alelo normal é recessivo e o alelo defeituoso é
dominante;
• Pode parecer paradoxal que um distúrbio raro possa
ser dominante, mas lembre que a dominância e a
recessividade são simples propriedades de como os
alelos atuam nos heterozigotos e não são definidos em
relação ao quanto eles são comuns na população;
• Exemplos de distúrbios autossômicos dominantes:
– Pseudo-acondroplasia: um tipo de nanismo;
– Doença de Huntington: degeneração neural, levando a
convulsões e morte. Manifestação tardia, os sintomas
aparecem depois que a pessoa já teve filhos.
Diagnóstico molecular;
– Polidactilia: dedos extras;
– Piebaldismo: alelo dominante que interfere na migração
de melanócitos (células produtoras de melanina). A
testa branca é particularmente característica, sendo
geralmente acompanhada de uma região branca no
cabelo;
Pseudo-acondroplasia
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Polidactilia Piebaldismo
Herança de um distúrbio autossômico dominante
Aa aa
1 2I
II
III
aa3aa2aa1 Aa4 Aa6
aa5 Aa11 aa12aa Aa6 7 aa8 aa9
aa7aa5
aa aa2 3aa1 aa4 aa10 Aa13
Em heredogramas de distúrbios mendelianos
autossômicos dominantes mostram homens e mulheres
afetados em cada geração; Também mostra homens e
mulheres afetados transmitindo a condição a
proporções iguais de seus filhos e filhas.
Polimorfismos autossômicos
• Em populações naturais de organismos, um
polimorfismo é a coexistência de dois ou mais
fenótipos comuns de uma característica;
Distúrbios recessivos ligados ao X
• Muito mais homens que mulheres apresentam o
fenótipo raro em estudo;
• Ninguém na prole de um homem afetado, casado com
mulher não portadora, apresenta o fenótipo, mas
todas as suas filhas são portadoras;
• Nenhum dos filhos de um homem afetado apresenta o
fenótipo em estudo, nem transmite a condição para
seus descendentes.
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• Exemplos de distúrbios recessivos ligados ao X:
– Daltonismo: indivíduos com incapacidade de distinguir
o vermelho do verde;
– Hemofilia: falha na coagulação do sangue;
– Distrofia muscular de Duchenne: definhamento e
atrofia dos músculos;
– Síndrome da feminização testicular;
Síndrome de feminização testicular
• Frequencia de um em cada
65.000 nascimentos;
• Pessoas afetadas são
cromossomicamente masculinas;
• Desenvolvem-se como mulheres;
• Têm genitália externa feminina
(vagina em fundo de saco, sem
útero);
• Testículos podem estar presentes
nos grande lábios ou no abdome;
• São estéreis;
• A condição não pode ser revertida
por tratamento com hormônio
masculino;
• Também chamada de síndrome de
insensibilidade androgênica;
• Hormônio masculino não tem efeito
nos órgão-alvo que contribuem
para a masculinidades;
Distúrbios dominantes ligados ao X
• Os homens afetados passam a condição para todas as
suas filhas, mas a nenhum de seus filhos;
• As mulheres heterozigotas afetadas casadas com
homens não afetados passam a condição para metade
de seus filhos e filhas;
• Exemplo:
– Hipofosfatemia: um tipo de raquitismo resistente à
vitamina D;
– Algumas formas de hipertricose: excesso de pelos no
corpo e na face;
Herança ligada ao Y
• Apenas os homens herdam;
• Gene SRY: papel primário na
masculinização;
• Exemplo:
– Hipertricose auricular:
excesso de pelos nas
orelhas (demonstrado para
algumas famílias). Mais
comum entre as populações
da Índia;
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Teoria do rabo preso
• Leiam atentamente a história e tentem explicar as
possíveis causas do nascimento de indivíduos com
características diferentes das dos pais.
“A falsa ciência cria ateus, a
verdadeira faz o homem prostrar-se
diante da divindade.”
Voltaire