MAPEAMENTO GENÉTICO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI - UFVJM
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
ANDREZA KELLY DA CONCEIÇÃO 
MAPEAMENTO GENÉTICO
Trabalho apresentado à disciplina Genética ministrada pela Profª. Doutoranda Janaína Fernandes Gonçalves no Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri-UFVJM.
DIAMANTINA – MG
JULHO/2014
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Mapeamento Genético
Mapeamento genético é um assunto fascinante, mas e a capacidade de lidar com o conhecimento do nosso ser? O homem durante toda a sua existência busca o conhecimento do mundo que vive dentro de si, mesmo sabendo que muitas vezes a verdade nunca será atingida por completo ele ignora ética e ataca religião, ancestrais e costumes na busca de seus objetivos. Assim, como agir diante de tanta descoberta e dos riscos que ela pode trazer? E suas vantagens, como deixar de lado? 
Nos anos 70, tecnologias sobre DNA recombinante, clonagem gênica e sequenciamento de DNA melhoraram, cientistas começaram a pensar em alçar novos voos e discutir a possibilidade de sequenciar todos os 3 x 10⁹ pares de nucleotídeos no genoma humano, e foi criado para tal tarefa a Human GEnome Organization (HUGO), para coordenar os esforços de geneticistas humanos ao redor do mundo. James Watson juntamente com Francis Crick, foi o descobridor da dupla hélice do DNA e o primeiro a dirigir tamanho projeto, previa a duração de cerca de duas décadas para completa-lo e custaria mais de US$ 3 bilhões. O projeto do Genoma Humano serviu como um ponta pé para o sequenciamante de genomas e mapeamento de vários outros organismos, incluindo a bactéria E. coli, a levedura S. cervisiae, a mosca-das-frutas D. melanogaster, a planta A. thaliana e o verme C. elegans.
Cada gene é responsável por codificar uma das proteínas com funções específicas em qualquer organismo vivo. E com os estudos sobre o sequenciamento do genoma e os avanços tecnológicos do DNA recombinante, rápidos progressos puderam ser notados quanto à identificação destes genes tão importantes para os organismos e suas funcionalidades.
Os primeiros mapas genéticos eram fundamentados em marcadores morfológicos e citológicos. Estes se originaram de estoques cromossômicos com aberrações (como aneuploidias, translocações, deleções e inversões), principalmente nas culturas do milho, tomate e ervilha (COE et al.,1988; RICK e YODER, 1988).
A partir da década de 80 o mapeamento genético tornou-se ilimitado e todas as espécies passaram a ser sequenciadas através de marcadores de DNA. O mapeamento genético tornou-se uma poderosa ferramenta para os geneticistas. O projeto genoma surgiu com o intuito de identificar todos os genes responsáveis pelas características normais e patológicas, várias características da personalidade e comportamental obedecem a um padrão de herança multifatorial – interações de fatores genéticos e ambientais. O principal objetivo do projeto era a criação de um banco de dados com identificação genica para que assim possa ser feito o tratamento das enfermidades antes do seu aparecimento e medicamentos para a erradicação de doenças através do DNA, mas ainda existem questões legais e éticas sendo discutidas. Paralelamente a tudo isso, vem sendo oferecidos testes de DNA para doenças e escolha de sexo para recém-nascidos uma vez que essa questão é “economicamente” muito interessante para laboratórios que veem disputando a autorização para tais testes.
Cada pessoa possui de 30.000 a 35.000 genes e não existem dois seres humanos com a mesma combinação genética, ou ainda cada pessoa é única fenotipicamente exceto gêmeos univitelinos. Após o mapeamento genético a complexidade dos estudos aumentou, pois passaram a procurar entender a função de cada gene nos cromossomos e a razão de muitas vezes eles não serem ativados, dando a impressão de não terem função alguma ou ainda em gêmeos univitelinos que possuem um estoque hereditário idêntico e carregam o mesmo gene, mas que se expressam diferentemente em cada organismo. Sabe-se que fatores ambientais agem na ativação e/ou desativação dos genes o que para a medicina é um extraordinário avanço uma vez que medicamentos poderão ser feitos personalizados para cada paciente que agirão exatamente no genoma de cada individuo. Os DNAs “lixo” considerado por cientistas como trechos de genoma inúteis foram descobertos com o mapeamento genético responsável pela ligação entre os fatores ambientais e os genes, e que agem na ativação ou desativação dos genes nos cromossomos. A parte da genética que estuda essas interações é a chamada Epigenética.
Ao ser descoberto um novo território, a primeira providência é criar um mapa que possa ser usado como uma referência comum, isso não é diferente para os geneticistas, eles também criaram seus mapas: mapas de ligação baseados em padrões de herança de genes com alelos causadores de diferenças fenotípicas, mapas citogenéticos baseados na localização de características microscopicamente visíveis tais como ponto de quebra de rearranjos e mapas de restrição de sítios de restrição sensíveis a endonucleases no DNA. Quando descobriram que existiam genes nos cromossomos com funções diferentes criaram o mapa de maior resolução que é a sequencia completa de DNA do genoma, ou seja, a sequência completa de nucleotídeos A, T, C e G de cada dupla hélice no genoma.
 Através da análise de pequenas sequências nucleotídicas referentes a algum cromossomo pode-se conseguir a identificação do gene responsável por uma determinada doença. Assim, resumidamente pode-se dizer que mapeamento genético é a leitura da estrutura dos genes, a identificação de qual cromossomo ele está localizado e se possuem ou não modificações ou algum tipo de defeito.
Analises comparando trechos de genoma de pessoas sadias e pessoas doentes vêem sendo feitas para a detecção dos genes responsáveis por causar anomalias e doença e são essas comparações que quando feitas podem indicar uma predisposição de desenvolvimento de alguma doença, o que não significa que ela virá a ocorrer.
"O genoma é toda a informação hereditária de um organismo. Ele pode ser entendido como se fosse o disco rígido de um computador. Dentro dele ficam as pastas, ou cromossomos. Dentro de cada cromossomo ficam os arquivos, ou genes. Os genes são responsáveis por desencadear características e comportamentos do organismo, desde resistência a certos remédios ou o desenvolvimento de doenças. O Projeto Genoma, concluído em 2003, identificou onde ficava cada um dos três bilhões de "arquivos" dentro das 46 pastas — ou cromossomos — do código genético humano. Agora, os especialistas estão trabalhando para saber qual é a função de cada um dos genes". (Daniel Cisalpino, mestre em biologia pela UFMG).
É preciso que sejam feitas divisões para que o mapeamento seja feito, primeiro, separando a porção de DNA que interessa o que equivale a cerca de 3% a 4% de todo o genoma. Esses 3% (+ 26 mil genes) são responsáveis por todas as doenças. Assim, é possível desenvolver testes específicos para localizar alterações no gene que já foram mapeados e que são tidos como os causadores de doenças com, por exemplo, câncer de mama. 
Uma das aplicações da genética das células somáticas ao mapeamento gênico envolve a transferência de material genético de uma célula humana para outra célula em cultura, transferência gênica, essa transferência varia de um curto segmento até uma quantidade significativa de um genoma. Essa transferência é um mecanismo conhecido na genética de fungos, bactérias e vírus, onde são usados dois marcadores genéticos que são transferidos juntos como medida devido a sua proximidade física com o genoma do doador. E ao descobrir que células humanas e de outros mamíferos podiam ser mantidas em cultura, procurou-se meios de transferir genes humanos de uma célula para outra no laboratório como um modo parassexual de segregar genes diferentes e seus alelos. A forma mais usada foi criada na décadade 1960, onde se faz a fusão de células de espécies diferentes para a formação de híbridos de células somáticas interespecíficas.
Através do sistema parassexual de segregação de cromossomos humanos, que utiliza híbridos de roedor/homem, é possível o mapeamento de qualquer gene ou segmento de DNA que seja distinguido entre as espécies como um cromossomo humano. 
O mapeamento por dosagem gênica baseia-se na detecção de diferenças de dosagem nos produtos gênicos ou nas sequencias dos genes, entre linhagens celulares que contem números diferentes de cópias de um determinado gene, utilizando-se de cromossomos rearranjados estruturalmente, sem depender da segregação inicial dos cromossomos anormais em híbridos de células somáticas. Esse método exige uma análise e uma interpretação mais detalhada para atribuir ou excluir genes de uma região envolvida com duplicação ou seleção.
Esse método a principio foi usado para a detecção do gene no cromossomo 21 através da atividade enzimática em linhagens de pessoas com síndrome de Down, que possuíam níveis mais alto que pacientes com numero normal de cromossomos. Uma das aplicações mais utilizadas do mapeamento por dosagem do gene é para detectar genes ligados a doenças do cromossoma X (trissomia ou monossomia).
Diferente do mapeamento por híbridos de células somáticas e mapeamento por dosagem gênica que são indiretos indicando apenas a localização física de um gene em determinado cromossomo sem visualizar a posição do gene no mapa, o mapeamento gênico por hibridização in situ envolve hibridização de sondas de DNA ou RNA com uma metáfase de cromossomos, onde o cromossomo é desnaturado numa lâmina e visualização da posição do gene através de um microscópio. Essa técnica era lenta e demandava muito tempo exigindo longas exposições das laminas sob emulsão fotográfica, além de uma análise de muitas metáfases para distinguir o sinal de hibridização real da radioatividade, hoje existem técnicas mais sensíveis que possibilitam a rápida detecção de sondas hibridizadas marcadas com compostos não radioativos que podem ser visualizados à microscopia de fluorescência, que mesmo numa única metáfase pode-se facilmente observar a posição do gene mapeado.
Métodos de mapeamento genético baseiam-se na segregação observada de cromossomos homólogos e seus alelos na meiose através de estudos das famílias, a frequência de crossings entre lócus distintos é utilizada para determinar a distância relativa entre eles. Para que ocorra a análise por mapeamento genético é necessário que os alelos dos genes estudados estejam em heterozigose, pois somente assim a frequência de crossing pode ser estimada. O mapeamento necessita de duas condições essenciais: um número suficiente de famílias para estabelecer a ligação – que é dificultada para distúrbios raros ou doenças cujos portadores morrem num idade precoce, e marcadores de DNA informativos adequado. Nesse caso de mapeamento se usa DNA de familiares para identificar o polimorfismo do DNA, a vantagem é que através de um heredograma identificam-se todos os membros afetados pela mesma doença genética, causada por uma mutação em um lócus. 
As aplicações do mapeamento gênico na genética médica apresentam três aplicações: fornecimento de informações diagnósticas para informação genética, orientação dos esforços de clonagem dos genes responsáveis por doenças genéticas, e a criação e verificação de hipóteses sobre a causa de doenças genéticas específicas. Traduzindo, o mapeamento genético humano caracteriza-se por exames de diagnósticos para a detecção pré-sintomática ou pré-natal. Os marcadores moleculares mais utilizados para estudos de ligação são os microssatélites e minissatélites, que são pequenas unidades repetitivas de nucleotídeos altamente polimórficas na população e que favorecem a heterozigose dessas regiões no portador, recentemente vêm sendo utilizados também polimorfismos de sítio único (SNPs) nas análises de ligação para avaliação de genes candidatos a doenças.
As doenças genéticas humanas tem grande peso, tanto financeiro quanto emocional nas famílias afetadas e na sociedade, principalmente distúrbios que afetam as crianças. Pensando nisso, hoje, laboratórios oferecem mapeamentos genéticos que estão se tornando cada vez mais comuns para a detecção de doenças ligadas ao gene. Na opinião da Prof. Dra. Mayana Zatz (2009) "Muitos testes desse tipo servem apenas para criar uma neurose em torno da genética", e é nesse ponto que as controvérsias entre o que é bom e o que é ruim, o que é ético e o que deixa de ser se encontram e batem de frente. Afinal, é justo se mutilar porque um teste indicou que existe a possibilidade do desenvolvimento uma doença em um futuro? E se devido a fatores ambientais, já que a ativação ou desativação são influenciadas por ele, isso nunca acontecer? Por esse motivo questões como essas após o projeto genoma e o mapeamento genético são discutidas diariamente, uma vez que a descoberta pode não ser utilizada como deveria e se torne algo unicamente comercial.
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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