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Herança Monogênica Prof. Msc. Fernando Mello Disciplina: Genética Humana • O que é Herança Monogênica? É aquela que se refere às características fenotípicas herdadas por apenas um par de genes. Mendelismo • Estudos de Gregor Mendel (1822-1884) sobre hereditariedade. • Infância em fazendas da Moravia (Rep. Tcheca) → interesse por plantas e animais. • Como as características são herdadas? • Experimentos genéticos com várias espécies de plantas e com abelhas. • Maior sucesso→ ervilhas! • Fim dos experimentos → 1864 • Redescobrimento → 1900 • Aceitação das idéias de Mendel. • Willian Bateson → criou o termo “genética” (gerar). • Motivos do sucesso dos experimentos de Mendel: Escolha da ervilha de jardim, pisum sativum. Fácil cultivo. Autofertilização → Pétalas bem fechadas impedem a entrada de pólen de outras plantas → pouca ou nenhuma variação genética (puras). Focou em únicas diferenças contrastantes entre plantas → alta vs baixa; semente verde vs amarela; semente lisa vs rugosa. Registros cuidadosos. • Experimento: Cruzamentos controlados. Fertilização cruzada (ex: altas vs baixas) → Retirou as anteras de uma variedade antes do amadurecimento do pólen e aplicou o pólen de outra variedade ao estigma. Produção de híbridos uniformemente altos → característica baixa parecia ter desaparecido. Autofecundação dos híbridos → altas (787) e baixas (277) → 3:1 Fator genético latente para baixa, mascarado por outro fator para alta. Fator latente → recessivo Fator expresso → dominante Fatores separam-se uns dos outros. Fatores → genes (Wilhelm Johannsen, 1909). Formas dominantes e recessivas → alelos (formas alternativas de um gene). Genes existem aos pares (células diplóides). Indivíduos com duas cópias idênticas de um gene → homozigotos Indivíduos com duas cópias diferentes de um gene → heterozigoto Na formação dos gametas ocorre a redução a um único gene (haplóide) Fertilização → União do ovócito e espermatozóide para gerar o zigoto. • Representação esquemática Uso de símbolos. Ex: Alta = D ; Baixa = d Linhagem alta = DD Linhagem baixa = dd Constituição alélica: genótipo Aspecto físico: fenótipo. • Princípios: Princípio da dominância: Em um heterozigoto, um alelo pode mascarar a presença do outro. Princípio da segregação: Dois alelos segregam-se um do outro durante a formação de gametas. Aplicações dos princípios de Mendel • Método do Quadrado de Punnett: Escrever todos os gametas e combiná-los sistematicamente. Usar o princípio da dominância para determinar os fenótipos. • Método da probabilidade Segregação Mendeliana = lançar uma moeda. Cruzamento de heterozigotos: Aa x Aa Chance de ser AA: probabilidade de que cada um dos gametas tenha o alelo A → (½) x (½) = (1/4) Chance de ser Aa: A pode vir do ovócito e a do espermatozóide ou vice- versa → (1/4) + (1/4) = (½) Princípios Mendelianos em genética humana • Dificuldades: Não é possível fazer cruzamentos controlados. Análise depende de registros familiares, que geralmente são incompletos. Prole pequena Humanos não são mantidos e observados em ambientes controlados. Tempo → algumas condições genéticas só se manifestam depois de uma certa idade • Heredograma Diagramas que mostram o parentesco entre os membros de uma família. Herança de alelo dominante - Fácil identificação. - Cada pessoa que possui um alelo dominante manifesta a característica. - Se manifesta em todas as gerações. Herança de alelo recessivo - Difícil identificação. - Pode ocorrer em pessoas cujos genitores não são afetados. - Característica pode ficar mascarada sem se expressar por várias gerações. - Para características raras, é mais provável de aparecer quando os cônjuges são aparentados. Variação alélica • Mendel identificou dois alelos de cada gene, um dominante e um recessivo → Simplificação. • Os genes podem existir em mais de dois estados alélicos. • Dominância incompleta Heterozigoto tem fenótipo diferente daquele de ambos os homozigotos parentais. Fenótipo intermediário. Ex: Cor da flor em boca-de-leão. • Co-dominância As características de ambos alelos são expressas no fenótipo. Nenhum alelo é dominante sobre o outro. Ex: tipos sanguíneos • Os genes não atuam isoladamente e sim no contexto do ambiente. • Penetrância O indivíduo possui o genótipo apropriado para uma característica, mas não apresenta essa característica. Ex: polidactilia • Expressividade variável Ocorre quando uma característica não se expressa uniformemente entre os afetados Influências ambientais na expressão de genes • Tipos de herança monogênica Autossômica recessiva Autossômica dominante Recessiva ligada ao X Dominante ligada ao X • Herança autossômica recessiva Ocorre somente em homozigotos ou heterozigotos compostos (dois alelos mutantes e nenhum normal). Herdam um alelo mutante de cada genitor. Ex: Albinismo → Ausência completa de melanina na pele, olhos e cabelos. Anemia falciforme → mutação em um gene da hemoglobina, conferindo uma forma de foice às hemácias. • Herança autossômica dominante Mais da metade de todos os distúrbios monogênicos Risco e gravidade dependem de se um ou ambos os genitores está afetado e de se a característica é estritamente dominante ou incompletamente dominante. Ex: Acondroplasia → mutação em um gene relacionado a fatores de crescimento → dominância incompleta . • Herança recessiva ligada ao X Padrão definido e facilmente identificável Característica é expressa em todos os homens que receberam o alelo alterado, mas apenas em mulheres homozigotas →maior freq em homens. Ex: Hemofilia → Deficiência na produção de uma proteína coagulante. Daltonismo → Anormalidades em proteínas que absorvem luz. • Herança dominante ligada ao X Todas as filhas e nenhum dos filhos dos homens afetados são alterados. Padrão de herança por via feminina igual ao autossômico dominante. Ex: Raquitismo hipofosfatêmico → comprometimento da reabsorção de fosfato nos rins. • Bibliografia: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 4ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. NUSSBAUM, Robert L. et al. Thompson & Thompson genética médica. 7. ed. Rio de Janeiro: Campus-Elsevier,2008.
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