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Herança monogênica Disciplina: Genética Humana Professora: Isadora Machado Teixeira Lima Introdução Herança monogênica: é aquela determinada por um gene apenas, transmitido do genitor para a sua prole. Pode causar os chamados distúrbios monogênicos. Mutações de um único gene nos autossomos ou nos cromossomos sexuais. Introdução As contribuições de Mendel As características monogênicas são também conhecidas como mende-lianas (Gregor Mendel). Mendel estudou 7 características em ervilhas, cada uma determinada por um único gene (Ex: altura, forma da semente). 3 princípios importantes As contribuições de Mendel 1) Princípio da segregação: genes ocorrem aos pares, sendo transmitido apenas um membro do par para a prole. 2) Princípio da distribuição indepen- dente: genes para dois ou mais caracteres são transmitidos de forma independente, recombinando-se ao acaso. 3) Princípio da dominância: nos heterozigotos, as consequências de um alelo recessivo são “escondidas”. As contribuições de Mendel h h H Hh Hh H Hh Hh Quadro de Punnett Cruzamentos entre ervilhas homozigotas para os genes alto e baixo: As contribuições de Mendel H h H HH Hh h Hh hh Quadro de Punnett Cruzamentos entre HETEROZIGOTOS: Dominante Dominante Dominante Recessivo Dominância incompleta A combinação de genes alelos diferentes pode produzir uma característica intermediária, um novo fenótipo (não é determinada por genes dominantes ou recessivos). Ex: Flor Maravilha VV = cor vermelha BB = cor branca VB = cor rosa Dominância incompleta V B V VV VB B VB BB Quadro de Punnett Cruzamentos entre HETEROZIGOTOS: Vermelha Rosa Rosa Branca Co-dominância Na combinação de genes alelos diferentes, a prole vai manifestar as duas características ao mesmo tempo (não é determinada por genes dominantes ou recessivos). Ex: Gado da raça Shorthorn VV = cor vermelha BB = cor branca VB = malhados (branco e vermelho) Co-dominância V B V VV VB B VB BB Quadro de Punnett Cruzamentos entre HETEROZIGOTOS: Vermelho Malhado Malhado Branco Genótipo e fenótipo Genótipo: constituição genética de uma pessoa em um locus (Ex: HH, Hh e hh). Fenótipo: manifestação externa do genótipo (Ex: HH ervilhas de planta alta). Fenótipo resulta da interação do genótipo com o ambiente Genealogias ou heredogramas O estudo da herança de uma característica é feito pela análise de genealogias ou heredogramas método abreviado e simples de representação dos dados de uma família. Procura-se abranger o maior número de gerações e a maior parte dos seus membros. Genealogias ou heredogramas Montagem realizada a partir de informações prestadas pelo probando ou caso-índice: indivíduo da família que chama primeiramente a atenção dos pesquisadores. Genealogias ou heredogramas HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE Herança autossômica dominante Doenças autossômicas dominantes são relativamente raras. A reprodução entre duas pessoas afetadas pela mesma doença autossômica dominante são incomuns. Comum: união de um genitor normal (aa) com um heterozigoto afetado (Aa) Herança autossômica dominante ½ Doentes (Aa) ½ Normais (aa) A = alelo mutante a = alelo normal Herança autossômica dominante Exemplo: polidactilia pós-axial Herança autossômica dominante Características: 1) Aparece quase igualmente em homens e mulheres 2) Não há pulo de gerações (transmissão vertical) 3) Transmissão pai-filho do gene da doença 4) Em média: um afetado (heterozigoto) ½ prole Aa aa Herança autossômica dominante Genitores em risco de ter filhos com uma doença genética perguntam: “Qual a chance que o nosso futuro filho tenha essa doença?” - Não tiveram filhos: risco de ocorrência - Filhos já nasceram doentes: risco de recorrência Aa x aa = risco de 50% sempre (eventos independentes) Herança autossômica dominante Outros exemplos: - Acondroplasia (nanismo genético mais comum) - Doença de Huntington (perda de neurônios cerebrais) - Neurofibromatose (doença cutânea) - Retinoblastoma (tumor ocular) - Osteogênese imperfeita (defeito na síntese do colágeno) Herança autossômica dominante Acondroplasia Osteogênese imperfeita Herança autossômica dominante Retinoblastoma Herança autossômica dominante Neurofibromatose HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA Herança autossômica recessiva Doenças autossômicas recessivas são relativamente raras. Portadores heterozigotos de genes de doenças recessivas são muito mais comuns que os homozigotos afetados. Genitores de pessoas afetadas em geral são dois heterozigotos (portadores) Herança autossômica recessiva ¾ Normais (AA, Aa) ¼ Doentes (aa) A = alelo normal a = alelo mutante Herança autossômica recessiva Exemplo: albinismo Bloqueio da síntese de melanina; ausência da enzima tirosinase nos melanócitos. Herança autossômica recessiva Características: 1) Aparece quase igualmente em homens e mulheres 2) Há pulos de gerações (transmissão horizontal) 3) ¼ da prole de 2 heterozigotos será afetado 4) Consaguinidade costuma estar presente Aa Aa Herança autossômica recessiva Risco de recorrência - Aa x Aa = risco de 25% (mais comum) - Aa x aa = risco de 50% (incomum) Padrão de herança imita o de uma característica autossômica dominante: herança quase dominante. Herança autossômica recessiva Outros exemplos: - Fibrose cística (distúrbio na secreção de glândulas exócrinas) - Surdez congênita - Fenilcetonúria (distúrbio do SNC) HERANÇA LIGADA AOS CROMOSSOMOS SEXUAIS E MITOCÔNDRIAS Herança ligada ao X Homens: hemizigotos para o X (XY). Existem 2 genótipos possíveis nos homens (XAY ou XaY) e 3 nas mulheres (XAXA, XAXa, XaXa). Embora o homem tenha 1 X e a mulher 2, o produto formado por um gene ligado ao X é equivalente. Inativação do X O mecanismo pelo qual essa com- pensação de dose é obtida explica-se pelo princípio da inativação do X Hipótese de Lyon. Um cromossomo X em cada célula é aleatoriamente inativado no início do desenvolvimento embrionário das mulheres (Corpúsculo de Barr). Inativação do X Zigoto Divisão celular inicial Inativação do X C. Barr Células somáticas mosaicas na mulher Inativação do X XX XY Corpúsculo de Barr (cromatina sexual) Inativação do X Além de aleatória, a inativação do X é: - Fixada: uma vez que um X foi inati-vado em uma célula, ele permanecerá inativo em todas as células descen-dentes. - Incompleta: várias regiões do X permanecem ativas (ex: pontas dos braços p e q). Herança recessiva ligada ao X Relacionada à doenças causadas por genes recessivos ligados ao X. Expressa-se fenotipicamente em todos os homens que herdam 1 gene mutante (hemizigotos: XaY),mas apenas nas mulheres homozigotas mutantes (XaXa). Homens são mais comumente afetados por doenças recessivas ligadas ao X. Herança recessiva ligada ao X Características: 1) Maior frequência nos homens 2) Genes ligados ao X não são transmitidos de pai para filho (passa o Y, mas não o X) 3) O gene é transmitido por um pai afetado a todas as suas filhas (portadoras) 4) Geralmente há pulos de gerações Herança recessiva ligada ao X Tipo mais comum de reprodução: mulher heterozigota x homem normal Herança recessiva ligada ao X Exemplos de doenças: - Hemofilia A (distúrbio de sangra- mento; fator VIII da coagulação) - Distrofia muscular de Duchenne (fraqueza e degeneração muscular) - Daltonismo (defeito nos cones ocu- lares visão em cores) Herança recessiva ligada ao X Hemofilia A Hemartrose (sangramento nas articulações) Extensos hematomas Herança recessiva ligada ao X Distrofia muscular de Duchenne Degeneração e perda muscular Hipertrofia da panturrilha Herança recessiva ligada ao X Daltonismo Herança dominante ligada ao X Características: 1) Maior frequência nas mulheres (dobro) 2) Genes ligados ao X não são transmitidos de pai para filho (passa o Y, mas não o X) 3) O gene é transmitido por um pai afetado a todas as suas filhas (todas afetadas) 4) Não há pulos de gerações (transmissão vertical) Herança dominante ligada ao X Exemplos de doenças: - Raquitismo hipofosfatêmico (rins: capacidade de reabsorver fosfato ossificação anormal) - Incontinência pigmentar (pigmen- tação anormal da pele). Afeta apenas mulheres. Herança dominante ligada ao X Raquitismo hipofosfatêmico Curvatura dos ossos Herança dominante ligada ao X Incontinência pigmentar Lesões de pele vesiculares eritematosas inflamatórias Herança ligada ao Y O cromossomo Y é bem menor que o X e contém relativamente poucos genes. Genes ligados ao Y = holândricos Ex: genes que iniciam a diferenciação do embrião em masculino. Distúrbio: hipertricose auricular. Herança ligada ao Y Hipertricose auricular Pêlos longos e abundantes nas orelhas Herança ligada ao Y Heredograma: distúrbios ligados ao Y Transmissão estritamente de pai para filho Herança mitocondrial As mitocôndrias têm seu próprio DNA: - Molécula bifilamentar circular - Taxa de mutação 10x maior (falta de mecanismos de reparo do DNA) Herança mitocondrial O mtDNA é herdado exclusivamente da linhagem materna. Os homens herdam das suas mães o mtDNA, mas não podem transmiti-lo para a sua prole (sptz com mt) Ovócito Sptz Mitocôndrias Zigoto Herança mitocondrial Heredograma: distúrbios ligados ao mtDNA Transmissão estritamente a partir da mãe Herança mitocondrial Exemplos de doenças: - Neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON) morte do nervo óptico - Epilepsia mioclônica com fibras anfractuadas (MERRF) epilepsia e demência - Diabetes mellitus adulto (tipo II) hiperglicemia ( insulina)