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_______________________________________________________________________________ 1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ CAMPUS DE PARNAÍBA CURSO DE BIOMEDICINA DISCIPLINA GENÉTICA HUMANA E MÉDICA PROFESSORA RENATA CANALLE Semestre 2016.1 Exercícios e GD II – Herança Multifatorial e características complexas (seminário 4); Genética de populações e evolutiva; Mapeamento gênico humano; seminários 5, 8 e 10 1) Como se classificam as características humanas e quais os tipos de herança? 2) Como uma característica quantitativa difere de uma característica descontínua? Qual a diferença entre uma característica mendeliana multifatorial e uma característica poligênica multifatorial? 3) Quais os critérios para o reconhecimento da herança multifatorial e complexa e qual a relevância desse conhecimento dentro da consulta genética? 4) Considere uma doença que conhecidamente possui risco de recorrência para irmãos de 5%. Este risco de recorrência poderia ser o resultado tanto de herança multifatorial quanto de um gene único autossômico dominante com 10% de penetrância. Como você testaria qual destas possibilidades é correta? 5) Um membro de cada par de gêmeos MZ é afetado por uma doença autossômica dominante e outro não. Liste duas maneiras diferentes possíveis para esta ocorrência. 6) Um casal tem um filho afetado por uma característica multifatorial que ocorre mais frequentemente em mulheres do que em homens. Para seu próximo filho, é mais provável que um filho ou filha seja afatedo? 7) Para uma determinada malformação, o risco de recorrência em irmãos e filhos de pessoas afetadas é de 10%, o risco em sobrinhas e sobrinhos é de 5%, e o risco em primos de primeiro grau é de 2,5%. Este é mais provável um traço autossômico dominante com penetrância reduzida ou um traço multifatorial? Explique. 8) Comente a respeito da importância das características multifatoriais ou complexas dentro do nosso quadro sócio-econômico, destacando a atuação do profissional biomédico. 9) Uma grande diferença sexual em pessoas afetadas é geralmente um indício de herança ligada ao X. Como você estabeleceria que a estenose do piloro é multifatorial em vez de ligada ao X? 10) Em que consiste o estudo de genética de populações, dentro do campo da genética médica, e qual o seu objetivo? 11) Entenda a lei de Hardy-Weinberg, quais suas principais propriedades. Qual a importância desse teorema? Quais suas aplicações? 12) Quais são os níveis em que a variação genética em populações naturais pode ser detectada? Quais as técnicas utilizadas? 13) Quais são as moléculas consideradas como “documentos da História evolutiva”? Como são empregadas nos estudos de evolução molecular? 14) O que significa relógio molecular? Qual a aplicação nos estudos de evolução? 15) Dentro da região codificante de um gene, onde você mais provavelmente encontraria polimorfismos silenciosos? 16) Por que as sequências de nucleotídeos de íntrons são mais polimórficas que as sequências de nucleotídeos de éxons? 17) Como você pode explicar as milhares de diferenças nas taxas evolutivas de fibrinopeptídeo e histona 3? 18) O gene dominante T controla a habilidade de sentir o gosto do PTC. Numa amostra de 320 estudantes de uma população em equilíbrio, foram encontrados 218 que sentiam o gosto e 102 que não sentiam. a) Qual a frequência gênica e genotípica da população? b) Qual o número de indivíduos heterozigotos na população? 19) Utilizando eletroforese de proteína, 100 membros de uma população foram estudados para determinar se eles eram portadores de genes da hemoglobina normal (HbA) ou da hemoglobina falcêmica (HbS). Foram observados os seguintes genótipos: HbA / HbA 80 HbA / HbS 15 HbS / HbS 5 Quais são as freqüências gênicas de HbA e HbS? Quais são as freqüências genotípicas observadas? Supondo as proporções de Hardy-Weinberg, quais são as freqüências genotípicas esperadas? 20) Aproximadamente 1 em 10.000 caucasianos nasce com fenilcetonúria (PKU). Qual é a freqüência do alelo causador da doença? Qual é a freqüência de portadores heterozigotos na população? 21) O que não está ocorrendo em uma população em Equilíbrio de Hardy-Weinberg? _______________________________________________________________________________ 2 22) A prevalência de PKU varia de uma em 10.000 até uma em 100.000. Explique como as taxas de prevalência de erros inatos do metabolismo podem variar tanto entre os diferentes grupos étnicos. 23) Dois casais querem saber seus riscos de conceber um filho com fibrose cística. Em um casal, nenhum dos genitores tem uma história familiar da doença; no outro, um genitor sabe que é portador. Como seus riscos diferem? 24) Por que as repetições curtas de DNA (STRs) mais provavelmente estão em equilíbrio de Hardy- Weinberg que os genes codificantes de proteínas? 25) Cite exemplos de como cada um dos itens abaixo pode alterar as freqüências gênicas do equilíbrio de Hardy-Weinberg: a) reprodução não aleatória; b) migração; c) efeito do fundador; d) mutação. 26) (a) Por que o aumento de homozigose em uma população é prejudicial? (b) por que um alelo mutante que causa uma doença hereditária quando em homozigose persiste em uma população? 27) Em uma população em equilíbrio, três genótipos estão presentes nas seguintes proporções: A/A, 0,81; A/a, 0,18; a/a, 0,01. a. Quais são as freqüências de A e a? b. Quais poderão ser suas freqüências na próxima geração? c. Que proporção de todos os acasalamentos nesta população são A/a x A/a? 28) As pessoas II-3 e II-4 querem saber o risco de ter um filho com um distúrbio autossômico recessivo que afeta o irmão II-1. A frequência populacional do distúrbio é de 1:40.000. Calcule o risco para este casal (heredograma abaixo). I 1 2 II II 1 2 3 4 29) Em um crime real que ocorreu em Israel, um homem estuprou uma mulher, primeiro deixando-a inconsciente com um bloco de cimento de modo a que ela não pudesse identificá-lo. Ele teve o cuidado de não deixar cabelos na cena do crime. A polícia no entanto o localizou, pois ele deixou no local seus óculos com características incomuns, e um oculista ajudou a localizá-lo. O homem também deixou algo mais na cena, um meio pirulito comido! O DNA do sangue do suspeito não correspondia ao sangue da vítima na cena, mas correspondia ao DNA de células da bochecha coletadas no pirulito. Os cientistas forenses obtiveram o fingerprint de DNA mostrado abaixo procurando quatro genes e considerando suas freqüências alélicas no grupo étnico deste homem em Israel. i. Quais dos genes testados tem dois alelos? Como você sabe disto? ii. Qual a possibilidade de que o DNA do suspeito corresponda ao do pirulito do estuprador por acaso? (Faça o cálculo) iii. O grupo populacional do homem é altamente endogâmico, muitas pessoas têm filhos com parentes. Como esta informação afeta a precisão ou confiabilidade do fingerprint de DNA? 30) O daltonismo em humanos é uma característica ligada ao X recessiva. Aproximadamente 10% dos homens em uma população são daltônicos. a) Se o casamento for aleatório quanto ao lócus de daltonismo, qual a freqüência do alelo de daltonismo nessa população? b) Que proporção de mulheres nessa população é esperada ser daltônica? c) Que proporção de mulheres na população é esperada para ser portadora heterozigota do alelo paradaltonismo? 31) O que é consulta genética? Quais as diferenças entre amniocentese e punção de vilosidades coriônicas? Qual a finalidade destas duas técnicas? 32) No que consiste o aconselhamento genético e quais são seus principais objetivos? Diferencie aconselhamento prospectivo e retrospectivo, e exemplifique em que circunstâncias eles são feitos. Quais as suas principais etapas? 33) Quem procura o serviço de aconselhamento genético? Que medidas úteis um profissional da área da saúde pode tomar, quando suspeita de um problema genético, em um paciente? 34) Considerando a etiologia das doenças, quais os principais sinais clínicos que levam a suspeitar de doença genética: a) De origem cromossômica? b) De origem gênica? c) Quais as condutas indicadas em (a) e (b)? 35) Quais são os principais problemas do aconselhamento genético? 36) Quais as principais indicações para o diagnóstico pré-natal? Quais são seus principais problemas e limitações, na interrupção da gravidez e no tratamento pré-natal? 37) Discuta alguns aspectos éticos dos procedimentos que envolvem desde o diagnóstico pré-natal à consulta genética. _______________________________________________________________________________ 3 38) Como você, na condição de consultor genético, lidaria com as seguintes situações? a) Um casal com 40 e poucos anos, que não teve nenhum filho, está esperando uma criança. A amniocentese indica que o feto é XXX (47, XXX), uma síndrome cromossômica que nunca seria notada sem um teste. b) Dois filhos de um casal têm distrofia muscular de Duchenne. Eles querem ter um terceiro filho, mas querem que seja uma menina, pois assim ela não herdaria a doença. c) Uma mulher com 25 anos de idade teve uma criança com síndrome de Down por trissomia do 21. Ela e seu marido estão em choque, pois pensavam que isto só ocorreria com mulheres acima de 35 anos. d) Duas pessoas com altura normal tiveram um filho com nanismo acondroplásico, uma característica autossômica dominante. Eles estão preocupados com os filhos subseqüentes virem a ter a condição. e) Um neonato tem uma condição médica não associada a nenhuma mutação gênica conhecida ou anomalia cromossômica. Os genitores querem processar o departamento de genética do centro médico porque a amniocentese não indicou o problema. 39) Considere as seguintes situações diagnósticas. Que método ou métodos laboratoriais seriam mais adequados? a) Diagnóstico pré-natal de um feto do sexo masculino em risco de distrofia muscular de Duchenne (DMD). Estudos anteriores nesta família já haviam documentado uma deleção genética completa. b) Você quer calcular a quantidade de mRNA de distrofia presente na amostra muscular de um portador obrigatório, moderadamente comprometido pela DMD. c) Diagnóstico pré-natal de um feto do sexo masculino em risco de DMD. Estudos anteriores já documentaram uma mudança de base de nucleotídeos responsável pelo defeito nesta família. 40) Um casal sofreu um aborto espontâneo no primeiro trimestre em sua primeira gestação e solicita uma consulta. a) Qual o índice de aborto no primeiro trimestre entre todas as gestações? b) Qual é a anomalia genética mais comum encontrada em tais casos? c) Supondo-se que não haja outras indicações, esse casal deveria ser encaminhado para diagnóstico pré-natal em sua próxima gestação? 41) Correlacione os termos com os comentários apropriados. a. 10ª semana de gestação b. cordocentese c. mosaicismo d. 16ª semana de gestação e. alfa-fetoproteína no soro materno f. aneuploidia g. vilosidade coriônica h. líquido amniótico _____método de obtenção de sangue fetal para cariotipagem _____período no qual a amniocentese é habitualmente realizada _____nível aumentado quando o feto tem um defeito do tubo neural _____contém células fetais viáveis em cultura _____principal problema citogenético no diagnóstico pré- natal _____o risco aumenta com a idade materna _____época que a CVS (punção de vilosidades coriônicas) é geralmente realizada _____proveniente do tecido extra-embrionário 42) Quais são algumas implicações em conhecer a posição de mapa de um determinado gene para a genética médica? Em outras palavras, porque mapear genes? 43) Na figura abaixo, um heredograma para uma doença autossômica dominante, cada membro da família foi tipado para um marcador de microssatélite com quatro alelos, como mostrado na auto-radiografia abaixo do heredograma. Determine a fase de ligação para a doença e o lócus marcador no homem afetado na geração II. Com base na meiose que produziu a prole na geração II, qual a frequência de recombinação para o marcador e o lócus da doença?