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Genética – Aula 3 Mutações gênicas. MUTAÇÕES As alterações do DNA podem ser divididas em mutações gênicas ou aberrações cromossômicas. Uma mutação é definida como qualquer alteração permanente do DNA. Pode ocorrer em qualquer célula, tanto em células da linhagem germinativa como em células somáticas. As mutações envolvem Mutações Cromossômicas (quebra ou rearranjo dos cromossomos) e Mutações Gênicas. Quando as alterações do genoma envolve um ou alguns poucos nucleotídeos, são denominados MUTAÇÕES GÊNICAS. Substituição de Nucleotídeos A substituição de um único nucleotídeo ( ou mutação de ponto ) numa seqüência de DNA pode alterar o código de uma trinca de bases e levar à substituição de uma trinca de bases por outra. Mutações de Sentido Trocado Alteram o "sentido" do filamento codificador do gene ao especificar um aminoácido diferente. Mutações Sem Sentido Normalmente a tradução do RNAm cessa quando um códon finalizador ( UAA, UAG e UGA) é alcançado. Uma mutação que gera um dos códons de parada é denominada mutação sem sentido. Deleções e Inserções Causadas pela inserção ou deleção de um ou mais pares de bases. Deleção e Inserção de Códons Quando o número de bases envolvidas não é múltiplo de três, a mutação altera a leitura da tradução a partir do ponto de mutação resultando numa uma proteína com seqüência de aminoácidos diferentes. Quando o número de bases envolvidas é múltiplo de três, a mutação resulta numa proteína com a adição ou falta de aminoácidos. Quando ocorre a inserção de elementos repetitivos há o interrompimento das seqüências codantes As mutações podem ser classificadas de acordo com seu efeito... Em: Diretas: as substituição de bases que resultam na troca do aminoácido original para um novo aminoácido. Ex: UUU (fenil) para UUA (leu); Reversas: as responsáveis pelo processo inverso, quando ocorrem no mesmo ponto. Ex: UUA (leu) para UUU (fenil). Silenciosas: quando a mudança implica em um códon sinônimo, que não altera o aminoácido. Ex: UUU (fenil) para UUC (fenil) Neutras: quando a substituição de base resulta em troca de aminoácido, mas isso não afeta a atividade da proteína. Genética Humana As base cromossômicas da hereditariedade: Alterações cromossômicas. ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS As aberrações cromossômicas podem ser numéricas ou estruturais e envolver um ou mais autossomos, cromossomos sexuais ou ambos. As aberrações cromossômicas numéricas incluem os casos em que há aumento ou diminuição do número do cariótipo normal da espécie humana, enquanto as aberrações cromossômicas estruturais incluem os casos em que um ou mais cromossomos apresentam alterações de sua estrutura. Aberrações Numéricas As aberrações numéricas dos cromossomos são classificadas em dois grandes grupos: ANEUPLOIDIAS E EUPLOIDIAS (Poliploidia) Aneuploidias Há um aumento ou diminuição de um ou mais pares de cromossomos, mas não de todos. A maioria dos pacientes aneuplóides apresenta trissomia (três cromossomos em vez do par normal de cromossomo) ou, menos freqüente, monossomia (apenas um representante de um cromossomo). O mecanismo cromossômico mais comum da aneuploidia é a não- disjunção meiótica, uma falha da separação de um par de cromossomos durante uma das duas divisões meióticas. As consequências da não-disjunção durante a meiose I e a meiose II são diferentes: Quando o erro ocorre na Meiose I, os gametas apresentam um representante de ambos os membros do par de cromossomos ou não possuem todo um cromossomo. Quando o erro ocorre na Meiose II, os gametas anormais contém duas cópias de um cromossomo parental ( e nehuma cópia do outro) ou não possuem um cromossomo. Euploidias A alteração é múltiplo exato do número haplóide (n). A sobrevivência de um indivíduo totalmente euplóide é impossível, e quase todos os casos de triploidia (3n) ou de tetraploidia (4n) somente foram observados em abortos espontâneos. Raros foram os casos que chegaram a termo e, mesmo assim, eram de natimortos ou de morte neonatal A triploidia provavelmente resulta de falha de uma das divisões da maturação no ovócito ou, geralmente, no espermatozóide. Os tetraplóides sempre são 92, XXXX ou 92, XXYY, resultantes em geral de uma falha da conclusão de uma divisão por clivagem inicial do zigoto. Triploidia Aberrações Estruturais dos Cromossomos Durante a intérfase quando os cromossomos estão mais distendidos e metabolicamente ativos, eles são mais vulneráveis a variações do ambiente que provocam rupturas de sua estrutura. As aberrações estruturais dos cromossomos resultam de quebra cromossômica seguida de reconstituição em uma combinação anormal. Os rearranjos estruturais são definidos como equilibrados e não-equilibrados. Rearranjos não-equilibrados Quando o conjunto cromossômico possui informações a mais ou a menos. Os rearranjos não- balanceados envolvem: Deleção A deleção resulta em desequilíbrio do cromossomo por perda de um segmento cromossômico. Uma deleção pode ser terminal ou intersticial. As deleções podem originar-se por quebra cromossômica e perda do segmento acêntrico. Em alguns casos, as deleções ocorrem por um crossing-over desigual entre cromossomos homólogos desalinhados ou cromátides-irmãs. Duplicação Em geral, a duplicação parece ser bem menos nociva que a deleção. As duplicações podem originar-se por crossing-over desigual ou por segregação anormal da meiose num portador de uma translocação ou inversão Cromossomos em anel As deleções terminais nos dois braços de um cromossomo podem dar origem a um cromossomo em anel, se as extremidades livres fraturadas se soldarem. Os cromossomos em anel podem dividir-se normalmente durante a mitose ou meiose, mas sujeitos à degeneração Isocromossomos São cromossomos que apresentam deficiência total de um dos braços e duplicação completa do outro. Uma hipótese plausível é a que considera a possibilidade de um cromossomo sofrer fratura exatamente junto ao centrômero, pouco antes da anáfase mitótica ou da meiose II. Cromossomos dicêntricos São cromossomos que apresentam dois centrômeros. Os cromossomos dicêntricos tendem a quebrar-se na anáfase, se os dois centrômeros estiverem próximos, se um centrômero for inativado, um cromossomo dicêntrico pode ser estável. Translocação Dois cromossomos sofrem quebras e há a soldadura de um segmento cromossômico a uma região fraturada de outro. Existem dois tipos principais: Translocações recíprocas Resultam de quebra de cromossomos não homólogos, com trocas recíprocas de segmentos soltos. Quando os cromossomos de uma translocação recíproca balanceada se pareiam na meiose, forma-se uma figura quadrirradial (em forma de cruz). Na anáfase os cromossomos se segregam a partir desta configuração de três maneiras possíveis: Translocações robertsonianas Envolve dois cromossomos acrocêntricos que se fundem próximos à região do centrômero com perda dos braços curtos. Translocação Não recíproca Translocação Recíproca Translocação Não recíproca Crossing-Over desigual (Duplicação / Deleção) Translocação Recíproca (Robertsoniana) Rearranjos equilibrados Quando o conjunto cromossômico possui o complemento normal de informações.Todas as informações genéticas estão presentes, mas acondicionadas de modo diferente. Inversão Inversãoé a ocorrência de duas quebras em um cromossomo unifilamentoso durante a interfase e a soldadura em posição invertida do fragmento ao restante do cromossomo. A inversão é dita paracêntrica se as quebras ocorrerem em um mesmo braço cromossômico, e é denominada pericêntrica se o fragmento cromossômico invertido incluir o centrômero. Duplicação Direta e Invertida TRISSOMIAS AUTOSSÔMICAS Síndrome de Down A Síndrome de Down ou trissomia do 21, é sem dúvida o distúrbio cromossômico mais comum e a mais comum forma de deficiência mental congênita. Geralmente pode ser diagnosticada ao nascimento ou logo depois por suas características dismórficas, que variam entre os pacientes, mas produzem um fenótipo distintivo 47, XX ou XY +21 - Características: Prega Epicântica Hipotonia Hiperflexibilidade das Juntas Baixa estatura com ossos curtos e largos Deficiência Mental moderada Frequência de 1/700 - 1/1000 nascidos vivos SÍNDROME DE PATAU Características: 47, XX (ou XY) + 13 Deficiência mental; Surdez; Polidactilia Lábio e/ou Palato Fendido Anomalias Cardíacas Ocorrência 1/10.000 88% morre no 1º mês só 5% sobrevive até o 6º mês SÍNDROME DE EDWARDS Características: Deficiência mental e crescimento Hipertonicidade Implantação baixa das orelhas Mandíbula Recuada Rim duplo Ocorrência 1/6.000 nascimentos 5% a 10% sobrevive o 1º ano Mosaicismo 47, XX ou XY +8 / Normal Características: Estrabismo, hipertelorismo Deficiência mental variável (leve a severa) dependendo do grau de mosaicismo Crescimento variável Orelhas com lobos alterados Tronco alongado e magro, escápula e esterno anormais Pescoço curto ou alado Mamilos muito afastados Defeitos cardíacos Ocorrência de mais de 100 casos relatados SÍNDROMES DE DELEÇÃO AUTOSSÔMICA Síndrome do Miado do Gato (5p-) Há uma deleção do braço curto do cromossomo 5. Tal síndrome recebeu esse nome em virtude do choro típico dos pacientes afetados, o qual lembra o miado de gatos. Os afetados se caracterizam por apresentar assimetria facial, com microcefalia (cabeça pequena), má formação da laringe (daí o choro lamentoso parecido com miado de gato), hipertelorismo ocular (aumento da distância entre os olhos), hipotonia (tônus muscular deficiente), fenda palpebral antimongolóide (canto interno dos olhos mais altos do que o externo), pregas epicânticas, orelhas mal formadas e de implantação baixa , dedos longos, prega única na palma das mãos, atrofia dos membros que ocasiona retardamento neuromotor e retardamento mental acentuado DISTÚRBIOS DOS CROMOSSOMOS SEXUAIS - Alossômicas As anormalidades dos cromossomos sexuais, a exemplo das anormalidades autossômicas, podem ser numéricas ou estruturais e apresentar-se em todas as células ou na forma de mosaico. SÍNDROME DE TURNER 45, X0 - Características: Desenvolvimento sexual retardado (indicando a necessidade de realização de análise cariotípica em adolescentes de baixa estatura que não apresentarem desenvolvimento das mamas até os 13 anos e apresentarem amenorréia primária ou secundária) Geralmente estéreis ou subférteis Baixa estatura; Tendência a obesidade Pescoço Alado Defeitos Cardíacos Ocorrência 1/2.500 - 1 / 10.000 nascimentos do sexo feminino SÍNDROME DE KLINEFELTER 47, XXY - Características: Homens subférteis Desenvolvimento de seios Timbre Feminino Membros alongados Desenvolvimento mental entre 85-90 em média Problemas comportamentais Ocorrência 1/1000 nascimentos do sexo masculino 48, XXXY - 49, XXXXY - Características: Quanto maior a aneuploidia mais severa será a deficiência mental e física. Hipogenitalismo Maturação óssea tardia Desenvolvimento de seios Problemas comportamentais, incluindo irritabilidade, agitação, hiperatividade. Membros alongados 48, XXXY = 1 / 25.000 SÍNDROME XXX e XXXX 47, XXX ou 48, XXXX ou 49, XXXXX - Características: Mulheres com genitália normal e leve retardamento mental Geralmente há deficiência de crescimento pré-natal, baixa estatura (XXXXX) Ocorrência 1/1000 nascimentos do sexo feminino SÍNDROME XYY 47, XYY - Características: A maioria dos Homens com XYY fenotipicamente normais Crescimento ligeiramente acelerado na Infância Homens com estatura muito elevada antigamente associada a comportamento anti- social, porém são relatados problemas comportamentais como distração, hiperatividade e crises de fúria na infância e início da adolescência, sendo que o comportamento agressivo usualmente não é problema e eles aprendem a controlar a raiva à medida que crescem. Ocorrência 1/1.000 nascimentos do sexo masculino.
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