Estudo Dirigido de Genética - 2º bimestre

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Acadêmicos: Marco Antonio Masochin, Thais Broetto, Yasmin Cominetti.
ESTUDO DIRIGIDO DE GENÉTICA
01. Quais as fases do ciclo celular. O que acontece em cada uma delas?
G1 (growth):
· Crescimento do volume;
· Acúmulo de energia;
· Maquinaria proteica; 
Fase S ou de síntese do DNA:
· Replicação do DNA;
G2 (growth):
· Crescimento do volume;
· Acúmulo de energia;
· Maquinaria proteica;
· Duplicar as organelas;
Fase M ou de divisão celular:
· Divisão propriamente dita: tanto nuclear quanto a citoplasmática;
G0 (estacionária):
· Célula está celulando;
· Não está em divisão;
02. Que proteínas controlam o avanço do ciclo celular?
Famílias proteicas que tem a função de controlar a passagem dos ciclos: ciclinas (CYC) e cinases dependentes de ciclina (CDK).
· Ciclinas (CYC): possuem esse nome pois são produzidas em ciclo. 3 tipos de ciclinas: G1/s (se ligam às CDKs G1/s);
· Cinase dependente de ciclinas (CDK): só agem na célula se houver a presença das ciclinas. 3 tipos de CDK: G1/CDK (responsável pela cascata de biossinalização e que resulta numa resposta com crescimento de volume, acúmulo de energia e maquinaria proteica);
03. O que acontece em cada um dos pontos de checagem (de verificação) que ocorrem no ciclo celular?
Pontos de restrição ou ponto de chegada:
Ponto de restrição G1
· Ambiente é favorável?
· Todo o material necessário para o próximo passo foi encontrado?
· É necessária a divisão?
Ponto de G2/M
· Ambiente é favorável?
· Todo o material necessário para o próximo passo foi encontrado?
· É necessária a divisão?
· Todo o material genético está duplicado?
Ponto Metáfase/Anáfase
· Todos os cromossomos estão ligados a microtúbulos?
04. Explique o gráfico abaixo: 
O sinal externo entra na célula e induz a produção de G1/s CYC e se o ambiente for favorável (com base nas questões de ponto de restrição), o ponto de restrição G1/s determina a destruição da G1/s CYC e a partir disso, quando ela estiver em quantidades basais, há a ação da S/CDK. Essa proteína é quem dá origem ao processo de replicação, induzindo a abertura e a replicação das fitas. A partir do momento que o DNA está disponível após o processo de replicação que foi induzido pela S/CDK, que induz M/CYC a agir junto com S/CYC, isso vai fazer com que a S/CDK e a M/CDK fosforilem outras proteínas que induzem o processo de G2, e com esse, a célula chega no estágio M, por meio da indução a partir da ativação de proteína M/CDK. Antes de entrar em divisão, ocorre a degradação de S/CYC. A M/CDK, ao atingir seu nível máximo, faz com que a M/CYC permita a divisão celular. Após esse processo ser iniciado, ocorre a degradação dessa proteína, e a célula entra em anáfase e telófase. Se não houver uma cascata de biossinalização que reinicie esse processo, a célula ficará estacionada em G0.
05. Quais as fases da mitose? O que acontece em cada uma delas?
Prófase: primeira fase, na qual as células começam a se preparar para a divisão. Ocorre a duplicação do DNA e dos centríolos. A partir do momento em que o DNA encontra-se condensado e os centríolos em movimento, inicia-se o processo da divisão mitótica.
 
Metáfase: inicia o alinhamento entre os pares formados na fase anterior, sendo que o DNA alinha-se no eixo central, enquanto os centríolos iniciam sua conexão com ele. Duas bandas de cromossomo se ligam na parte central do centrômero.
 
Anáfase: essa fase começa com os cromossomos migrando para lados opostos da célula, sendo que metade vai para um lado e a outra metade vai para o outro. 
 
Telófase: trata-se da última fase da mitose. É nesta etapa que a membrana celular se divide em duas partes (citocinese), formando, assim, duas novas células. Cada uma delas ficará com metade do DNA original.
 
Interfase: este é o estado “normal” da célula, em que ela não se encontra em divisão. A célula mantém o equilíbrio de todas as suas funções por meio da absorção dos nutrientes necessários à sua manutenção, e ela permanecerá neste estágio até estar preparada para uma nova divisão, que ocorrerá a partir da duplicação dos ácidos nucléicos. A partir disso, o ciclo se reinicia.
06. Quem coordena e organiza todas essas fases?
O ciclo celular pode parar em determinados pontos e só avançar se determinadas condições se verificarem, tais como a presença de uma quantidade adequada de nutrientes ou quando a célula atinge determinadas dimensões. A regulação do ciclo celular é realizada pela presença de ciclinas (CYC) e quinases ciclina-dependentes (CDK). 
07.Desenhe as 6 fases da mitose.
08. Quais as diferenças entre mitose e meiose?
Na mitose, o processo de divisão celular resulta em duas células-filhas geneticamente idênticas à célula parental, que se desenvolvem a partir de uma única célula-mãe. Ocorre apenas uma divisão celular e nas células somáticas, atuando, por exemplo, no crescimento de organismos multicelulares. Já a meiose, ocorre em duas divisões celulares (meiose I e meiose II), resultando em quatro células-filhas com a metade dos cromossomos de células parental e é típica de células germinativas, atuando na produção de gametas.
09. O que é crossing over e porque ele é importante?
Crossing-over é um fenômeno que envolve as cromátides homólogas. Acontece a quebra dessas cromátides em certos pontos, seguida da troca de pedaços correspondentes entre elas. É importante, pois provoca o surgimento de novas sequências de genes ao longo dos cromossomos (variabilidade genética), fato muito importante e relevante para que ocorra a evolução biológica, já que em cima dela é que a seleção natural atuará.
10. Qual a vantagem da meiose? 
A principal vantagem da meiose é que ela permite a recombinação gênica, fazendo com que cada célula diploide seja capaz de formar quatro células haploides geneticamente diferentes entre si, aumentando a variabilidade gênica.
11. Quais as fases da meiose? 
A meiose é um processo com duas divisões celulares. As primeiras etapas são chamadas prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I. Após o término da primeira divisão, começam a prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II, sendo que nesta etapa as células filhas são haploides.
Prófase I:Acontece o pareamento dos cromossomos homólogos e o possivelmente o crossing-over, que é a troca de pedaços entre os cromossomos.
Metáfase I: Os cromossomos estão na região equatorial, ligados pelas fibras do fuso. Eles são ligados pelas fibras apenas de um lado.
Anáfase I: Acontece a separação dos cromossomos homólogos (diferentemente da mitose). Nessa etapa, a quantidade de material genético da célula reduz para a metade.
Telófase I: Os cromossomos já estão alinhados aos pólos da célula. A citocinese é opcional.
Prófase II: O envoltório nuclear desapareceu.
Metáfase II: As fibras do fuso se ligam aos dois lados do cromossomo.
Anáfase II: Na anáfase II, ocorre a separação das cromátides irmãs. Assim, o resultado são quatro células haplóides.
Telófase II: Os núcleos e as organelas se reorganizam. A citocinese divide as células.
12. O que é apoptose? Quais as duas vias que podem levar a sua indução? 
Apoptose é a morte celular programada em que pode acontecer por encolhimento e condensação das células, colapso do citoesqueleto, fragmentação do DNA, fagocitose da célula, etc. Possui duas vias:
· A via intrínseca: é quando a própria célula percebe que algo nela não está certo, o sinal vem dela mesma, sinais intracelular iniciados na mitocôndria 
· A via extrínseca: a indução é feita por um fator externo por associação de outra célula àquela que sofrerá apoptose. Essa interação ocorre por meio de receptores localizados na membrana celular e proteínas sinalizadoras; imunológica.
13. Explique como um cromossomo se forma.
Os cromossomos possuem uma molécula de DNA que apresenta porções enroladas em grãos formados por 8 moléculas de histona. Esses grãos de histona com DNA enrolados são chamados de nucleossomos. Os nucleossomos próximos uns aos outros enrolam-se e formam uma espécie de mola denominada, fibra cromossômica. Essa fibra associa-se a proteínas estruturais e garantem a sustentação,formando o cromonema. A condensação desse último leva à formação do cromossomo. 
14. Porque as alterações cromossômicas afetam tantas características de origens, tecidos ou órgãos diferentes?
As alterações cromossômicas podem ser de dois tipos:
· Numéricas: há a perda ou o acréscimo de um ou mais cromossomos;
· Estruturais: mudança na estrutura e conformação dos cromossomos;
A partir disso, dependendo do tipo de alteração cromossômica, haverá diferentes consequências. Enquanto as alterações numéricas modificam o número de cromossomos, as estruturais modificam a sua forma. Em ambas as situações, os genes afetados não serão os mesmos, o que abre um leque de possibilidades para as diferentes características a sofrerem modificações. 
15. Quais os tipos, e subtipos, das alterações cromossômicas?
Alterações numéricas:
· euploidias: ganho de um um conjunto cromossômico inteiro.
· aneuploidias: perda de 1 ou poucos cromossomos.
Alterações estruturais:
· deleção: parte do cromossomo é perdida, consequentemente, ocorre a perda de material genético.
· duplicação:quando um cromossomo perde uma porção de seu material genético, e essa porção liga-se a uma cromátide-irmã, formando um segmento extra. O cromossomo, assim, fica com uma porção repetida. 
· inversão: são alterações que ocorrem quando uma porção do cromossomo se separa, mas se une novamente ao cromossomo de maneira invertida. O material genético continua o mesmo, entretanto, a disposição das informações ocorre de maneira trocada. Pode ser de duas maneiras: Pericêntrica (a inversão pericêntrica acontece quando a região que sofre a inversão envolve o centrômero); Paracêntrica (a inversão paracêntrica acontece quando a região invertida não envolve o centrômero).
· translocação: uma porção do cromossomo é passada para outro cromossomo não homólogo. Pode ser de duas maneiras: Translocação recíproca (ocorre na troca de porções entre dois cromossomos); Translocação robertsoniana (envolve cromossomos acrocêntricos, ou seja, cromossomos que possuem um braço bem maior que o outro por causa da posição do centrômero. Observa-se, nesse caso, que o braço curto de um cromossomo e o braço longo de outro quebram-se. Depois ocorre a troca, dando origem a um cromossomo com dois braços longos e um com dois braços curtos)
16. Quais as alterações cromossômicas mais comuns em seres humanos?
Síndrome de Down, síndrome de Turner, síndrome de Klinefelter e, um pouco menos comuns, síndrome de Patau e síndrome de Edwards.
· Síndrome de Down: é uma síndrome com cariótipo do tipo 47, - , + 21, e sua aneuploidia é do tipo 2n + 1 (trissomia). Sua freqüência em recém-nascidos é de 1/700, e a incidência dessa cresce com a idade materna, dado que os ovócitos da mulher foram produzido antes dela nascer, o que faz com que a idade aumente a exposição a fatores externos e a possibilidade da síndrome. Tem como características o retardo mental, baixa estatura, fissura palpebral oblíqua, nariz curto, orelha pequena e mãos pequenas com uma única linha palmar. Os indivíduos portadores da síndrome conseguem viver uma vida normal, podem facilmente viver até os 60 anos e são férteis, sendo que 50% da progênie é normal e 50% será trissômica.
· Síndrome de Turner: ocorre quando o par de cromossomos X não é normal, podendo apresentar um cromossomo X ausente ou parcialmente ausente. A síndrome de Turner pode causar uma variedade de problemas médicos e de desenvolvimento, incluindo baixa estatura, a incapacidade de iniciar a puberdade, infertilidade, malformações cardíacas, certas dificuldades de aprendizagem e problemas de adaptação social. A síndrome de Turner ocorre em mulheres que apresentam um cromossomo sexual a menos, ou seja, apresentam 45 cromossomos (um cromossomo sexual a menos). 
· Síndrome de klinefelter: Os homens geralmente herdam um único cromossomo X da mãe e um único cromossomo Y do pai. Homens com KS herdam pelo menos um cromossomo X adicional. é uma alteração cromossômica numérica, onde o portador é do sexo masculino e apresenta o cariótipo 47, XXY. Apresentam tamanho reduzido dos testículos e infertilidade, ginecomastia, braços mais longos que o normal, retardo mental, entre outros.
· Síndrome de Patau: é uma síndrome com cariótipo do tipo 47, - , + 13, e sua aneuploidia é do tipo 2n + 1 (trissomia). Sua freqüência em recém-nascidos é 1/20000, e sua prevalência é de 1/12000 nascidos vivos. A síndrome está associada a não-disjunção meiótica, principalmente materna, e tem como características retardo no crescimento pré e pós-natal, retardo psicomotor/mental profundo, microcefalia, fronte inclinada para trás, anomalias oculares (microftalmia, coloboma de íris), pavilhões auriculares malformados, defeitos no couro cabeludo, lábio leporino ± fissura palatina, comunicação interauricular, polidactilia, e dedos em flexão e superpostos.
· Síndrome de Edward: 47, - , + 18, e sua aneuploidia é do tipo 2n + 1 (trissomia). Sua prevalência em recém-nascidos é de 1/8000, e seus portadores têm como características punhos bem fechados (posição preferida), pernas cruzadas (posição preferida), cardiopatia (congênita), orifício ou fenda na íris (coloboma), problemas renais, baixo peso ao nascer, orelhas de implantação baixa, retardo mental, microcefalia, micrognatia (mandíbula inferior reduzida), hérnia umbilical ou hérnia inguinal, criptorquidia (testículos fora da bolsa escrotal - dentro do abdômen).
17. Porque a expectativa de vida em algumas delas é menor e em outras, maior? 
Porque cada síndrome possui seu tipo de alteração nos cromossomos e podem acarretar malefícios (malformação, problemas congênitos, etc.) de acordo com essas alterações, tornando algumas mais graves do que outras. 
18. O que é notação cromossômica? Como funciona este tipo de nomenclatura?
Diz respeito à forma de descrever ou referir alterações cromossômicas. Escreve-se na seguinte ordem, sendo cada especificação separada por vírgula: número cromossômico, constituição cromossômica sexual e alteração. Ex.,: Síndrome de Down em pessoa do sexo masculino: 47, XY, +21.
· Número de cromossomos constituição cromossômica sexual e alteração;
· Devem ser precedidas por vírgula;
· 46, XX e 46, XY;
· 47, XY, +21;
· 46, XX, 5p- ou 46, XX, del (5p);
· 46, XY, del (5) (q15,2);
19. O que é uma característica dominante e uma característica recessiva?
· Dominantes: se expressam na condição de 1 ou 2 fatores presentes. Esses se expressam na F1;
· Recessivas: precisam ter os 3 fatores iguais para a expressão. Esses NÃO se manifestam na F1;
20. Desenhe o heredograma da sua família em relação a cor de olho (como padrão utilize o claro como afetado e o escuro como não afetado). No mínimo 3 gerações e no mínimo 4 indivíduos em cada geração. Se você olhasse de fora este heredograma, você diria que essa característica segue qual tipo de padrão? Porque?
A característica de afetado/olho claro seria recessiva, começando os dois indivíduos não afetados de G1 como dominantes heterozigotos, evidenciando que a única filha afetada seja totalmente recessiva. Logo, quando, também, um G2 heterozigoto casar-se com um afetado, poderão nascer, tanto afetado, como não afetados.
21. Cite os critérios de classificação de heredogramas de acordo com sua herança genética (autossômica ou ligada ao X) (Dominante ou Recessiva):
O primeiro passo é descobrir se a doença está ou não ligada ao cromossomo sexual, que normalmente é o X. Para saber se existe essa relação, devemos observar os homens afetados, pois se a doença estiver ligada ao cromossomo X, os homens transmitirão a doença apenas para as suas filhas e só serão afetados se suas mães possuírem o gene. Após descobrir que se trata de uma doença ligada ao cromossomo autossômico, devemos observar todos os indivíduos e tentar compreender se a característica analisada é uma herança dominante ou recessiva. Para chegarmos a essa conclusão, devemos observar os fenótipos de pais e filhos. Quando pais com fenótipos iguais dão origem a filhos com fenótipos diferentes, podemos concluir que os pais são heterozigotospara determinada característica e o filho afetado é recessivo.
22. O que é uma neoplasia?
Neoplasia é uma proliferação anormal, autônoma edescontrolada de um determinado tecido do corpo, mais conhecida como tumor. 
23. Quais os dois tipos de neoplasia.
Uma neoplasia pode ser benigna ou maligna. A diferença entre tumores malignos e benignos é designada pela sua forma, e não pela sua genética, dado que ambos se proliferam de maneira igual. Entretanto, um tumor benigno é composto de células bem delimitadas, crescimento lento, pouco vascularizado e sem capacidade de se espalhar para outros lugares. É uma massa de células que se prolifera de maneira anormal, mas que pode ser retirada com uma margem de segurança, impedindo a continuação do seu crescimento. Já o tumor maligno possui capilares próximos, crescimento extremamente rápido, pouco delimitado, que não possui uma margem de segurança definida para a sua retirada e, consequentemente, aumenta os riscos da proliferação desses para outros tecidos, prejudicando as funções celulares. 
24. Porque a neoplasia maligna não é uma única doença?
Isso ocorre pois as neoplasias são diferenciadas pelo tecido afetado e a taxa de renovação celular desse. Essa diferenciação é feita da seguinte maneira:
· Sarcoma - Tecido mesenquimal - Ossos, músculos, tecido conjuntivo ou sistema nervoso;.
· Carcinoma - Tecido epitelial - Células de revestimento;
· Hematopoiético e linfóide - Medula óssea, sangue periférico e sistema linfático.
25. Como surgem as neoplasias?
As neoplasias podem ser resultado de uma divisão celular aumentada de maneira anormal, mas também pelo decréscimo da apoptose e da morte celular, o que também resulta no aumento do número de células.
26. Quais os genes que podem estar alterados para que a neoplasia aconteça? Cite suas funções normais, qual o tipo de mutação devem receber e o que devem fazer quando mutados.
Alguns genes têm instruções para controlar o crescimento e a divisão das células. Os genes que promovem a divisão celular são chamados oncogenes. Os genes que retardam a divisão celular ou levam as células à morte no momento certo são denominados genes supressores do tumor. Os cânceres podem ser causados por alterações no DNA que se transformam em oncogenes ou por desativação dos genes supressores do tumor.
· Neoplasia proliferação celular: estima-se que os genes supressores de tumores TP53 e o RB1 estão envolvidos em mais de 50% das neoplasias existentes, sendo que esses perdem sua função de diminuir ou inibir a divisão celular. Há também neoplasias causadas pela hiperfunção dos oncongenes ativados.
· Neoplasia morte celular: os genes apoptóticos que causam neoplasias possuem sua atividade diminuída, enquanto os genes antiapoptóticos possuem sua ação aumentada - ambos resultam no aumento do número de células de determinados tecidos.
27. Diferencie tumores mendelianos de tumores esporádicos. Qual deles possui acompanhamento médico menos complicado?
· Tumor mendeliano: o tumor mendeliano é aquele originado a partir de alterações nas funções de morte celular ou proliferação celular de um gene hereditário, ou seja, passado de pai para filho.
· Tumor esporádico: o tumor esporádico é aquele originado a partir de nenhuma hereditariedade aparente, sendo ao acaso, por danos em genes de morte celular ou proliferação celular. Geralmente resultam de danos adquiridos através de exposições ambientais, fatores dietéticos, hormônios, envelhecimento normal e outras influências.
O acompanhamento médico menos complicado é aquele passado hereditariamente pois, ao ter se expressado antes, sabe-se quais métodos de tratamento obtiveram sucesso ou não, e sabe-se quais as medidas a serem tomadas para aquela neoplasia específica.
28. Porque devemos associar mais de um fármaco no tratamento de uma neoplasia?
Porque ao tratar uma neoplasia com dois fármacos diferentes em momentos diferentes fará com que o tumor crie resistência a ambos os fármacos, já no caso da associação entre dois medicamentos ao mesmo tempo, isso impedirá que as células mutantes se tornem resistentes aos fármacos.