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Alterações no material genético Associação Educacional Luterana do Brasil -AELBRA CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE MANAUS Curso: Bacharelado em Enfermagem BIBLIOGRAFIACONSULTADA: 1.F. Vogel e A.G. Motulsky. Genética Humana - Problemas e Abordagens 3ª Edição. Guanabara Koogan. 2000. 2. GRIFFITHS, Anthony J. F. Et al. Introdução à genética. 9. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. A mutação é a principal causa da evolução biológica As mutações produzem modificações na espécie e são os principais motivos para a variabilidade genética. Afetam a sequência de bases do gene que codifica uma determinada proteína. Afetam cromossomos Tipos de Mutações Mutações génicas – envolvem uma alteração pontual ao nível dos nucleótidos de um gene; Mutações cromossómicas – envolvem a estrutura ou o número de cromossomas. Afetam porções de cromossomas, cromossomas completos ou até conjuntos de cromossomas. Mutações na linha germinativa • Mutações nas células somáticas Mutações na linha germinativa • Se ocorrer nas células sexuais, todos os gametas que resultarem dessa célula terão a mutação, e será possivelmente passada a um ovo e a todo um organismos. São as mais graves. Mutações na linha germinativa • Se ocorrer nas células somáticas, as mutações são passadas por mitose às células filhas. A mutação numa única célula epitelial poderia levar, por exemplo, a uma camada de células epiteliais todas com a mesma mutação. Tipo de Mutações Génicas Mutações génicas Anemia Falciforme Anemia Falciforme Anomalia Causa Sintomas Anemia falciforme Substituição, no cromossoma 11, de um nucleótido (timina) por outro (adenina). É codificado o aminoácido valina em lugar do ácido glutâmico, na hemoglobina. As hemácias, em forma de foice, conduzem a bloqueios na circulação sanguínea produzindo danos nos tecidos (por falta de oxigenação e nutrição) acompanhados de dores episódicas. Tipo de Mutações Génicas (Continuação) Tipo de Mutações Génicas (Continuação) Mutações cromossómicas As mutações cromossômicas podem ocorrer quer em autossomas quer em cromossomas sexuais, desencadeando um conjunto de sintomas designados por síndroma. O termo Autossoma (também designados por cromossomas somáticos) designa todos os cromossomas que constituem o património genético do indivíduo, com exceção dos cromossomas sexuais (também designados heterocromossomas). Ao contrário dos heterossomas, os autossomas são iguais nos indivíduos de ambos os sexos. No ser humano existe um total de 44 autossomas que formam 22 pares de cromossomas e apenas um par de heterossomas que determinam o sexo. Delecção • ESTRUTURAIS • Perda de material cromossómico, no centro ou na extremidade Duplicação • Repetição de uma porção de cromossoma Inversão Inversão – rotação de 180º de um segmento cromossómico em relação à posição normal, com inversão da ordem dos genes. Translocação Translocação – transferência de material de um cromossoma para outro não homólogo (translocação simples ) ou troca de segmentos entre dois cromossomas não homólogos (translocação recíproca ). Exemplos Cariótipo – “Grito de Gato” Síndrome de Cri Du Chat Cri-du-chat Síndrome do miado de gato Deleção de 5p • Incidência de +/- 1/50.000 RN; • Baixo peso ao nascimento; • Hipotonia; • Choro fraco semelhante ao miado do gato; • Microcefalia; • Face arredondada • Hipertelorismo ocular; Epicanto; Estrabismo; • Orelhas de displásicas; • Cardiopatia congênita; • Prega palmar única. Causas das mutações cromossómicas estruturais É sobretudo a ruptura da estrutura linear dos cromossomas durante o crossing-over, seguida de uma reparação deficiente, que determina o aparecimento de alterações estruturais. Ploidia se refere ao conjunto de cromossomos presentes nos gametas (células haploides). Após a fecundação existem dois conjuntos cromossômicos no núcleo celular, diz se que a maioria das células do organismos são diploides Mutações cromossómicas numéricasEuploidia - o cariótipo apresenta o número normal de cromossomas Aneuploidia – o cariótipo, num determinado par de homólogos, apresenta anomalias, por excesso ou por defeito, no número de cromossomas. Poliploidia – todo o conjunto de cromossomas fica multiplicado. Euploidia - o cariótipo apresenta o número normal de cromossomas 1. Monoploidia : n cromossomos 2. Diploidia: 2n cromossomos 3. Triploidia: 3n cromossomos 4. Poliploidia: mais de dois conjuntos Aneuploidias Se ocorrer uma falha na separação dos cromossomos homólogos ou cromátides irmãs durante a naáfase da divisão celular seja por mitose ou meiose, teremos uma não-disjunção Aneuploidia – o cariótipo, num determinado par de homólogos, apresenta anomalias, por excesso ou por defeito, no número de cromossomas. Causas – M. C. Numéricas Não disjunção Não disjunção Aneuploidias Monossomia – para um determinado par, o indivíduo possui apenas um cromossoma ( 2n – 1 ); 2n = 45 Nulissomia – em casos muito raros pode não existir nenhum cromossoma de um determinado par ( 2n – 2 ). Trissomia – o indivíduo apresenta não um par de homólogos mas três cromossomas ( 2n + 1 ) ; 2n = 47 Trissomia 21 Trissomia no par 21 – Fenótipos da Síndrome de Down Feições típicas; lingua grande e fissurada; palato ogival; pavilhão auricular dismórfico. Prega palmar transversal completa ou incompleta; distancia entre o hálux e o artelho e demais anomalias nos artelhos. Retardado mental, aumento da incidência de problemas cardiacos Trissomia no par 21 – Fenótipos da Síndrome de Down Síndrome de Turner A síndrome de Turner ocorre quando há monossomia no par sexual. A mulher não tem um dos cromossomos X, sendo caracterizada como XO. As portadoras dessa síndrome têm baixa estatura, órgãos sexuais infantilizados, esterilidade, tórax largo e pescoço alado. A expectativa de vida pode ser alterada por problemas cardiovasculares e renais. Baixa estatura, pescoço curto e lado, ovários vestigiais (folículos e células germinativas ausentes) tórax largo, anomalia cardíaca. Síndroma de Klinefelter A síndrome de Klinefelter afeta homens que têm trissomia do cromossomo sexual, apresentando um X a mais: XXY. Os portadores apresentam pouca ou nenhuma produção de espermatozoides, altura acima da média, membros inferiores longos, ausência de barba e de pelos no corpo, ginecomastia (pequenas mamas) e deficiências no desenvolvimento intelectual. A trissomia do cromossomo 18 pode ocorrer em homens e mulheres. Os portadores apresentam atraso mental, atraso de crescimento e, às vezes, malformação grave no coração. O crânio é alongado, a boca é pequena e o pescoço é curto. O dedo indicador é maior que os outros, e os pés têm as plantas arqueadas. Síndrome de Edwards Trissomia do 18 (45A + sexual)= 47 Deformidade facial Anomalias de extremidades (dedos cerrados, encurvados) Malformações cardíacas, renais, genitais e respiratórias Lábio leporino e palato fendido Óbito em 90% dos casos antes do primeiro ano de vida Maxilar retraído ou ausente Síndrome de Patau Trissomia do cromossomo 13, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Ambos os sexos, cabeça pequena (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, orelhas deformadas e com baixa implantação, pescoço curto, lábio leporino, palato fendido. Trissomia do 13 (45A + sexual)= 47 Síndrome de Patau Microcefalia e face deformada Falhas circunscritas do couro cabeludo; Olhos pequenos, ausentes ou cíclopes Orelhas deformadas Pescoço alado Lábio leporino e fenda platina Malformações cardíacas, renais, digestivas Polidactilia Morte rápida, abortos espontâneos ou sobrevida até o segundo ano Síndrome do Duplo Y 47,XYY Síndrome do Duplo Y 47,XYYSíndrome de Jacobs Frequência: 1 em cada 800 nascimentos masculinos. CARACTERÍSTICAS •Retardo mental moderado. • Comportamento agressivo. • Anormalidades eletroencefálicas. • Orelhas anormais. • Subfertilidade. • Dedos longos. Dois irmãos gêmeos. O menor tem cromossomo XY normal e o mais alto tem cromossomo XYY. Síndrome de Prader-Willi Síndrome de Prader-Willi é um distúrbio genético no qual sete genes do cromossomo 15 estão faltando ou não são expressados (deleção no braço longo do cromossomo 15) no cromossomo paterno. Foi descrita pela primeira vez em 1956. A síndrome de Prader-Willi é caracterizada por polifagia, pequena estatura e dificuldades de aprendizado. Síndrome de Prader-Willi •Deficiência Cognitiva •Hipotonia grave (flacidez) •Dificuldade de deglutição (dificuldades para engolir) • Obesidade Iniciando entre 6 meses e 6 anos • Hipogonadismo (defeito no sistema reprodutor) •Dificuldade de saciedade pênis pequeno, criptorquidia cifose, escoliose distúrbios respiratórios: hipoventilação e hipóxia crises convulsivas, estrabismo distúrbios do sono e apnéia do sono Síndrome de X fragil é a forma herdada mais comum de deficiência mental; pode causar também dificuldades de aprendizagem e comportamentais causada pela repetição (+ de 200) CGG (citosina e guanina) no gene FMR1 localizado no braço longo do cromossomo X o fenótipo foi descrito em 1943 por Martin e Bell Síndrome de X fragil macroorquidismo características faciais: macrocefalia face longa e estreita mandíbula proeminente orelhas compridas filtro longo lábio superior fino palato arqueado mal oclusões ptose palpebralSíndrome do X-frágil 22 anos Aneuploidias (Conclusão) Atividade 1 • Assistir o filme extraordinário e realizar um síntese do filme enfatizando a síndrome abordada. Atividade 2 1. A síndrome de Down é causada por uma anomalia cromossômica em que o portador apresenta células com três cromossomos do número 21. Os afetados apresentam geralmente baixa estatura, pescoço relativamente curto, olhos oblíquos, mãos curtas e largas, entre outras características. Essa síndrome é um exemplo de? 2. As aberrações cromossômicas podem ser numéricas ou estruturais. Liste e descreva os processos que levam a alterações estruturais: 3. Nas aneuploidias, um tipo de aberração cromossômica numérica, ocorrem alterações no número de um ou mais pares de cromossomos. Um exemplo de aneuploidia é a síndrome de Turner, em que o indivíduo apresenta apenas um cromossomo X, sendo, portanto, sempre do sexo feminino. Nesse caso ocorre uma pessoa com baixa estatura, ovários atrofiados, pescoço alado, deficiência hormonal, entre outras características. Que nome se dá a esse tipo de aneuploidia? Por que? 4. Os animais podem sofrer mutações gênicas, que são alterações na sequência de bases nitrogenadas do DNA. As mutações podem ser espontâneas, como resultado de funções celulares normais, ou induzidas, pela ação de agentes mutagênicos, como os raios X. As mutações são consideradas importantes fatores evolutivos. a) Como as mutações gênicas estão relacionadas com a evolução biológica? b) Os especialistas afirmam que se deve evitar a excessiva exposição de crianças e de jovens em fase reprodutiva aos raios X, por seu possível efeito sobre os descendentes. Explique por quê. 5. O metabolismo celular é controlado por uma série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas. Uma mutação gênica pode determinar a alteração ou a ausência de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida da célula. a) Explique a relação que existe entre gene e proteína. b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas quando o gene sofre mutação? c) Em que situação uma mutação não altera a molécula protéica? 6. O que é mutação genética? 7. Por que a frequência de mutações é baixa? 8. Comente sobre agentes mutagênicos. 9. O processo de mutação é benéfico ou maléfico? 10. O daltonismo tem herança ligada ao X. Um indivíduo anormal, com cariótipo 47, XXY, era daltônico. Seus genitores tinham visão normal para cores. a) Qual genitor formou o gameta com 24 cromossomos? Explique. b) O erro correu na primeira ou na segunda divisão da meiose? Explique.
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