Estudo dirigido com avaliação 2 Mecanismos epigenéticos e suas Implicações Clínicas - efeito do genitor de origem, dissomia uniparental, imprinting 2017 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CAMPUS MINISTRO REIS VELLOSO – PARNAÍBA 
CURSO DE BIOMEDICINA 
DISCIPLINA GENÉTICA HUMANA E MÉDICA 
PROFESSORA RENATA CANALLE 
Semestre 2017.1 
 
 
Estudo dirigido com avaliação 2 – Mecanismos epigenéticos e suas Implicações Clínicas: efeito do genitor de origem, 
dissomia uniparental, imprinting genômico (Diagnóstico; Terapia; Estudo de casos). 
 
 
01) Defina Epigenética. 
02) Quais seriam as características que diferem a epigenética dos mecanismos da genética convencional? 
03) Quais os principais mecanismos epigenéticos e a respectiva importância biológica? Descreva como os 
mecanismos ocorrem. 
04) Qual o papel da metilação no processo de replicação do DNA? 
05) Conceitue Genomic Imprinting (impressão genômica) ou imprinting genômico? 
06) Como o genomic imprinting ou impressão genômica difere das leis de hereditariedade de Mendel? 
07) Qual o principal mecanismo epigenético envolvido no imprintig genômico? 
08) Quando ocorre o imprinting genômico e como funciona? 
09) O que é hipótese de conflito genômico para a origem do imprinting genômico? 
10) O que é imprinting materno ou impressão materna com expressão paterna? O que é imprinting paterno ou 
impressão paterna com expressão materna? 
11) Explique a conversão dos imprintings materno e paterno durante a passagem através da linhagem germinativa 
para a formação dos gametas masculinos ou femininos. 
12) Como o imprinting genômico difere dos padrões influenciado pelo sexo e limitado ao sexo? 
13) Como o imprinting genômico ou impressão genômica pode provocar padrões incomuns de herança, principalmente 
de um distúrbio autossômico dominante altamente penetrante? 
14) Os paragangliomas familiares são uma condição genética herdada como uma característica autossômica 
dominante. O gene responsável, SDHD (complexo succinato desidrogenase subunidade D) quando mutado determina 
um fenótipo que consiste em tumores de gânglios autônomos situados em vários locais no corpo. O seguinte 
heredograma mostra esta condição genética em uma família. Considerando tal heredorama, que característica pode-se 
notar em relação à transmissão do gene mutado? O que explica esse efeito? 
 
 
 
 
 
 
 
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15) Como diferenciar um heredograma autossômico dominante com impressão genômica de um heredograma com 
penetrância reduzida ou ligado ao sexo? Veja o exemplo do heredograma abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16) J.T. nasceu na 38ª semana de gestação após uma gravidez e parto sem complicações. Ele foi o segundo filho de 
pais não-consanguíneos. Logo após o nascimento, seus pais e as enfermeiras observaram que ele estava hipotônico e 
se alimentava pouco. Seus pais e a irmã mais velha apresentavam boa saúde; ele não tinha uma história familiar de 
distúrbios neuromuscular, de desenvolvimento, genético ou de alimentação. A revisão dos registros médicos não 
revelou uma história de convulsão manifesta, danos hipóxicos, infecção, anomalias cardíacas ou anomalias da glicose 
ou de eletrólitos sanguíneos. Ao exame, J.T. não tinha angústia respiratória ou características dismórficas, exceto por 
uma bolsa escrotal hipoplásica e criptorquidia (ausência de testículo na bolsa escrotal); seu peso e comprimento eram 
adequados para a idade gestacional; ele era gravemente hipotônico com letargia, choro fraco, reflexos diminuídos e 
uma sucção fraca. A avaliação subsequente incluiu testes para infecções congênitas e hipotireoidismo congênito, 
imagens cerebrais por ressonância magnética, dosagem de amônio sanguíneo, aminoácidos plasmáticos e ácidos 
orgânicos na urina, avaliação para hipotireoidismo e cariótipo com fluorescência de hibridização in situ (FISH) para 
deleção do locus da síndrome de Prader-Willi (cromossomo 15q11-q13). Os resultados destes testes foram normais 
exceto para o ensaio FISH, que mostrou a deleção do cromossomo 15q11-q13. O geneticista explicou aos pais que J.T. 
tinha síndrome de Prader-Willi. Após muita discussão e considerações, os pais de J.T. decidiram que eles eram 
incapazes de cuidar de uma criança incapacitada e o entregaram para adoção. 
 
a) Comente sobre a etiologia, incidência, patogenia, fenótipo, História Natural e tratamento da doença. 
b) Determine o risco de Herança. 
c) A síndrome de Angelman também surge de defeitos de imprinting de 15q11-q13. Compare e contraste os fenótipos e 
os mecanismos moleculares causadores da síndrome de Prader-Willi e da síndrome de Angelman. 
d) Como o imprinting pode explicar os fenótipos associados a triploidia? 
e) A síndrome de Beckwith-Wiedemann anormal também parece ser causada pela expressão anormal de genes 
imprintados. Explique. 
f) Discuta as razões pelas quais os genes imprintados frequentemente afetam o tamanho do feto. Cite outra condição 
associada à dissomia uniparental de outro cromossomo. 
17) Como é possível uma criança com Fibrose Cística, distúrbio autossômico recessivo fatal, filho/filha de um casal 
onde a mulher é heterozigota portadora normal e o homem homozigoto normal? 
18) Alterações epigenéticas podem conduzir a eventos que são funcionalmente equivalentes a mutações/deleções 
durante o processo de neoplasias do sangue, tais como silenciamento de genes supressores de tumor. A modificação 
do DNA e histonas contribui para o estabelecimento da estrutura local da cromatina que influencia na montagem ou 
A - nesta família, o tumor glômico 
autossômico dominante manifesta-se 
apenas quando o gene é herdado do 
pai (imprinting materno, com 
expressão paterna); 
 
 
 
B - nesta família, a síndrome de 
Beckwith-Wiedemann autossômica 
dominante manifesta-se apenas 
quando o gene é herdado da mãe 
(imprinting paterno, com expressão 
materna) 
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ativação da maquinaria de transcrição. O gene HACE1, localizado na região cromossômica 6q21, é um gene supressor 
de tumor envolvido no processo de tumorigênese em vários tipos de câncer in vivo, incluindo linfomas. Esse mesmo 
gene codifica uma proteína que tem atividade catalítica e está envolvida na regulação de crescimento celular e 
apoptose. HACE1 inibe o gene supressor de tumor RARb, que está envolvido na proliferação celular e na progressão do 
ciclo. Hipermetilação da ilha CpG-177 na região promotora do gene HACE1 é frequentemente observado em 
carcinomas gástricos e colorretais, e está associados com vários achados clinicopatológicos severos. 
Em um dado experimento, pesquisadores queriam entender quais mecanismos genéticos eram responsáveis 
pela baixa expressão do gene citado acima em tumores de pacientes com linfoma. Por isso, isolaram três tipos celulares 
diferentes desses tumores e cultivaram sob condições acessíveis para que houvesse um crescimento adequado. As 
linhagens celulares foram: Ramos, Raji e RL. Dos pacientes com tumores, 12 foram selecionados para analisar o perfil 
de metilação das amostras tumorais, e observou-se o seguinte resultado: 
 
 
 
 
 
 
 
Os três tipos celulares isolados dessas amostras tumorais, foram tratadas com Azacitidina (5-aza-
2′deoxycytidine), um quimioterápico capaz de inibir a DNA metiltransferase, e logo notaram que não houve aumento da 
expressão do gene HACE1 após o tratamento. 
a) Qual a relação do fármaco utilizado para o tratamento nas células e a expressão do gene? Explique. 
b) O fato de não haver aumento da expressão do gene levanta que pensamento nos pesquisadores? 
 
 Não obstante, os cientistas foram entender outro processo epigenético. Trataram as mesmas células com TSA 
(Tricostatina A), um composto utilizado para alterar a expressão gênica por interferir na atividade das histonas 
desacetilases (HDAC), alterando a habilidade dos fatores de transcriçãode acessar as moléculas de DNA dentro da 
cromatina. Tratando as células com TSA a diferentes concentrações, viram o seguinte resultado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Explique porque a utilização do composto TSA levou ao aumento a expressão do gene. 
d) Há uma relação entre a baixa expressão do gene HACE1, o mecanismo epigenético colocado e a manifestação do 
carcinoma? Justifique. 
Cada caixa representa uma posição CG na ilha CpG-177. Cor 
preta representa metilação. Cor cinza representa não metilação. 
A e B - Expressão de 
RNAm HACE1 
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19) Os marcadores moleculares baseados na amplificação de microssatélites, também denominados de repetições de 
sequências simples (simple sequence repeats; SSRs), compreendem uma classe de DNA repetitivo composto de 
pequenas sequências de 1 a 4 nucleotídeos repetidos adjacentes que se encontram dispersos no genoma. Estes 
marcadores são co-dominantes, hipervariáveis, apresentam variações de comprimento entre os alelos e estão 
distribuídos aleatoriamente pela região eucromática. Em genomas de eucariotos, essas pequenas sequências 
repetitivas de DNA são mais frequentes, mais bem distribuídas e formam loci genéticos muito polimórficos que podem 
ser amplificados via PCR. Cada segmento amplificado de tamanho diferente (geralmente de várias dezenas até 
algumas centenas de pares de bases) representa um alelo diferente do mesmo lócus. Hoje, os microssatélites são um 
dos mais poderosos métodos para estudos genéticos de populações, podem ser utilizados para a determinação do grau 
de relação entre indivíduos e/ou grupos de uma mesma espécie, para análise de ascendência (teste de paternidade), e 
para estudos genéticos populacionais. 
Paciente masculino, 9 anos de idade, é a segunda criança de pais completamente saudáveis. Sua mãe estava 
com 44 anos na época do seu nascimento. Apresenta quadro de desenvolvimento motor diminuído ou atrasado. 
Desenvolvimento mental levemente atrasado. Aos 7 anos e 7 meses apresentava características dismórficas tais como, 
nariz curto, dentes incisivos centrais proeminentes, quarto e quinto dedos encurvados. Além de problemas de audição, 
aprendizado e um elevado peso corporal. Análise cromossômica estrutural e numérica foi realizada não encontrando 
nenhuma anormalidade. Fizeram-se investigações adicionais para detectar síndrome do X frágil, hipocondroplasia, 
síndrome de Bardet-Biedl e síndrome de Cohen, excluindo qualquer suspeita dessas patologias. Os pais foram 
informados que há suspeita de que a manifestação das características no paciente pode ser devida a problemas no 
cromossomo 14, e com isso deram início a uma investigação minuciosa. Os pesquisadores utilizaram marcadores de 
microssatélites D14S587, D14S617, e D14S611 para o cromossomo 14 do paciente e de seus pais, seguido de corrida 
dos produtos de PCR em eletroforose capilar. É importante destacar que a análise feita por esses marcadores devem 
demonstrar um alelo vindo do pai e outro da mãe no probando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Tendo em vista a condição relatada acima, os gráficos e o heredograma; qual possível explicação para o 
aparecimento do fenótipo no probando? Como esse fenômeno citogenético pode acarretar o fenótipo da criança? 
b) A idade da mãe pode entrar como fator de risco para tal fenômeno genético ter acontecido? Explique. 
c) Quais são as principais consequências deste fenômeno responsável pelo fenótipo da criança? 
1- Pai do probando 
2- Mãe do probando 
3- Probando 
Probando, 9 anos