Genética - Leis de Mendel

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Beatriz Machado de Almeida 
Genética – Leis de Mendel 
Leis de Mendel e suas variações 
• Dominância incompleta, ausência de dominância, 
interação gênica, pleiotropia, penetrância e 
expressividade. 
Mendel é considerado o pai da genética, por seus 
postulados, mas existem questões que fogem ao que 
Mendel encontrou. Principalmente, falando de espécies 
mais complexas, tendo em vista que ele avaliou 
características de células vegetais, indivíduos com 
genoma e características mais simples. 
Lembrar de conceitos básicos: 
Algumas características 
podem desaparecer em 
algumas gerações e retornar 
em outras. Ex: O verde 
desaparece em F1 e retorna 
em F2, após autofecundação de heterozigotos. 
Essas características são relacionadas à expressão 
gênica de genes (chamados de fatores) que conseguiam 
ou não ser expressos, pois estavam em heterozigose. 
Existem patologias que são determinadas apenas por 
um gene. A maioria das doenças tem características 
multifatoriais. Então se tem a interferência da 
interação gênica, bem como o meio e fatores biológicos. 
Mas as doenças mendelianas são determinadas por um 
par de alelos. 
Lembrar dos conceitos, como no cruzamento de 
homozigotos recessivo e dominante, com surgimento de 
100% de heterozigotos, e a volta de homozigotos com 
o cruzamento desses heterozigotos. 
Doenças mendelianas ou monogênicas 
 
A alteração pode se dar no par de alelos daquele gene 
(alelos são genes que estão na mesma posição, em 
cromossomos homólogos) – nos dois alelos – ou em 
apenas um desses alelos. 
De uma forma geral, são doenças causadas por 
alterações em um único gene. 
• Quando se dá nos dois alelos, essas doenças 
monogênicas vão ser chamadas de doenças 
monogênicas recessivas (listadas à esquerda); Na 
recessividade é preciso dos dois alelos 
alterados/recessivos. 
• Quando há alteração, que pode se dar nos dois 
pares, mas em apenas um par, é chamada de doença 
monogênica dominante (listadas à direita). Elas 
podem se expressar em heterozigose ou 
homozigose (Aa/AA), por isso que foi dito que a 
mutação pode estar presente em um dos alelos ou 
nos dois e mesmo assim ter manifestação – 
dominância é isso! 
Quadro de Punnet 
 
Relembrar: cruzamentos X probabilidades. 
Esquerdo: Cruzamento de heterozigotos, inicialmente 
com 25% de chance, a cada gestação, de gerar um 
indivíduo afetado (nn). 
Na dominante a probabilidade é maior. Porque você tem 
a possibilidade de expressar aquela patologia em 
heterozigose ou homozigose. Então, geralmente, a 
probabilidade para doenças monogênicas dominantes se 
manifestarem é maior – heterozigoto ou homozigoto 
dominante. 
Albinismo 
• É uma doença autossômica recessiva. 
• Erro na enzima tirosinase, que transforma tirosina 
em melanina (proteína responsável pela pigmentação 
normal da pele humana). 
O albinismo pode ser 
classificado, basicamente, em 
3 tipos: 
• Ocular: Quando só os olhos sofrem despigmentação; 
 
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• Parcial: Quando o organismo produz a melanina, na 
maior parte do corpo, mas em outras partes tem 
ausência de pigmentação; 
• Óculo-cutâneo: Aquele em que todo o corpo do 
indivíduo é afetado por essa despigmentação. 
O defeito acontece basicamente na conversão de um 
aminoácido em uma proteína. O aminoácido é a tirosina, 
que passa por uma série de transformações bioquímicas 
até se transformar no pigmento melanina; 
Quem vai realizar essas transformações, pelo menos 
quem inicia esses processos de transformação é uma 
enzima chamada tirosinase (tirosina – aminoácido → 
melanina - proteína de pigmentação). 
Nesses indivíduos é um erro, uma mutação no gene que 
codifica para proteína tirosinase. 
O QUE ACONTECE 
Os indivíduos que são homozigotos dominantes, ou seja, 
tem os dois alelos dominantes (AA), vão produzir a 
tirosinase normal, pelos dois alelos, e essa tirosinase 
consegue converter a tirosina em melanina, e as células 
vão ser pigmentadas. 
O indivíduo que é heterozigoto, ele tem um alelo normal 
e um alelo mutante (Aa). Ele não é albino, é portador 
do gene que codifica para o albinismo, mas as células 
dele vão ser pigmentadas ao final; isto porque um dos 
alelos, por ser normal, produz o RNA mensageiro da 
tirosinase que vai gerar a proteína tirosinase funcional 
e capaz de produzir a melanina. Então, mesmo que ele 
não consiga produzir a melanina a partir dos dois 
alelos, ele consegue produzir essa melanina. Inclusive, 
ele consegue compensar essa falta de produção pelo 
alelo mutante, com o outro alelo (DOMINANTE). Então 
vai ser um indivíduo com as células pigmentadas 
normalmente. 
O indivíduo homozigoto recessivo (aa): vai apresentar os 
dois alelos com a mutação. Esses dois alelos com a 
mutação não vão produzir o Rna mensageiro e tão pouco 
a proteína adequada para síntese da melanina, e 
consequentemente não produz o pigmento. Então essas 
células serão despigmentadas. 
É uma doença 
autossômica recessiva 
(os dois alelos precisam 
estar mutados) porque o 
cromossomo relacionado com o albinismo não é o 
cromossomo sexual, e sim o cromossomo 11; então é um 
par de cromossomo autossômico. 
Nesse cromossomo você tem o lócus gênico pra o TYR, 
que é o gene que codifica para a enzima tirosinase, e 
é ali que acontece o defeito. 
O cruzamento de 
heterozigotos (Aa x Aa) tem 
25% de probabilidade de 
filhos afetados a cada 
gestação. 
Se tivesse o cruzamento de 
heterozigoto (Aa) com um 
indivíduo albino (aa - 
homozigoto recessivo) seria 50% (Aa, aa, Aa, aa) de 
probabilidade de nascer um indivíduo albino. Você 
aumenta a probabilidade nesses casos específicos 
porque você já tem um indivíduo com a manifestação 
clínica; 
Os heterozigotos não serão albinos, serão portadores 
do gene do albinismo e se tiverem um cruzamento com 
indivíduo também heterozigoto (Aa x Aa) serão 25% de 
chance de gerar um filho albino. 
Acondroplasia 
Nanismo acentuado, 
sem deficiência 
mental, testa 
saliente. Em homozigose é letal (alelos letais). 
• É monogênica, mas não é recessiva, OU SEJA, é uma 
doença monogênica de característica dominante. 
• É um tipo específico de nanismo provocado por uma 
falha no processo de ossificação endocondral 
(formação dos ossos longos). O processo de 
ossificação para formação dos ossos curtos é o 
processo de ossificação intramembranosa. 
• Tem um molde de cartilagem hialina que acaba 
sendo substituído por tecido ósseo à medida que o 
indivíduo vai desenvolvendo. Esses indivíduos tem 
uma falha nesse processo (endocondral) e por isso 
eles apresentarem um nanismo acentuado; membros 
mais curtos normalmente. 
• A cabeça, por exemplo, vai ser 
maior/desproporcional ao corpo deles, mas seriam 
de um tamanho normal para um indivíduo de uma 
altura normal. Os ossos da face e da cabeça são 
formados por ossificação intramembranosa que é 
 
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completamente diferente. Então esses indivíduos 
apresentam, além do nanismo acentuado, uma cabeça 
maior em relação ao corpo e a testa mais saliente. 
• Em homozigose dominante (AA) terá os alelos 
letais. Esses indivíduos quando nascem só serão 
viáveis com um genótipo: o heterozigoto. 
• Se é uma doença monogênica de característica 
dominante, o indivíduo aa não será afetado. A 
dominância seria AA ou Aa, mas em homozigose, 
esses alelos dominantes (AA) são letais, então os 
indivíduos não irão vingar. 
• O único genótipo possível para acondroplasia é o 
heterozigoto (Aa). 
 
• Aproximadamente 80% dos casos dos pacientes com 
acondroplasia, vão manifestar essa patologia por 
conta de mutações espontâneas. 
• As mutações podem ser espontâneas ou induzidas. 
Normalmente os indivíduos vão apresentar mutações 
espontâneas no seu material genético que ocorrem 
por erro de replicação, geração de radicais livres. 
• 20% será por conta de mutaçõesinduzidas: o pai 
se expôs a alguma radiação, principalmente na 
região testicular (formação dos espermatozoides) 
ou a mãe nos ovários. Até mesmo agentes químicos 
que podem interferir na formação dos gametas. 
• A aparência característica de nanismo por 
acondoplasia é visível desde o nascimento; doença 
de fácil diagnóstico clínico. 
• Características: baixa estatura, membros mais 
curtos (rizomelia), extremidades proximais (parte 
superior do braço e coxa), cabeça de aparência 
grande; pode apresentar associação com pé torto e 
outras anormalidades esqueléticas, principalmente 
dos membros (ossos mais longos). 
 
• Na maioria dos casos (97%), os indivíduos 
apresentam a mesma mutação, que é uma transição 
G por A na posição 1138 do DNA, levando à 
substituição de uma glicina por arginina (mutação 
não conservativa) no domínio transmembranar do 
receptor do fator de crescimento fibroblástico 3 
(FGFB3). 
• A glicina faz parte do grupo dos apolares alifáticos, 
enquanto a arginina faz parte do grupo dos 
positivamente carregados. Então existe uma troca 
de aminoácidos de grupos diferentes. 
• Essa proteína é um receptor enzimático (trabalha 
com fator de crescimento). Toda proteína 
receptora é uma proteína TRANSMEMBRANA, 
portanto ela é capaz de atravessar a bicamada 
lipídica. 
Apresenta, então, uma subdivisão em 3 partes: 
❖ Domínio extracelular; 
❖ Domínio intrelar (voltada para o citosol); 
❖ Domínio transmembranar (porção anfipática ou 
anfifílica para atravessar a camada). 
• *É nesse domínio transmembranar que ocorre a 
mutação que substitui a glicina por arginina. Então, 
essa proteína passa a não ser mais funcional e os 
indivíduos vão apresentar problemas com a 
ossificação endocondral-formação dos ossos longos. 
 
• Existe uma porcentagem menor (2,5% dos casos) 
em que no DNA, na mesma posição 1138, existe uma 
substituição de uma guanina por uma citocina 
(transversão G por C, purina por pirimidina). Por 
surpresa, essa nova substituição leva a mesma troca 
de aminoácidos, então será glicina por arginina 
novamente. 
 
• Lembrete: o código genético é degenerado! Com 
substituições diferentes é possível gerar a mesma 
troca de aminoácido. 
• Além disso, existe uma condição chamada de 
hipocondroplasia, caracterizada pelo processo de 
displasia ou uma condrodistrofia dos ossos. 
Normalmente, apresentam algumas semelhanças 
(Ex. nanismo) mas com sintomatologia mais branda. 
A pelve é normal; normalmente esses indivíduos não 
apresentam complicações neurológicas; formato da 
cabeça não é afetado; são sintomas brandos como 
a rizomelia que é clássica na acondroplasia. 
A mutação que causa essa condição é 
uma mutação de substituição, que na 
posição 1620, onde é substituído uma 
citosina por uma adenina. A posição 
é diferente, mas o gene é o mesmo 
(codifica pra esse receptor de fator de crescimento 
fibroblasto do tipo 3). 
• Esse é o gene (localizado no braço curto do 
cromossomo 4) que está relacionada com essa 
proteína receptora. 
 
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Fibrose cística (mucoviscosidade) 
 
• É uma doença monogênica autossômica recessiva, 
provocada por gene específico (CFTR – localizado no 
cromossomo 7 - codifica uma proteína de 
condutância de cloreto na superfície apical das 
células); 
• O paciente terá um problema de mucoviscosidade. 
Neurofibromatose tipo 1 
• É uma patologia 
monogênica de caráter 
dominante, sendo uma 
espécie de tumoração 
benigna (apesar da imagem bem impactante) 
onde acontece depósitos anormais de colágeno 
nos indivíduos. 
• Mesmo sendo uma doença monogênica, ela sofre 
influência do meio e das características clínicas do 
paciente; existem pacientes que possuem sintomas 
mais brandos, já outros pode ter uma patologia com 
sintomas piores; agressividade variada. 
• Os indivíduos apresentam defeitos no gene NF. 
Características clínicas que podem ser vistas: 
• Manchas café com leite 
(manchas hiperpigmentadas na 
pele); podem ser vistas no 
nascimento. 
• Nódulos de lisch 
(tumores benignos na íris). 
• Lesões: tende a se apresentar na 4º-5º década de 
vida; quando vistas ao nascimento, fazer diagnóstico 
clínico e exame genético; normalmente os indivíduos 
apresentam na forma adulta. 
• Algumas outras aparições da doença: gliomas 
ópticos (benigno, mas que pode ter sintomas graves). 
• Importância do oftalmologista. 
• O neurofibroma tipo 2 pode aparecer na 
adolescência. 
• O neurofibroma é o resultado da 
neurofibromatose. 
• Os indivíduos são influenciados pelo meio; ex. 
exposições -pode aumentar a expressão desses 
genes, gerando sintomas mais graves; o gene RAS é 
um desses genes que pode ser super ativados. 
 
• A doença neurofibromatose acontece devido a um 
defeito da proteína NF, que bloqueia a ação de 
RAS (proteína mitogênica que estimula a 
proliferação, sínteses de proteínas, transcrição...) 
• Determinados agentes biológicos, químicos ou 
físicos, que estimulem a ação da proteína RAS, 
pode ocorrer um caso de super expressão das 
características clínicas. 
• Então nos próprios pacientes que possuem a doença 
neurofibromatose tipo 1, você já tem uma 
expressão de RAS de forma natural, pois não 
ocorre ação da NF. 
• É possível ter exacerbações de proteínas que 
bloqueiam a ação da ras, ou caso o paciente tenha 
alguma mutação que bloqueie naturalmente, os 
sintomas serão mais brandos. 
• Então mesmo sendo uma doença monogênica, a 
expressão de outras proteínas que são codificadas 
por outras genes como forma co-participativa será 
determinante para condições clínicas do paciente. 
• Apesar da mutação acontecer em um gene 
especificamente e todos os indivíduos que tenha a 
mutação apresentarem a patologia que caracteriza 
uma doença monogênica, pode ter uma 
expressividade variável por conta de mecanismos 
de interação ou por conta do meio ao qual o 
indivíduo está exposto e está submetido. 
Lesões que o 
indivíduo pode ter. 
O cromossomo 
relacionado a N.tipo 
1 é o 17 – gene NF1. N.tipo 2 – NF2 mutado. 
 
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Beatriz Machado de Almeida 
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É uma doença 
autossômica 
dominante, 
como visto na 
acondroplasia, 
só que aqui não tem alelos letais. Então o indivíduo pode 
apresentar a patologia mesmo sendo homozigoto 
dominante. 
Penetrância e expressividade 
Penetrância 
É um percentual de indivíduos que será analisado e 
observado se houve a associação do genótipo que ele 
carrega com o fenótipo que ele apresenta. Exemplo, eu 
avalio 100 indivíduos que tem o gene do olho azul, mas 
apenas 80 apresentam olho azul e os outros 20 tem olho 
verde. Então, a penetrância desse gene é uma 
penetrância incompleta, pois apenas 80% dos indivíduos 
apresentaram o fenótipo associado ao genótipo que ele 
carrega no seu DNA. Mas, se os 100 indivíduos analisados 
com o genótipo do olho azul apresentassem o olho azul, 
seria uma penetrância completa, pois todos os indivíduos 
com esse genótipo apresentaram o fenótipo associado. 
Ao falar de penetrância, eu falo de quantificação de um 
percentual X daquela população que expressa ou não 
a característica fenotípica associada ao seu genótipo. 
Na completa, os indivíduos sempre vão apresentar o 
fenótipo; na incompleta apenas uma parcela dos 
indivíduos vai ter o fenótipo correspondente ao 
genótipo que ele carrega. 
Na genética existem genes epistáticos e hipostáticos. 
Os epistáticos são aqueles que inibem outros genes; 
quando são inibidos são chamados de hipostáticos. Você 
pode ter uma certa característica que você herdou do 
seu pai ou da sua mãe e que você gostaria muito de 
expressar, mas não expressa porque aquela 
caraterística está inibida por outro gene que interage 
com ele. Isso pode acontecer também por conta da 
interação com o meio ambiente. 
Então, é possível que tenha uma penetrância incompleta 
com apenas uma parcela de indivíduosapresentando o 
fenótipo associado ao genótipo que ele carrega; a 
justificativa é a epistasia e o efeito do ambiente. 
Ao olhar essa imagem, na primeira linha de indivíduos, os 
indivíduos apresentam o genótipo e o fenótipo azul. 
Então, a penetrância é completa. 
Na segunda linha todos os 
indivíduos tem o genótipo azul, 
mas nem todos apresentam o 
fenótipo associado. Então, 
nesse caso a penetrância é 
incompleta. 
Expressividade 
Se associa com o modo como aquela característica se 
expressa, que pode ser uniforme ou variável. Então, 
você tem uma determinada característica azul, e às 
vezes o azul do seu olho não é igual o azul do seu pai 
ou da sua mãe. Isso também acontece por conta das 
mesmas justificativas da penetrância: epistasia, 
efeitos do meio, interação gênica. Então, você pode ter 
algumas características na expressividade que são 
uniformes, que sempre se expressam da mesma maneira 
nos indivíduos, e pode ter algumas características que 
apresentam a expressividade variável, ou seja, elas vão 
variar de indivíduo para outro; tem diferentes padrões 
fenotípicos nesses casos. 
O que observa nessa 3 linha 
por exemplo: Todos os 
indivíduos são azuis - 
penetrância completa, mas a 
expressividade desse azul (3 
linha) não é a mesma para 
todos, tendo tonalidades diferentes de azul para 
todos. Então, nessa linha temos expressividade variável. 
1º linha: expressividade uniforme, onde todos os 
indivíduos têm o mesmo tom de azul. 
2º linha: penetrância incompleta quanto a 
expressividade variável. Temos indivíduos que não são 
azuis → penetrância incompleta e indivíduos com 
tonalidades de azul diferentes → especificidade 
variável. 
Representação 
esquemática, apenas 
para entender esses 
conceitos. 
 
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Exemplo prático de penetrância e expressidade: 
A polidactilia é um exemplo clássico de penetrância e 
expressividade; é uma condição genética de 
penetrância incompleta, ou seja, apenas 60% dos 
indivíduos que apresentam a condição genética 
(genótipo que codifica para polidactilia) expressam a 
polidactilia de alguma forma. Então, 40% dos indivíduos 
não manifestam a doença. 
É uma condição genética também de expressividade 
variável, quer dizer, nem todos os indivíduos que 
apresentam a doença vão apresentar ela da mesma 
maneira. Existem indivíduos que vão apresentar pedaços 
de dedos nas mãos ou nos pés, outros irão apresentar 
dedos completos nas mãos e não nos pés. A forma como 
essa doença genética se expressa e os indivíduos que 
a expressam podem ser diferentes, e por isso é uma 
condição genética de expressividade variável. 
Os heredogramas 
que montamos de 
patologia desses 
tipos são 
diferentes. Quando 
elas apresentam 
penetrância ou expressividade variáveis e incompletas, 
monta-se de acordo com essas características. Então, 
pinta quando é afetado e não pinta quando não 
afetado. Aqui nos pintamos de cores diferentes 
dependendo da característica que o indivíduo expressa. 
Aqui é um heredrograma de osteogênese imperfeita 
que é a doença conhecida como doença dos ossos de 
vidro. Observa-se na família as características que os 
indivíduos apresentaram de acordo com a expressividade 
da patologia dele. Aqui se observa penetrância, 
percentual de indivíduos afetados e não afetados e 
expressividade ao mesmo tempo. 
Esse é o caso index essa seta indicada o individuo do 
qual o heredrogama partiu, ou seja, quem procurou o 
serviço médico e a partir dele montamos o diagnostico 
Conceitos de Pleiotropia 
Pleiotropia significa várias 
voltas ou múltiplos efeitos. 
Nesse caso específico, 
quando se pensa em genética, 
pleiotropia é quando tem 
alteração em algum gene e 
essa alteração gera diferentes características nos 
indivíduos ou alterações em diversas características ou 
efeitos múltiplos no indivíduo. 
SÍNDROME DE MARFAN 
Exemplo: O albinismo gera 
despigmentação no olho, pele. 
Quando se fala de síndrome de 
Marfan é a alteração em um 
único gene da fibrilina, que é 
uma classe de proteína fibrosas 
do tecido conjuntivo, fibras que 
tem colágeno e elastina. A 
fibrilina é uma proteína codificada pelo nosso material 
genético. O que ocorre é que nesses indivíduos a 
alteração do gene da fibrilina gera efeitos sistêmicos 
que algumas pessoas conhecem como aronodactilia. 
A síndrome de Marfan causa uma série de 
sintomatologias por conta de uma alteração em um 
único gene. Então, os indivíduos apresentam dificuldades 
visuais, problemas cardíacos, oftalmológicos, 
vasculares; as pessoas são geralmente mais altas, 
magras, braços longos; apresentam também, uma série 
de características e problemas de insuficiência 
cardíaca, escoliose, problemas pulmonares (ex. colapso 
pulmonar); o esterno é bem afundado; Uma alteração 
gênica causando múltiplos efeitos → doença trópica. 
Anemia faciforme 
Anemia falciforme: tem 
alteração no gene da 
hemoglobina e isso acaba 
gerando múltiplos efeitos. Ex. 
oftalmológicos, hepáticos, cardiovasculares. 
Então, pleiotoropia é quando temos 1 gene alterado e 
múltiplos efeitos gerados por conta dessa alteração.