Aula 6_Genética_Noite

Prévia do material em texto

Genética Aplicada à Atividade 
Motora
Profa. Dra.Telma Fátima da Cunha Moraes
telma.moraes@docente.unip.br
Padrões de Herança Genética
Características
§ Acredita-se que cada ser humano carrega genes alterados, que não
funcionam direito, mas como é necessário um par de genes para
determinar uma característica, geralmente se tem um gene normal e
um com defeito, determinando um fenótipo normal.
§ Existem padrões de Heranças Genética que determinam ou não a
alteração de algum fenótipo.
Padrões de Herança Genética
Tipos de Heranca
§ Existem alguns tipos de herança genética:
ü Herança Autossômica Recessiva;
ü Herança Autossômica Dominante;
ü Herança ligada ao X;
ü Herança Mitocondrial.
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Recessiva
§ São necessários dois genes com defeito, um do pai e um da mãe para
que a pessoa tenha a doença;
§ A maioria das doenças metabólicas hereditárias é herdada desta forma,
ou seja, é necessário que o pai e a mãe carreguem o mesmo gene com
defeito, por esta razão os casamentos entre parentes têm uma maior
chance de ter filhos ou filhas com doenças recessivas.
§ O risco de ter um outro filho ou filha com uma doença recessiva é de
25%, uma chance em quatro, à cada gestação desse casal.
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Recessiva
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Recessiva
§ Critérios da Herança Autossômica Recessiva
ü O fenótipo é encontrado apenas nos irmãos do indivíduo afetado e
o fenótipo (doença) salta gerações (não aparece em todas as
gerações);
ü O risco de recorrência para cada irmão do indivíduo afetado é de 
1 em 4;
ü Os pais do indivíduo afetado em alguns casos são consanguíneos;
ü Ambos os sexos têm a mesma probabilidade de serem afetados.
§ Exemplos: anemia falciforme, albinismo e fibrose cística.
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Dominante
§ Nessa condição, o fenótipo é expresso em homozigotos e
heterozigotos;
§ Dessa forma, a presença de um gene do par alterado é suficiente para
aparecer a doença;
§ É exemplo desse tipo de herança a hipercolesterolemia familiar, que é
a doença metabólica hereditária mais frequente;
§ O risco de um filho ou filha ser afetado se um dos pais carregar um
gene dominante é de 50% à cada gestação.
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Dominante
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Dominante
§ Nos casamentos que produzem filhos com uma doença autossômica
dominante, um genitor (pai ou mãe) geralmente é heterozigoto para a
mutação e o outro genitor, homozigoto para o alelo normal.
Padrões de Herança Genética
Herança Autossômica Dominante
§ Critérios da Herança Autossômica Dominante
ü O fenótipo aparece em todas as gerações e toda pessoa afetada
tem um genitor (pai ou mãe) afetado;
ü Qualquer filho de genitor afetado tem um risco de 50% de herdar
o fenótipo.;
ü Familiares fenotipicamente normais não transmitem o fenótipo
para seus filhos;
ü Homens e mulheres têm a mesma probabilidade de transmitir o
fenótipo aos filhos de ambos os sexos.
Padrões de Herança Genética
Herança Ligada ao X
§ É quando o gene alterado está no cromossomo X;
§ Este tipo de herança pode ser recessiva – quando as manifestações vão
estar presentes apenas nos homens porque eles têm apenas um
cromossomo X - não têm nenhum gene normal para aquela
característica;
§ Nas mulheres quando existe alguma manifestação clínica em geral é
mais leve;
§ É exemplo desse tipo de herança a distrofia de Duchenne.
Padrões de Herança Genética
Herança Ligada ao X
Padrões de Herança Genética
Herança Ligada ao X
§ A herança ligada ao X dominante – quando um gene alterado é
suficiente para determinar a doença;
§ Em geral as mulheres são gravemente afetadas;
§ Para os homens a doença pode ser letal, pela ausência de um gene
normal daquele par.
Padrões de Herança Genética
Herança Ligada ao X
§ O risco de um filho ser afetado quando sua mãe carrega um gene
alterado em um de seus cromossomos X é de 50% e das filhas é
também 50% de serem portadoras do gene com defeito e
consequentemente passar a seus filhos e filhas.
Padrões de Herança Genética
Herança Mitocondrial
§ A mitocôndria é uma organela da célula que contém um filamento de
DNA próprio, responsável pela formação de algumas de suas enzimas,
e independente do DNA presente em cada célula de um ser vivo;
§ As doenças mitocondriais podem ocorrer por herança autossômica
recessiva ou por herança mitocondrial;
Padrões de Herança Genética
Herança Mitocondrial
§ Imediatamente após a fecundação do gameta feminino pelo gameta
masculino, a membrana das mitocôndrias contidas no gameta
masculino perdem sua integridade e libera enzimas, que passam para a
matriz mitocondrial e desencadeiam diversos processos que resultam
na degradação (destruição) do material genético de toda a organela;
§ Curiosamente, esta enzima liberada pela mitocôndria paterna age em
conjunto com enzimas maternas – como enzimas degradadoras de
proteínas.
Padrões de Herança Genética
Herança Mitocondrial
§ Se existe um gene deficiente no DNA mitocondrial a mãe terá o risco
de praticamente 100% a cada gestação de ter um filho ou filha com a
doença.
Inativação do Cromossomo X
Mulheres : XX Homens: XY
Hipótese de Lyon (1960): COMPENSAÇÃO DA DOSE.
ü Inativação do X ocorre muito cedo no desenvolvimento embrionário
da fêmea, sendo o cromossomo X cedido pelo pai inativado em
algumas células e, em outras o X cedido pela mãe.
ü Essa regulação ocorre ao acaso e as células germinativas apresentam
os dois cromossomos X ativados.
Inativação do Cromossomo X
Mulheres : XX Homens: XY
§ A inativação de um cromossomo X da mulher seria uma forma de
igualar a quantidade de genes nos dois gêneros;
§ Esse mecanismo é chamado de compensação de dose;
§ Como a inativação do X ocorre de forma aleatória, ou seja, pode ser
inativado o X vindo do pai ou da mãe, os cromossomos das mulheres
são chamadas de mosaicos, pois apresentam partes ativadas e partes
inativadas nos cromossomos X.
Inativação do Cromossomo X
Inativação do Cromossomo X
Corpúsculo de Barr
§ Cromossomos X inativos, vistos em células com dois ou mais
cromossomos X.
Inativação do Cromossomo X
Porque a inativação do X é incompleta?
§ Algumas regiões do cromossomo X permanecem ativas como,
por exemplo, pontas dos braços curtos e longos;
§ Cerca de 15% dos genes do cromossomo X podem escapar à
inativação;
§ Alguns desses genes têm homologia no cromossomo Y mantendo
a dose entre homens e mulheres.
Distrofia Muscular de Duchene
“Eu pensei que a humanidade já estava infringida de males suficientes...e não 
parabenizo o senhor pelo novo presente que a humanidade ganhou.”
Distrofia Muscular de Duchene
Características
§ Doença genética recessiva ligada ao cromossomo X, degenerativa
e incapacitante.
§ Acomete quase que exclusivamente meninos.
§ Mutação na proteína distrofina, causando degeneração do
sarcolema.
§ As mutações referem-se a deleções e duplicações de um ou mais
exons (65%), ou mutações de ponto.
Distrofia Muscular de Duchene
Sintomas
§ Fraqueza muscular.
§ Quedas frequentes.
§ Andar cambaleante;
§ Dificuldade de aprendizagem.
Distrofia Muscular de Duchene
Sintomas
§ Sinal de Gowers – utilização de 4 apoios.
Distrofia Muscular de Duchene
Referências Bibliográficas
1. Lodish et al., Biologia Celular e Molecular, 2002.
2. Nussbaum, McInnes, Willard. Genética Médica. 7 ed. Rio de
Janeiro: Elsevir, 2008.
3. Strachan, T.; Read, A. Genética Molecular Humana. 4 ed. Porto
Alegre: Artmed, 2013.
Epigenética
Epigenética
O que é?
• Modificações do material genético (cromatina ou acesso à cromatina) que são
estáveis ao longo de diversas divisões celulares, mas que não envolvem
mudanças na sequência de DNA do organismo;
§ Modificações que não obrigatoriamente passam de uma geração para outra.
Bird, A. Nature, 2007.
Epigenética
O que é?
§ A epigenética é definida como o estudo dasmudanças da expressão e
função gênicas causadas por outros mecanismos que não sejam as
mutações nas sequências de bases do DNA.
§ Essas alterações resultam em mudança fenotípica sem alteração da
sequência de bases do DNA .
Epigenética
Características
§ Durante toda a vida do indivíduo, essas modificações químicas no DNA
são constantemente feitas e desfeitas.
§ Elas ocorrem por diversos fatores, como do impacto do meio ambiente e
o estilo de vida das pessoas.
§ Mesmo em genes com sequências totalmente iguais (gêmeos
univitelino), o ambiente e o estilo de vida influenciam na expressão dos
genes e modificam o funcionamento do organismo.
Epigenética
Características
§ Alterações do ambiente como sedentarismo e hábitos alimentares,
influenciam as mudanças epigenéticas.
§ As mudanças epigenéticas são reversíveis;
§ Assim, alterações epigenéticas podem ser desencadeadas no genoma de um
indivíduo em qualquer momento de sua vida, e podem levar ou não ao
desenvolvimento de uma adaptação ou de uma doença, por exemplo.
Compactação DNA
DNA das células eucarióticas: empacotado em nucleossomos.
Compactação DNA
Controle da Expressão Gênica
Metilação
§ Mecanismo epigenético que facilita mudanças na estrutura da
cromatina, bloqueando a transcrição de genes específicos ao torna-
los inacessíveis para a transcrição celular.
§ Importante regulador da expressão gênica
ü Mecanismo repressor da transcrição;
ü Atua no desenvolvimento embrionário;
ü Importante mecanismo epigenético.
Controle da Expressão Gênica
Metilação
§ Ligações covalentes de grupos Metil (CH3) na posição 5’da citosina;
§ Enzima DNA metiltransferase.
Controle da Expressão Gênica
Metilação
§ Como se a citosina se transformasse “timina”.
C
CH3
Referências Bibliográficas
1. McGee SL, Hargreaves M. Epigenetics and Exercise. Trends
Endocrinol Metab. 30(9):636-645, 2019.
2. Soci UPR, Melo SFS, Gomes JLP, Silveira AC, Nóbrega C, de
Oliveira EM. Exercise Training and Epigenetic Regulation:
Multilevel Modification and Regulation of Gene Expression. Adv Exp
Med Biol. 1000:281-322, 2017.
3. Neves VJ, Fernandes T, Roque FR, Soci UP, Melo SF, de Oliveira
EM. Exercise training in hypertension: Role of microRNAs. World J
Cardiol. 26;6(8):713-27, 2014.
4. Khan Academiy. Rgulação Gênica.
Herança Genética e Obesidade
Características
§ A obesidade é definida como uma doença multicausal associada
aos efeitos do acúmulo excessivo de gordura corporal;
§ É um fator de risco para dislipidemias, doenças cardiovasculares
e diabetes tipo 2.
Herança Genética e Obesidade
Características
Herança Genética e Obesidade
Características
§ A herança genética parece responder por 24 a 40% da variância
no IMC por determinar diferenças em fatores como taxa de
metabolismo basal, resposta à superalimentação e outros;
§ Influência da Epigenética:
§ Acredita-se que as mudanças de comportamento alimentar e os
hábitos de vida sedentários atuem sobre genes que predispõem os
indivíduos à obesidade.
Herança Genética e Obesidade
Leptina
§ Do grego leptos, ou magro, é uma proteína composta por 167
aminoácidos.
§ É produzida principalmente no tecido adiposo.
§ Atua no controle da ingestão alimentar, aumentando a saciedade e
estimulando os neurônios do hipotálamo no sistema nervoso
central;
Herança Genética e Obesidade
Leptina
§ A ação da leptina no sistema nervoso central (hipotálamo)
promove a redução da ingestão alimentar e o aumento do gasto
energético,
§ Regula a função neuroendócrina e o metabolismo da glicose e de
gorduras;
§ Ela é sintetizada também na glândula mamária, músculo
esquelético, epitélio gástrico e trofoblasto placentário.
Herança Genética e Obesidade
Leptina
Herança Genética e Obesidade
Leptina
§ O gene ob, codifica a proteína leptina, e o defeito nesse gene
parece ser a causa da obesidade em camundongos ob/ob, que
engordam de forma descontrolada;
§ A leptina aumenta a saciedade;
§ Isso acontece através da inibição da formação de neuropeptídios
relacionados ao apetite, como o neuropeptídio Y;
Herança Genética e Obesidade
Leptina
§ Mesmo assim, os indivíduos obesos apresentam níveis
aumentados de leptina (cerca de 5 vezes mais que os indivíduos
magros);
§ O que indica que a ação da leptina pode estar diminuída no obeso,
podendo indicar resistência à ação da leptina, semelhante ao que
acontece com os indivíduos diabéticos em relação à insulina no
diabetes.
Herança Genética e Diabetes
Leptina
§ Os indivíduos obesos apresentam níveis aumentados de leptina
(cerca de 5 vezes mais que os indivíduos magros);
§ O que indica que a ação da leptina pode estar diminuída no obeso,
podendo indicar resistência à ação da leptina, semelhante ao que
acontece com os indivíduos diabéticos em relação à insulina no
diabetes.
Herança Genética e Diabetes
Características
§ Diabetes mellitus é um grupo heterogêneo de distúrbios
metabólicos que apresenta em comum a hiperglicemia, resultante
de defeitos na ação da insulina, na secreção de insulina ou em
ambas;
Tipos de Diabetes
§ DM tipo 1 (DM1);
§ DM tipo 2 (DM2);
§ DM gestacional;
§ Outros tipos específicos de DM.
Herança Genética e Diabetes
Diabetes Tipo 1
§ Os indivíduos têm destruição das células beta do pâncreas que
levam a uma deficiência de insulina: 1A e 1B;
§ Subtipo 1A, resulta da destruição autoimune de células beta
pancreáticas com consequente deficiência de insulina, estima-se
que seja encontrado de 5 a 10% dos casos de DM;
§ O desenvolvimento desse tipo de diabetes envolve fatores
genéticos e ambientais;
Herança Genética e Diabetes
Diabetes Tipo 1
§ É, na maioria dos casos, uma condição poligênica, sendo que os
principais genes envolvidos estão no sistema do antígeno
leucocitário humano (sistema de defesa);
§ Esses genes podem promover o desenvolvimento da doença ou
proteger o organismo contra ela;
§ Fatores ambientais: algumas infecções virais, fatores nutricionais,
deficiência de vitamina D e outros;
§ A taxa de destruição das células beta é variável e, em geral, mais
rápida entre as crianças.
Herança Genética e Diabetes
Diabetes Tipo 1
§ No Diabetes tipo IB ou idiopático, não se sabe exatamente a
causa para seu desenvolvimento;
§ Os indivíduos com esse tipo de diabetes podem desenvolver
cetoacidose e apresentar graus variáveis de deficiência de
insulina;
§ Cetoacidose é um estado de acidose metabólica causada por altas
concentrações de cetoácidos, um produto do metabolismo de
lipídeos.
Herança Genética e Diabetes
Diabetes Tipo 2
§ 90 a 95% dos casos de diabetes;
§ Se caracteriza por defeitos na ação e secreção da insulina;
§ A resistência à insulina e o defeito na função das células beta
estão presentes já na fase inicial da doença;
§ É causada por uma interação de fatores genéticos e ambientais.
§ Fatores ambientais: sedentarismo, obesidade, dietas ricas em
gorduras e envelhecimento;
§ Esses fatores interagem com alguns genes que podem ser
responsáveis por uma maior susceptibilidade para o
desenvolvimento do diabetes tipo 2.
Herança Genética e Diabetes
Diabetes
§ O polimorfismo de deleção da ECA causa elevação da pressão
arterial quando comparado ao polimorfismo de inserção;
§ A bradicinina é uma proteína influenciada pela ECA;
§ Ela está relacionada ao controle da pressão arterial por estimular a
vasodilatação e, do diabetes por diminuir a resistência à insulina;
§ No diabetes há menor biodisponibilidade da bradicinina, piorando
a resistência à insulina.
Herança Genética e Diabetes
Diabetes
§ Diabéticos tipo 2 apresentam 1,77 vezes mais o polimorfismo de
deleção nos dois alelos – homozigotos DD – quando comparados
a pessoas saudáveis (48% em diabéticos e 27% em não
diabéticos);
§ 52% desses diabéticos podem ser homozigotos para inserção (II)
ou heterozigotos (ID);
§ O controle do DM2 pode ser feito por meio da associação de uma
dieta alimentar adequada de baixo índice glicêmico, prática de
exercício físico e uso de medicamentos hipoglicemiantes.Doenças Cardiovasculares
Fatores de risco
Doenças Cardiovasculares
Influencia do gene da ECA
§ O polimorfismo de deleção do gene da ECA está associado ao
desenvolvimento da hipertrofia cardíaca e hipertensão;
§ Como o sistema renina angiotensina é considerado um importante
regulador do crescimento miocárdico, indivíduos com mais altas
concentrações de ECA podem apresentar maiores respostas de
hipertrofia no músculo cardíaco, favorecendo o desenvolvimento
de doenças cardiovasculares.
Capacidades Motoras
Hipertrofia Muscular e Epigenética
§ Uma única sessão de exercício físico é capaz de ativar a
expressão de diversos grupos de genes;
§ A ativação desses genes parece ser diferente quando comparamos
o treinamento de força e o treinamento aeróbio;
§ No treinamento de força, a hipertrofia do músculo esquelético
depende da ativação de células satélites;
§ No treinamento aeróbio há ativação de genes localizados nos
núcleos e nas mitocôndrias para permitir a biogênese
mitocondrial.
Referências Bibliográficas
1. Lodish et al., Biologia Celular e Molecular, 2002.
2. Nussbaum, McInnes, Willard. Genética Médica. 7 ed. Rio de
Janeiro: Elsevir, 2008.
3. Strachan, T.; Read, A. Genética Molecular Humana. 4 ed. Porto
Alegre: Artmed, 2013.