Padrões de herança

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Padrões de herança 
Fernando Tavares Brasil Teixeira 
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Foram originalmente realizadas nos anos 1860 pelo monge Gregor Mendel; 
Mendel escolheu a ervilha-de-cheiro, Pisum sativum, como seu organismo de pesquisa, pois o cultivo e a reprodução delas 
são fáceis; 
Estava interessado no modo pelo qual as unidades hereditárias que 
influenciam propriedades individuais eram herdadas de uma geração para 
outra; 
Optou por investigar a herança de sete propriedades da espécie de ervilhas 
que escolheu: cor da ervilha, forma da ervilha, cor da vagem, forma da 
vagem, cor da flor, altura da planta e posição do broto da planta. 
As linhagens que ele escolheu apresentavam fenótipos distintos e 
contrastantes. 
Todas as linhagens usadas por Mendel eram linhagens puras, significando que, para o fenótipo em questão, toda a prole 
produzida pelos cruzamentos entre os membros dessa linhagem era idêntica. 
Mendel fez uso de autofecundação e fertilização cruzada. 
Geração parental: a que sofre o primeiro cruzamento, abreviada como P. 
1. O primeiro cruzamento entre linhagens puras de ervilhas verdes e amarelas gera como prole uma linhagem 
completamente amarela, chamada de primeira geração filial, ou F1. 
2. Ele, então, autofecundou ou entrecruzou a geração F1 para obter a segunda geração filial, ou F2.. A proporção 
resultante ficou ¾ de amarelas e ¼ de verdes. O fenótipo verde reapareceu nalguns indivíduos da F2. 
3. Depois, Mendel tornou a autofecundar individualmente as plantas crescidas da geração F2 e observou que as verdes 
originaram apenas verdes, e as amarelas, porém, os dois tipos. 
Mendel deduziu que esses híbridos tinham um fator genético latente, mascarado pela expressão de outro fator. O latente 
é recessivo e o expresso é dominante. 
Esses fatores são agora denominados genes. Chegou também à conclusão, a partir dos padrões numéricos, de que os 
genes existem em pares. 
As formas dominante e recessiva são denominadas alelos, que são formas alternativas de um gene. 
Princípio da dominância: em um heterozigoto, um alelo pode ocultar a presença de outro. Alguns alelos controlam 
claramente o fenótipo mesmo quando estão presentes em uma única cópia. 
Homozigoto: um organismo com um par de alelos idênticos. 
Heterozigoto: um organismo no qual os alelos do par diferem. 
Um heterozigoto para um gene é chamado de mono-híbrido. 
Um indivíduo pode ser classificado como homozigoto dominante (AA), heterozigoto (Aa) ou homozigoto recessivo (aa). 
Haploides: células que têm uma só cópia de um gene. Ex.: células gaméticas. 
Diploides: duas cópias do gene. 
O número diploide de genes é restaurado quando acontece a união das células germinativas. 
Cada um desses alelos tem chances iguais de entrar em um gameta quando o heterozigoto se reproduz. 
A constituição alélica de cada linhagem é seu genótipo. 
Fenótipo: uma forma de uma característica, uma propriedade emergente, baseada na natureza dos alelos e na maneira 
pela qual o gene funciona de maneira normal e anormal. 
Princípio da segregação: em um heterozigoto, dois alelos diferentes segregam-se um do outro durante a formação dos 
gametas. A base biológica desse fenômeno é o pareamento e a subsequente separação de cromossomos homólogos 
durante a meiose. 
Na meiose, os membros de um par de genes separam-se igualmente nos ovócitos e espermatozoides. Essa separação igual 
tornou-se conhecida como primeira lei de Mendel ou lei da segregação igual. Assim, um único gameta contém apenas um 
membro de cada par. 
Na fertilização, os gametas se fundem de maneira aleatória, independentemente de qual dos alelos ele leva. 
Princípio da distribuição independente: os alelos de diferentes genes são segregados, ou distribuídos de maneira 
independente uns dos outros. 
Herança monogênica: representa a transmissão de característica cuja expressão só depende de um único gene 
 
Quando alelos como A e a são examinados no nível do DNA, em geral verifica-se que a maioria de suas sequências é 
idêntica, diferindo apenas em um ou vários nucleotídios, dentre os milhares que formam o gene. Os alelos na verdade são 
versões diferentes do mesmo gene. 
Mutações: "acidente" químico raro com mudança na sequência de nucleotídios de um alelo, criando um novo alelo. 
Ocorrem em qualquer local ao longo da sequência de nucleotídios de um gene. 
Alelos com mutações em geral são recessivos, porque habitualmente apenas uma cópia de um gene do tipo selvagem é 
suficiente para proporcionar a função normal. 
No nível molecular, o fenótipo primário de um gene é a proteína que ele produz. 
Doença humana fenilcetonúria (PKU): herdado como recessivo mendeliana. Causada por um alelo defeituoso do gene que 
codifica a enzima hepática fenilalanina hidroxilase (PAH), que normalmente converte a fenilalanina contida nos alimentos 
no aminoácido tirosina. Entretanto, uma mutação no gene que codifica essa enzima modifica a sequência de aminoácidos 
na vizinhança do sítio ativo da enzima. A enzima não consegue ligar-se à fenilalanina (seu substrato) nem a converter em 
tirosina. Portanto, a fenilalanina acumula-se no corpo e é convertida em ácido fenilpirúvico, que interfere no 
desenvolvimento do sistema nervoso, levando a retardamento mental. A deficiência dessa enzima é pesquisada logo após o 
nascimento ("teste do pezinho"). Se a deficiência é detectada, o acúmulo de fenilalanina pode ser impedido com o uso de 
uma dieta especial, e o desenvolvimento da doença será detido.. 
Alelos nulos: as proteínas codificadas por eles perdem completamente a função da PAH. 
Outros alelos mutantes reduzem o nível de funcionamento da enzima; às vezes eles são chamados de mutações vazantes, 
porque alguma função do tipo selvagem parece "vazar" no fenótipo mutante. 
A recessividade é observada nas mutações nos genes que são funcionalmente haplossuficientes. 
Haplossuficiente: fornece produto gênico suficiente (em geral, uma proteína) para efetuar as reações normais da célula., 
embora uma célula diploide normalmente tenha duas cópias do tipo selvagem de um gene, uma cópia de um gene. 
Haploinsuficientes: não pode fornecer produto suficiente para a função normal.. Em tais casos, um alelo mutante nulo será 
dominante. 
As mutações recessivas típicas são alelos com perda de função. Esses alelos têm efeito mínimo ou não têm efeito 
discernível na condição heterozigota com um alelo selvagem, porque o alelo selvagem especifica um polipeptídio ativo que 
realizará seu papel normal no organismo. 
Algumas mutações dominantes também podem implicar perda de função do gene. Se o fenótipo controlado por um gene 
for sensível à quantidade de produto do gene, a mutação com perda de função pode provocar um fenótipo mutante em 
condição heterozigota com um alelo selvagem. Nesses casos, o próprio alelo selvagem não é capaz de garantir produto 
gênico suficiente para assegurar a atividade plena normal. Na verdade, a mutação com perda de função reduz o nível de 
produto gênico abaixo do nível necessário para o fenótipo selvagem. 
Mutações negativas dominantes: mutações dominantes que realmente interferem na função do alelo selvagem por 
especificação de polipeptídios que inibem, antagonizam ou limitam a atividade do polipeptídio de tipo selvagem. 
Mutações com ganho de função: mutações dominantes que causam um fenótipo mutante na condição heterozigota com 
um alelo selvagem porque promovem a função do produto gênico. A função estimulada pode surgir porque a mutação 
especifica um novo polipeptídio ou porque leva à produção do polipeptídio de tipo selvagem onde ou quando não deveria 
ocorrer. 
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Um alelo é dominante se tiver o mesmo efeito fenotípico em heterozigotos e homozigotos - isto é, os genótipos Aa e AA 
produzem fenótipos iguais. Às vezes, porém, o heterozigoto tem fenótipo diferente dos dois homozigotos associados a ele. 
Portanto, diz-se que o alelo dominante tem dominância incompleta, ou parcial, em relação ao alelo recessivo. 
Se o alelo especifica um determinado produto e o alelorecessivo não, homozigotos terão o dobro do produto em relação 
a heterozigotos e, portanto, expressão mais intensa.. Diz-se que o alelo parcialmente dominante é semidominante. 
Como os dois alelos parecem contribuir de maneira independente para o fenótipo dos heterozigotos, diz-se que são 
codominantes. 
A capacidade de produzir os antígenos M e N é determinada por um gene com dois alelos. Um alelo determina a 
produção do antígeno M e o outro, do antígeno N. Homozigotos para o alelo M produzem apenas o antígeno M e 
homozigotos para o alelo N, apenas o antígeno N. No entanto, heterozigotos para esses dois alelos produzem os dois tipos 
de antígenos. 
A codominância implica independência de função do alelo. Nenhum alelo é dominante, nem mesmo parcialmente 
dominante, em relação ao outro. 
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Genes com três, quatro ou mais alelos. 
Na condição homozigota cada alelo tem um efeito característico. 
Outro exemplo de alelos múltiplos vem do estudo dos tipos sanguíneos humanos. Os tipos A, B, AB e O. 
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As células do corpo humano têm 46 cromossomos: 22 pares de autossomos homólogos mais dois cromossomos sexuais. As 
mulheres têm um par de cromossomos sexuais idênticos, chamados de cromossomos X. Os homens têm um par não 
idêntico, consistindo em um X e um Y. O cromossomo Y é consideravelmente menor do que o X. 
A mulher é considerada o sexo homogamético, já o homem, sexo heterogamético. 
A presença do cromossomo Y determina a masculinidade e a ausência de um Y determina o sexo feminino. 
Divide-se os cromossomos X e Y em regiões homólogas e diferenciais. 
Regiões diferenciais: contêm a maioria dos genes, não têm contrapartes no outro cromossomo sexual. Assim, nos homens, 
os genes nas regiões diferenciais são ditos hemizigotos. 
A região diferencial do cromossomo X contém muitas centenas de genes; a maioria desses genes não toma parte da 
função sexual, e eles influenciam uma grande variedade de propriedades humanas. 
O cromossomo Y contém apenas algumas dúzias de genes. Alguns desses genes têm contrapartes no cromossomo X, mas 
a maioria não. Esse último tipo está associado à função sexual masculina. Um desses genes, SRY, determina a própria 
masculinidade. Vários outros genes são específicos para a produção de espermatozoides nos indivíduos do sexo masculino. 
Os genes nas regiões diferenciais apresentam padrões de herança chamados de ligada ao sexo. Os alelos mutantes na 
região diferencial do cromossomo X apresentam um padrão de herança monogênica chamado de ligada ao X. Os alelos 
mutantes dos poucos genes na região diferencial do cromossomo Y são ditos ligados ao Y. 
Os cromossomos humanos X e Y têm duas regiões homólogas curtas, uma em cada ponta. Visto que essas regiões são 
homólogas, elas são como regiões autossômicas, e, portanto, são chamadas de regiões pseudoautossômicas 1 e 2. Uma ou 
ambas essas regiões pareiam na meiose e sofrem crossing over. 
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Um polimorfismo é a coexistência de dois ou mais fenótipos comuns de uma característica. 
Os fenótipos alternativos de um polimorfismo (morfos) são frequentemente herdados como alelos de um único gene 
autossômico pelo modo mendeliana padrão. 
Ex.: olhos azuis versus castanhos, cabelo pigmentado versus louro, covinhas na bochecha versus sua ausência, implantação 
do cabelo em bico de viúva versus sua ausência, lobos da orelha presos versus livres. Em cada exemplo, o morfo é 
determinado pelo alelo dominante escrito primeiro. 
A maioria das populações humanas é dimórfica para a habilidade de sentir o gosto da feniltiocarbamida (PTC), isto é, as 
pessoas podem detectá-la como um gosto amargo, ou, para grande surpresa e descrença dos que sentem, não sentir 
sabor algum. Pelo heredograma na Figura 2.27, podemos ver que dois sensíveis às vezes têm filhos insensíveis, o que torna 
claro que o alelo que confere a habilidade de sentir o gosto da PTC é dominante, e que o alelo de não sentir é recessivo. 
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Uma grande proporção da variação em populações naturais tem a forma de variação contínua, que é tipicamente 
encontrada em características que podem ter algum valor mensurável entre dois extremos. Altura, peso e intensidade de 
cor são exemplos de tais características métricas ou quantitativas. 
Quando o valor métrico dessas características é plotado contra a frequência em uma população natural, a curva de 
distribuição tem a forma de um sino 
Essa variação pode ser explicada apenas por fatores ambientais, como a mistura e a quantidade de fertilizante aplicado. 
Entretanto, muitos casos de variação contínua têm uma base genética. A cor da pele humana é um exemplo 
Em tais casos, alguns a muitos alelos interagem com efeito mais ou menos aditivo. Os genes que interagem tendo uma 
variação contínua hereditária são chamados de poligenes ou loci de característica quantitativa (QTL). 
Diz-se que muitas doenças humanas comuns, como a aterosclerose (endurecimento das artérias) e a hipertensão (pressão 
sanguínea alta), têm um componente poligênico. 
Observe que os poligenes não são considerados uma classe funcional especial de genes. Eles são identificados como um 
grupo apenas no sentido de que têm alelos que contribuem para a variação contínua. 
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Diagrama que mostra as relações entre os membros de uma família 
Quadrados: sexo masculino. Círculos: sexo femi11ino. 
Uma linha horizontal que une um círculo e um quadrado representa o cruzame11to. 
A prole é mostrada abaixo dos pais, começando com o primeiro a nascer à esquerda e seguindo para a direita conforme a 
ordem de nascimento. 
Os indivíduos que têm distúrbio genético são indicados por cor ou sombreado. 
As gerações geralmente são indicadas por algarismos romanos, e indivíduos específicos de uma geração são designados 
por algarismos arábicos após o algarismo romano. 
DOENÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE 
Todo indivíduo que tem o alelo dominante manifesta a característica. Espera-se 
que todo indivíduo afetado te11ha no mínimo um dos pais afetado, exceto se o alelo 
dominante acabou de aparecer na família por uma nova mutação - uma alteração 
do próprio gene. A maioria das pessoas que têm essas características é 
heterozigota para o alelo dominante. 
Pseudoacondroplasia: um tipo de nanismo. Com relação a esse gene, as pessoas com estatura normal são genotipicamente 
dd, e o fenótipo nanismo em princípio pode ser Dd ou DD. Entretanto, considera-se que as duas "doses" do alelo D no 
genótipo DID produzem um efeito letal. 
Doença de Huntington: seu fenótipo é de degeneração neural, levando a convulsões e morte prematura. 
DOENÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA 
Em geral, o distúrbio aparece na prole de genitores não afetados 
A prole afetada inclui tanto homens quanto mulheres. 
tendem a ser simples, com poucos símbolos escuros. 
Grupos de irmãos afetados, e as pessoas nas gerações anteriores e posteriores 
tendem a não ser afetadas. 
Quando sabemos que tanto homens quanto mulheres são afetados, podemos 
deduzir que, mais provavelmente, estamos lidando com uma herança mendeliana 
simples de um gene em um autossomo, e não de um gene em um cromossomo sexual. 
A probabilidade de que as características recessivas apareçam em um heredograma é maior quando há parentesco entre 
os cônjuges - por exemplo, primos em primeiro grau. Essa maior incidência ocorre porque os parentes têm alelos em 
comum em razão do ancestral comum. 
Fibrose cística: uma doença grave em que há comprometimento da respiração pelo acúmulo de muco nos pulmões e nas 
vias respiratórias. 
DOENÇA RECESSIVA LIGADA AO CROMOSSOMO X 
Muito mais homens que mulheres apresentam o fenótipo. 
O motivo é que uma mulher herda o genótipo apenas se tanto sua mãe quanto 
seu pai tiverem o alelo, enquanto um homem pode herdar o fenótipo apenas 
quando a mãe possui o alelo. Se o alelo recessivo é muito raro, quase todas as 
pessoas que apresentam o fenótipo são homens. 
Ninguém na prole de um homem afetado apresenta o fenótipo, mas todas as 
suas filhas são "portadoras", carregando o alelo recessivo escondidona condição 
de heterozigoto. Na geração seguinte, metade dos filhos dessas filhas portadoras 
apresenta o fenótipo. 
Nenhum dos filhos de um homem afetado apresenta o fenótipo, nem transmite a condição 
para seus descendentes. O motivo subjacente à falta de transmissão de homem para homem é 
que um filho recebe seu cromossomo Y do pai; logo, ele não pode herdar normalmente o 
cromossomo X do pai também. 
Daltonismo: As pessoas com essa condição são incapazes de distinguir o vermelho do verde. A visão de cores baseia-se 
em três tipos diferentes de células cones na retina, cada uma sensível aos comprimentos de onda vermelho, verde ou 
azul. Os determinantes genéticos para as células cones vermelhas e verdes estão no cromossomo X. As pessoas com 
daltonismo verde-vermelho têm uma mutação em um desses dois genes. 
Hemofilia: a falha na coagulação do sangue. Muitas proteínas atuam em sequência para fazer o sangue coagular. O tipo 
mais comum de hemofilia é causado pela ausência ou disfunção de uma dessas proteínas de coagulação, o fator VIII.. 
Distrofia muscular de Duchenne: o fenótipo é definhamento e atrofia dos músculos. Em geral, o início é antes dos 6 anos 
de idade, com o confinamento a uma cadeira de rodas até os 12 anos e a morte aos 20. O gene da distrofia muscular de 
Duchenne codifica a proteína muscular distrofina. 
Síndrome de feminização testicular: As pessoas afetadas por essa síndrome são cromossomicamente homens, tendo 44 
autossomos mais um cromossomo X e um Y, mas desenvolvem-se como mulheres. Eles têm genitália externa masculina, 
uma vagina em fundo de saco e ausência de útero. Os testículos são encontrados nos grandes lábios, ou no abdome. A 
condição não é revertida por tratamento com o hormônio masculino, sendo por isso às vezes chamada de síndrome de 
insensibilidade androgênica. O motivo da insensibilidade é que a mutação no gene do receptor de androgênio causa 
disfunção do receptor e, assim, o hormônio masculino não tem efeito nos órgãos-alvo que contribuem para a 
masculinidade. 
DOENÇA DOMINANTE LIGADA AO CROMOSSOMO X 
Os homens afetados transmitem a condição para todas as filhas, mas não para os filhos. 
As mulheres heterozigotas afetadas casadas com homens não afetados transmitem a condição para metade de seus 
filhos e filhas. 
Um exemplo é a hipofosfatemia, um tipo de raquitismo resistente à vitamina D. 
HERANÇA LIGADA AO CROMOSSOMO Y 
Apenas os homens herdam genes na região diferencial do cromossomo humano Y, e são os pais que transmitem os genes 
para seus filhos. 
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Feito por médicos especializados em genética. 
o aconselhamento genético é uma profissão consolidada. 
O estudo desses distúrbios requer avaliação meticulosa, que inclui o exame dos pacientes, a entrevista de parentes e a 
análise minuciosa de estatísticas vitais sobre nascimentos, mortes e casamentos. 
Os dados acumulados respaldam a definição clínica do distúrbio e a determinação de seu mecanismo de herança. 
Os pais podem desejar saber qual é o risco de que os filhos herdem determinado distúrbio, principalmente se houver 
outros parentes afetados. É responsabilidade do conselheiro genético avaliar esses riscos e explicá-los aos futuros pais. 
Treinados para educar as pessoas acerca de doenças ge11éticas e orientar sobre medidas de preve11- ção ou de adaptação 
a essas doenças. 
Os conselheiros genéticos precisam conhecer as ramificações éticas e legais de seu trabalho, e devem ser sensíveis às 
necessidades psicológicas, sociais, culturais e religiosas de seus pacientes. 
Também é essencial que te11ham boa capacidade de comunicação. Faz parte do seu trabalho explicar questões complexas 
aos pacientes, que podem não saber muito sobre os princípios da herança ou não ter conhecimentos de matemática para 
compreender o cálculo dos riscos genéticos. 
Câncer colorretal não polipoide hereditário: tipo hereditário de câncer. Ela é causada por mutação dominante que afeta. A 
idade média de surgimento do câncer colorretal não polipoide hereditário em uma pessoa portadora da mutação é aos 42 
anos. No heredograma, vemos que o câncer se manifesta em, no mínimo, um indivíduo de cada geração e que todos os 
afetados têm pai ou mãe com a doença.