CITOGENETICA NO DIAGNOSTICO LABORATORIAL OCR - 03

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8 ] ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
UNIDADE
 
 
Citogenética
no diagnóstico
laboratorial
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SUMÁRIO
Princípios da citogenética clínica...eeeeeeeeeeeeccecse Dl
Alterações cromossômicas numéricas ...........iisiiiiiino 1
Alterações dos cromossomos sexuais ............iseesees I8
Interpretação de padrões de herança.........ceseesseseeceesDA
Heredograma.........ieieiiieeseeeeeenenereanesesneenennarannos 24
TEORDEcosesssessaoearre rsuaal27
Aconselhamento Genético...........eeeeeeeremeerereearas 32
Exame genético..........sieeemeereeeeeeneneeeeeeeeeeeeenanneess 34
Condilea US PpOpUlaçõES,essessesssssssssasm sosemessossussvecnco sasE
Frequência genotípica e alélica................inn38
PREUCCIASDSOsimaess sansasesace40
Técnicas de diagnóstico.....eceseeeererseeseeasaeeeransecenesseseasc eshd
EletrofOTOSO...cuccsrecreraceeavccerecravascesencaa scores nicnatnsaacadsasasCnaCaco46
Reação de cadeia em polimerase (PCR)...........sttttemem 50
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (un
 
Princípios da citogenética clínica
O OBJETIVO
 
 
 
 
Ao término deste capítulo você será capaz de entender como
ocorrem as alterações cromossômicas de ordem numérica e
quais são as doenças relacionadas com os cromossomos sexuais.
Além disso, entender como fazer e interpretar os heredogramas
e quando podem ser utilizados na prática. E por fim, como as
análises podem ser feitas para a identificação correta do DNA.
E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então
vamos lá. Avante!
Alterações cromossômicas numéricas
 
 
 
Cromossomos são filamentos espiralados de cromatina. que
estão presentes no suco nuclear das células. O significado
de cromossomo é (Kroma=cor, soma=corpo), logo podem
ser corados por meio de corantes citológicos como carmim
acético, orceina acética e reativo de Schiff, sendo observado na
microscopia.
As alterações podem ocorrer pelo aumento ou pela
diminuição do número de cromossomos. Essas alterações são
responsáveis por quase 42% dos casos de abortos espontâneos
na frequência de 01 caso para cada 160 indivíduos. Elas
podem ser classificadas quanto alterações dos cromossomos
 
 
12 ] (Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
autossômicos 13, 18 e 21 e sexuais (monossomia do X):
e os estruturais que podem afetar tanto os cromossomos
autossômicos quanto os sexuais.
As alterações numéricas podem ser em decorrência do
acréscimo ou da perda de um ou mais cromossomos, e são
classificadas em euploidias e aneuploidias.
E "DEFINIÇÃO
E
 
Euploidias são alterações que estão relacionadas com todo o
genoma, e envolvem todo o genoma, originando células cujo
número de cromossomos é um múltiplo exato do número
haploide característico da espécie, ou seja, todos os cromossomos
são duplicados, por exemplo quando triplicados (triploidia) e
assim sucessivamente. E aneuploidia ocorre quando o número
de cromossomos não é múltiplo exato do número haploide da
espécie, a exemplo, a sindrome de Down. 
A triploidia e a tetraploidia são incompatíveis com a
vida. Os possíveis cariótipos triploides são 69, XXX; 69
XXY: 69 XYY. Quando de origem paterna, há uma placenta
anormal, o que é classificado como mola hidatiforme parcial
e, quando de origem materna, há abortamento espontâneo e
precoce na gestação. Os possíveis cariótipos da tetraploidia
são 92,XXXX; 92 XXYY. A ausência de constituições de
cromossomos sexuais X X X Y ou X YYY sugere que a
tetraploidia resulta do insucesso de uma clivagem inicial na
divisão do zigoto (endomitose).
A aneuploidia é a anomalia cromossômica mais
prevalente em humanos, sendo a principal causa de
abortamentos espontâneos e defeitos congênitos ao
nascimento. A idade materna ainda é o fator de risco de maior
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (13
 
importância para esse tipo de alteração. São exemplos de
aneuploidia, trissomia 21, 18 e as trissomias são aneuploidias
em que a constituição cromossômica tem um cromossomo a
mais, ou seja, um terceiro em relação ao seu par normal. São
exemplos de cariótipos 47, XX +21 — Cariótipo
feminino com trissomia do cromossomo 21 (sindrome de
Down). 47, XY, + 18 — Cariótipo masculino com trissomia do
cromossomo 18 (sindrome de Edwards).
O indivíduo que apresenta sindrome de Down pode
apresentar atraso no desenvolvimento, além disso, podem
apresentar cardiopatia congênita em 40% dos casos,
hipotonia, diminuição do tônus muscular e da força, o que
causa moleza e flacidez em 100% dos casos, problemas
auditivos são encontrados em cerca de 50 a 70% dos casos
, e na visão de 15 a 50% dos casos, alterações na coluna
cervical de 01 a 10% , distúrbios na tireoide são encontrados
em 15% , problemas neurológicos de 05 a 10%, além de
obesidade e envelhecimento precoce. Os três tipos de
alterações citogenéticas que podem resultar em síndrome de
Down são: Trissomia 21 (47,+ 21): aproximadamente 94%.
Um cromossomo 21 extra está presente em todas as células
do indivíduo, translocação robertsoniana envolvendo o
cromossomo 21: 3 a 4% e mosaicismo de trissomia 21 (47,+
21/46): 2 a 3%. Duas populações de células, uma normal,
com 46 cromossomos, e outra com 47,+21. Erros na meiose
resultam na não disjunção , geralmente são de origem materna
e somente em 5% dos casos ocorre erro na espermatogênese.
Por isso, o risco da Síndrome de Down aumenta com a idade
materna avançada.
Os exames do pré-natal que podem auxiliar no
diagnóstico da Sindrome de Down são a aminiocentese, que
pode ser realizado a partir da décima semana de gravidez, a
coleta do líquido amniótico permite a análise citogenética do
feto, auxiliando assim o diagnóstico da Síndrome de Down.
 
 
14 ) [ Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Outro exame que pode ser feito é o vilo corial, entre
a oitava e a décima semana de gestação. O resultado é dado
entre 10 e 28 dias e é mais rápido do que a da aminiocentese.
A sindrome de Edwards é prevalente especialmente
América doNorte, Europa e Austrália, ocorre numa frequência
de 1 para 3.600 a 8.500 nascidos vivos. A proporção entre
pessoas do sexo masculino e feminino são de individuo do
sexo masculino para dois do feminino. As características
fenotípicas mais frequentes na sindrome, de acordo com a
topologia, são: achados neurológicos; anormalidades de
crescimento, crânio e face, tórax e abdômen, extremidades,
órgãos genitais, pele e fâneros, a saber cabelos pelos e unhas,
além de malformações de órgãos internos. A confirmação
do diagnóstico é feito a partir do estudo do cariótipo, com a
detecção de trissomias completa ou parcial do cromossomo
18. Os achados pré-natais incluem restrição de crescimento
intrauterino associada a polidrâmnio. Cerca de cinquenta
por cento das crianças afetadas falecem na primeira semana
de vida, e apenas 5 a 10% sobrevivem no primeiro ano de
vida. Como ferramenta diagnóstica pode-se usar a técnica de
hibridização in situ e a de hibridização genômica comparada
para auxiliar no diagnóstico da trissomia do cromossomo 18.
Essas técnicas podem ser utilizadas em recém-nascidos ou no
pré-natal. Nesse caso ainda pode ser feito o aconselhamento
genético, caso o casal ainda pretenda ter filhos.
PIN IMPORTANTE
 
As tetrassomias e pentassomias são incompatíveis com a vida e
apresentam o cariótipo de 48 XXYY e 49 XXXXY, alterações
nos cromossomos sexuais.
 
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (15
 
Atrissomias docromossomo13 conhecida anteriormente
como a síndrome de Patau, possui três etiologias, a saber (47
+13) onde um cromossomo 21 extra está presente em todas
as células, translocação Robertsoniana na qual envolve um
cromossomodebraço longo do cromossomo 13 e o mosaicismo
que ocorrepela presença de duas populações de células, sendo
uma normal com 46 cromossomose a outra com 47, +21. Os
indivíduos geralmente apresentam holoprosencefalia, ou seja
separação dos hemisférios do cérebro, ausência do nervo e/
ou do bulbo olfatório, graves defeitos de visão, surdez, fenda
labial e palatina. Além disso, podem ser observadosonfalocele,
hérnia umbilical, anomalias genitourinárias, hemangiomas,
polidactilia e malformações cardíacas. A suspeita diagnóstica
pode ser feita no pós-natal ou no pré-natal. No pré-natal são
observadas anormalidades na ultrassonografia como restrição
de crescimento uterino ou pode-se realizar o cariotipagem,
análise de hibridação in situ fluorescente [FISH] e/ou análise
cromossômica por microarranjo) das amostras obtidas por
amostragem das vilosidades coriônicas ou amniocentese. No
pós-natal, a confirmação é feita por testes citogenéticos de
uma amostra de sangue.
Além disso, os cromossomos ainda podem apresentar
alterações estruturais. São elas deleção, duplicação, inversão,
translocação, isocromossomos e fusão.
A deleção é definida pela perda de um segmento em
um dos braços do cromossomo, gerando uma monossomia
parcial do segmento deletado. A deleção pode ser terminal
ou intersticial, a terminal é caracterizada por um ponto de
quebra, até a porção terminal do braço afetado. Verfigura 01.
A deleção intersticial ocorre quando duas quebras acontecem
em um mesmo braço, o segmento intermediário pode ser
perdido, com posterior união dos pontos de quebra, formando
assim um cromossomo menor que seu homólogo, devido à
perda de uma porção intersticial. Ver figura 01. A deleção
ainda pode ocorrer deleção por meio de um crossing-over
 
 
16 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
desigual entre cromossomos homólogos desalinhados, o qual
também gera um segmento duplicado.
Figura 1: Deleção do cromossomo termunal e intersticial
 
 
4
Deleção Deleção
Terminal Intersticial
Fonte: Adaptado Editorial Telesaprens
Aduplicação ocorre quando um segmento cromossômico
está presente duas vezes no mesmo cromossomo, gerando
uma trissomia parcial do segmento duplicado. Assim,
como as deleções, as duplicações podem não ser visíveis
ao microscópio por bandeamento convencional, sendo
necessária a aplicação de técnicas de maior resolução, como
a citogenética molecular. Podem ser de dois tipos: direta
ou invertida. A direta ocorre quando o segmento duplicado
apresenta a sequência de DNAno mesmo sentido da sequência
inicial e a invertida quando o segmento duplicado está no
sentido oposto ao original do cromossomo.
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (1 7
 
Figura 2: Cromossomo duplicado
Área
Duplicada
Antes da
Duplicação
Depois da
Duplicação
Fonte: Wumedia Commons
O isocromossomo resulta da perda de um dos braços
(monossomia parcial) e duplicação do outro (trissomia
parcial). Portanto, tais quebras, no centrômero ou perto
dele, formam primeiro um cromossomo telocêntrico com
um centrômero instável, o qual, durante a interfase, afasta as
cromátides-irmãs, dando origem, na próxima metáfase, a um
cromossomo com dois braços iguais.
A inversão é caracterizada por duas quebras no mesmo
cromossomo, seguidas de rotação de 180º do segmento
cromossômico entre os pontos de quebra, com posterior
ligação do segmento invertido. Podemos ser de dois tipos:
a paracêntrica e a pericêntrica. A inversão paracêntrica tem
suas quebras no mesmo braço do cromossomo, não incluindo
o centrômero no segmento invertido, enquanto a inversão
pericêntrica tem uma quebra em cada braço, de forma que o
fragmento invertido inclua o centrômero. Este rearranjo afeta
 
 
18 ) [Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
a morfologia do cromossomo.
A translocação reciproca é a troca de segmentos
cromossômicos entre dois cromossomos, sendo o tipo de
aberração cromossômica estrutural mais frequentemente
encontrado. A translocação Robertsoniana está associada aos
cromossomos acrocêntricos 13, 14, 15,21 e 22 e ocorre a
partir da perda dos braços curtos de dois destes cromossomos,
seguida de fusão dos centrômeros, unindo os braços longos
dos cromossomos acrocêntricos envolvidos.
Translocações de braço inteiro são translocações
recíprocas nas quais ospontos dequebra estão nos centrômeros.
Neste tipo de translocação, ocorre a troca de braços inteiros
entre cromossomos. A translocação com origem definida e
destino aleatório um evento citogenético muito raro em que o
mesmo segmento doado por um cromossomo é recebido por
diferentes cromos- somos, em diferentes clones de células.
Isso ocorre principalmente em células neoplásicas.
Alterações dos cromossomos sexuais
 As alterações dos cromossomos sexuais a aneuploidia,deleções parciais ou duplicações dos cromossomos sexuais ou
mosaicismo.
O cromossomo X é um cromossomo
submetacêntrico de tamanho médio e apresenta cerca de 1.500
genes. Entre esses genes, há vários relacionados à função
gonadal e hormonal, como o gene do receptor androgênico. Há
 
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (19
 
também genes que determinam características independentes
do sexo, como o gene da distrofina (gene DMD) e o gene
do fator VIII da coagulação (gene F). Além desses, ainda há
outros genes relacionados ao desenvolvimento mental, entre
eles o gene FMRI.
O cromossomo Y é um acrocêntrico que, diferente dos
demais cromossomos acrocêntricos humanos, não apresenta
regiões organizadoras de nucléolo em seu braço curto.
No braço curto do cromossomo Y, na banda Yp11.31, está
localizado o gene SRY (sex-determining region Y), principal
gene responsável pela determinação gonadal e formação
testicular. Além disso, no cromossomo Y há também
vários genes relacionados à espermatogênese. O fator da
azoospermia, denominado fator AZF, foi identificado como
parte de três regiões distintas de Yqll, denominadas AZFa,
AZFb, e AZFc, cujas deleções resultam em azoospermia.
As anomalias dos cromossomos sexuais são frequentes e
podem causar síndromes,as quais estão ligadas às variações de
anomalias congênitas e do desenvolvimento. Essas anomalias
na sua grande maioria não são identificadas no pré-natal uma
vez que no pré-natal, são feitos exames para a avaliação
da saúde da mulher a exemplo de hemograma, glicemia de
jejum, ultrassonografia, entre outros e testes como HIV e
citomegalovírus (CMV), sem pesquisa de doenças genéticas.
No entanto, esses testes são feitos quando a mulher está em
idade materna avançada, onde o risco de doenças genéticas é
bem maior.
A grande maioria das anomalias do cromossomo X são
benignas quando comparadas às anomalias autossômicas
análogas. Por exemplo, mulheres com três cromossomos são
quase sempre normais fisicamente e mentalmente, além de
ser férteis. Segundo a Hipótese de Lyon, isso acontece porque
um dos cromossomos X da mulher é inativada ainda na vida
uterina, por volta do décimo sexto dia de gestação.
 
 
20 ) [ Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
PIN IMPORTANTE
 As doenças genéticas relacionadas com as alterações dos
cromossomos sexuais são a sindrome de Turner, sindrome de
Klinefelder e síndrome do X frágil.
 
A sindrome de Turner uma das formas mais comuns
de hipogonadismo hiper- gonadotrófico nos homens. Ela é
decorrente da presença de um cromossomo X extra ou, mais
raramente, de dois ou três cromossomos X extras. A sindrome
não é reconhecida na infância, apesar de poder haver
desvios de comportamento e dificuldades de aprendizagem.
Os meninos entram na puberdade na idade normal, porém
apresentam níveis mais baixos de testosterona. Os testículos,
que em geral são pequenos durante a infância, se mantém
pequenos nos adultos, e as caracteristicas sexuais secundarias
permanecem pouco desenvolvidas. Outras anomalias
presentes são pescoço alado e tórax largo, mamilos invertidos
e hipertelorismo mamário. As meninas afetadas apresentam
baixa estatura quando comparada à altura dos familiares.
Outras características que podem aparecer são implantação
baixa de cabelos na nuca, ptose, inúmeros nevospigmentados,
quarto metacarpo e metatarso curtos, coxins dos dedos
proeminentes com estrias nos dermatóglifos da ponta dos
dedos e hipoplasia ungueal e cúbito valgo.
Além dessas alterações, o individuo pode apresentar
anomalias cardíacas as quais incluem coarctação da aorta
e válvula aórtica bicúspide. Com a idade, o indivíduo
apresenta hipertensão arterial, mesmo sem coarctação, além
de alterações renais e hemangiomas. E em alguns casos,
pode ocorrer telangiectasia no trato GI, o que resulta em
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (21
 
sangramento ou perda proteica. E o paciente pode apresentar
perda auditiva; estrabismo e hipermetropia (hipermetropia).
O diagnóstico mais frequente é realizado na vida
adulta em decorrência da infertilidade, apesar de os sinais
clínicos serem altamente variáveis. O único sinal obrigatório
na sindrome é a presença de testículos pequenos, associados
a azoospermia e, menos frequentemente, a oligospermia
acentuada e níveis aumentados de FSH.
Além disso, para melhorar a acurácia do diagnóstica
são realizados testes citogenéticos por cariotipagem,
análises de Hibridização in situ e/ou análise cromossômica
por microarranjo. Cariótipo 47, X X Y, sendo que um dos
cromossomos X permanece inativo durante a interfase e
aparece como corpúsculo de Barr. Nesses casos, dados
citogenéticos e moleculares sobre a origem parental e o
estágio meiótico do erro de não disjunção responsável pela
síndrome indicam que o cromossomo X extra pode ser,
com igual frequência, de origem paterna ou materna.
Ainda, pode ser realizado o exame histológico do
tecido testicular mostra que os testículos pré-puberais
demonstram túbulos seminíferos com espermatogônias,
havendo posteriormente uma perda progressiva de epitélio
germinativo e a formação de túbulos seminíferos hialinizados
atrofiados com ausência de elementos germinativos.
 
 
22 ) [Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Sexo | Doença | Cariótipo | Incidência
1: 1.000
47, XXY homens
Sindrome de 48. 1: 25.000
Klinefelter XXXXY homens
Outros 1: 10.000
Homens homens
Sindrome do 1: 1.000
duplo Y a homens
Outras 1: 1.500
alterações de - homens
X ouY
1: 10.000
mulheres
45, X 1: 50.000
Sindrome de a mulheres
Tumer 46, X, (Xq)
Outrta 1: 15.000
mulheres
Mulheres
Trissomia X 47, XXX 1: 1.000
mulheres
Outras .
anormalidades - 1: 3.000
mulheres
do X
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (23
 
A sindrome 47, XYY corresponde à presença de dois
cromossomos Y e um X, resultando em fenótipo masculino,
ocorre em cerca de 1/1.000 meninos nascidos vivos.
Indivíduos com essa alteração apresentam alta
estatura, anormalidades de comportamento com diminuição
de tolerância à frustração e do autocontrole e também
hiperatividade. Comportamento agressivo, no entanto, é
pouco comum. Os pacientes podem apresentar hipogonadismo
e tendência a desenvolver acne facial.
A síndrome do X frágil é uma anormalidade no gene
FMRI no cromossomo X. A anormalidade é uma expansão
tripla repetida instável; as pessoas normais têm < 60
repetições CGG e pessoas com a síndrome do X frágil tem
> 200. O indivíduo com essa anomalia apresenta face mais
alongada, testa larga, orelhas grandes e salientes, palatino
mais alongado, pele sensível, articulações mais flexíveis,
testículos grandes pós-puberdade (macroorquidismo),
redução do tônus muscular e pés chatos.
Na análise comportamental apresentamansiedade social,
evitam contato visual, atraso para aprender a engatinhar, andar
e dar volta, atraso em aprender falar e escrever, dificuldade
na fala, memória, apresentam impaciência e irritabilidade e
são mais vulneráveis a transtornos de humor e de ansiedade.
O diagnóstico, padrão-ouro, é a realização do exame do DNA
para análise do número de repetições de tripletes CGG no
Xq27.3. Atualmente já é possível a realização do diagnóstico
pré-natal através das vilosidades coriônicas (entre 9ae lla
semanas de gestação) ou pelas células fetais contidas no
líquido amniótico (15a semana de gestação).
 
 
24 | (Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Interpretação de padrões de herança
Heredograma
Uma técnica importante usada pelos geneticistas para
estudar a herança humana é a análise dos heredogramas.
 
 
 
 
Um heredograma é uma representação pictórica, ou seja, de
simbolos acerca da história familiar, basicamente uma árvore
genealógica que esboça a herança deumaou mais características.
Quando uma característica ou doença específica é
observada em uma pessoa, o geneticista estuda a família
dela em um heredograma. Os símbolos mais usados no
heredograma são quadrados que representam homens e
círculos que representam mulheres. Uma linha horizontal
desenhada entre homem e mulher indicam casamento e as
crianças são conectadas aos seus pais por linhas verticais.
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (2s
 
Figura 3. Simbolos mais usados no heredograma
 
[] timscutino [IO comment
O vestes DO msm
O Sexo Indefinido CHAO) Prrórcio
DMOE-EO
 
 
 
 
[E Diem
Aadosfomap Oligóticos
A +) Desconhecida
 
j Aberto Bopontânco 1 A 3
Dentro Familia LO sganaa
KA detida 
A análise de heredograma requer um pouco de
investigação, com base na identificação dos padrões
associados aos diferentes modos de herança. Por exemplo,
os traços autossômicos dominantes devem aparecer com a
mesma frequência em ambos os sexos e não devem pular
geração, desde que o traço seja totalmente penetrante e não
influenciado pelo sexo.
Normalmente, os traços autossômicos recessivos
surgem com a mesma frequência em ambos os sexos (exceto
se a penetrância, ou seja, à expressividade do gene em um
conjunto de individuos, em termos percentuais for diferente
em homens e mulheres) e aparecem apenas quando uma pessoa
 
a
26 ) [ Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
herda dois alelos para o traço, um de cada genitor. Se o traço
não é comum, a maioria dos pais dos descendentes afetados
é heterozigota e não afetada e, assim, temos a impressão de
que o traço pula gerações (ver figura 06). Frequentemente,
um alelo recessivo pode ser passado para várias gerações sem
que o traço apareça em um heredograma. Independentemente
de ambos os pais serem heterozigotos, espera-se que
aproximadamente 25% dos descendentes expressem o traço,
mas essa razão pode não ser evidente, exceto se a família for
grande. No caso raro de ambos os pais serem afetados por
um traço autossômico recessivo, todos os descendentes serão
afetados.
Cada geração num heredograma é representado por
um número romano (ex.: I), em cada geração cada membro
é representado por um número arábico (ex.: 1), os simbolos
cheios representam os indivíduos afetados pela doença
genética e os símbolos vazios representam os membros não
afetados e as crianças nascidas são listadas da esquerda para
a direita na ordem do nascimento.
Figura 4: Análise de heredograma para investigação de doença genética
Cada geração em um Em cada geração Os simbolos cheios representam 05
heredograma é identificada os mecribros são identificados membros da família com a sindrome
por um número comano por numeros arábecos de Waarderdurg
/ i é os sumbdios vasos
representam os
membros não afetados
 
 w
 
ge 3
fá Cianças em cada família estão listadas da
esquerda para a deera na ordem de nascimento
Fonte: À autora
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (27
 
Quando um traço recessivo é raro, as pessoas fora da
família são, em geral, homozigotas para o alelo normal.
Assim, quando uma pessoa afetada se casa com uma pessoa
de fora da família (aa x AA), em geral, nenhuma das crianças
apresentará o traço, embora todas sejam portadoras (ou seja,
heterozigotas). E mais provável que um traço recessivo
apareça em um heredograma quando duas pessoas da mesma
família se casem, porque existe uma chance maior de ambos
os pais carrearem o mesmo alelo recessivo. O casamento
de parentes próximos é chamado de consanguinidade. Um
exemplo de traço autossômico é a sindrome de Waardenburg,
a qual é caracterizadapelo deslocamento lateral dos cantos
internos dos olhos, hiperplasia da porção medial dos
supercílios (sinofris), base nasal proeminente e alargada,
alterações na pigmentação da iris e da pele, surdez congênita,
mecha branca frontal.
Traços autossômicos
Os traços autossômicos recessivos surgem com a mesma
frequência em homens e mulheres. É comum que as crianças
afetadas sejam filhos de pais não afetados que são portadores
do gene para o traço, e esse traço tende a pular gerações.
Os traços recessivos aparecem mais frequentemente nos
descendentes de acasalamentos consanguineos.
Em contrapartida, os traços autossômicos dominantes
surgem em ambos os sexos com a mesma frequência, e ambos
são capazes de transmitir esses traços para seus descendentes.
Cada pessoa com um traço dominante necessariamente
herdou o alelo de pelo menos um genitor; dessa forma, os
traços autossômicos dominantes não pulam gerações. As
exceções para essa regra surgem quando as pessoas adquirem
o traço como o resultado de uma nova mutação ou quando
o traço tem penetrância reduzida. Um exemplo clássico é a
hipercolesterolemia familiar.
 
 
28 ) [ Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
Para entender o mecanismo da hipercolesterolemia familiar
leia o artigo: Hipercolesterolemia Familiar: a Importância do
Diagnóstico e Tratamento Precoces, disponível em: https://bit.
lv'2mfivBe.
 
Ostraçosrecessivos ligados aoXtêmumpadrãodiferente
de herança. Primeiro, eles surgem mais frequentemente nos
homens que nas mulheres, porque eles precisam herdar
apenas uma única cópia do alelo (XY) para apresentar o traço,
enquanto as mulheres precisam herdar duas (XX), uma de
cada genitor, para serem afetadas. Segundo, como um homem
herda seu cromossomo X da mãe, écomum os homens afetados
nascerem de mulheres não afetadas portadoras do alelo para
o traço. Como o traço é transmitido da mulher não afetada
para o homem afetado e, então, para a mulher não afetada, ele
tende a pular gerações. Quando uma mulher é heterozigota,
aproximadamente 50% de seus filhos serão afetados e 50%
de suas filhas serão portadoras não afetadas. Uma terceira
característica importante dos traços recessivos ligados ao X
é que eles não são transmitidos do pai para o filho, porque
um filho herda o seu cromossomo Y do pai, não o X. Um
exemplo clássico do traço ligado ao X é a hemofilia A. A
hemofilia é uma doença hemorrágica resultante da deficiência
de fator VIII (hemofilia A) um fator importante da coagulação
sanguínea. As pessoas com hemofilia A sangram em excesso
e até pequenos cortes e contusões são potencialmente fatais.
Ocorre sangramento espontâneo nas articulações como
cotovelos. joelhos e tornozelos, produzindo dor. edema e
erosão dos ossos.
Os traços dominantes ligados ao X aparecemem homens
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (29
 
e mulheres, embora sejam mais frequentes nas mulheres.
Cada pessoa com um traço dominante ligado ao X tem
obrigatoriamente um genitor afetado (exceto se a pessoa tiver
uma nova mutação ou se o traço for de penetrância reduzida).
Os traços dominantes ligados ao X não pulam gerações; os
homens afetados transmitem o traço para todas as suas filhas
e para nenhum de seus filhos. Por outro lado, as mulheres
afetadas (se forem heterozigotas) transmitem o traço para
cerca de 1/2 de seus filhos e 1/2 de suas filhas. Como ocorre
com os traços recessivos ligados ao X, um homem herda um
traço dominante ligado ao X apenas de sua mãe; o traço não
é transmitido do pai para o filho. Esse fato é que diferencia
a herança dominante ligada ao X da herança autossômica
dominante, na qual um homem pode herdar o traço de seu pai.
Uma mulher, por outro lado, herda um cromossomo X de sua
mãe e de seu pai, então as mulheres podem receber um traço
dominante ligado ao X de qualquer um de seus genitores.
Um exemplo de traço dominante ligado ao X nos
seres humanos é a hipofosfatemia, também conhecida
como raquitismo familiar resistente a vitamina D. As
pessoas com esse traço têm características que lembram
superficialmente o raquitismo: deformidades ósseas, coluna
vertebral e articulações rígidas, joelho varo e leve deficiência
de crescimento. Esse distúrbio, entretanto, é resistente
ao tratamento com a vitamina D, que normalmente cura o
raquitismo. Ahipofosfatemia ligada ao X resulta do transporte
defeituoso do fosfato, em especial nas células dos rins.
Pessoas com esse distúrbio excretam muito fosfato na urina,
resultando em níveis baixos no sangue e depósito reduzido
de minerais nos ossos. O distúrbio é tratado com altas doses
de calcitriol (uma forma hormonal ativa da vitamina D) e
fosfato. Como ocorre com os traços dominantes ligados ao X,
os homens com hipofosfatemia são, com frequência, afetados
de forma mais grave que as mulheres.
 
 
30 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
4 IMPORTANTE 
Os traços ligados ao Y exibem um padrão específico, de fácil
identificação, de herança. Apenas os homens são afetados e o
traço é transmitido de pai para filho. Se um homem for afetado,
 
 
todos os seus descendentes masculinos também serãoafetados.
Tabela 2: Características no heredograma dos traços autossômucos recessivos, autossômucos
dominantes, recessivos ligados ao X, dominantes ligados aoY e ligados aoY
 
C
A
R
A
C
T
E
R
I
S
T
I
C
A
S
 
 
 
 o pai afetado. 
Traço au- Traço au- Traço Traço domi- Traço
tossômico tossômico recessivo nante ligado ligado
recessivo dominante ligado ao X ao X ao Y
Homens e
mulheres
Surge mecem Oshomens são afetados. Apenas os
ambos os sexos mas, em homens
sexos com afetados
com a mesma já diióa ii geral, as são
frequência. scg H mulheres afetados.
são mais
afetadas.
Não pula
Os homens gerações. Os
afetados homens têm
tém necessaria- Transmit-
Tende a pular Não pula mães não mente a mãe ido do pai
gerações gerações. afetadas, afetada: as para todos
ouseja,o filhas afeta- os filhos.
traço pula das devem
gerações. tera mãe ou
 
 
 
 
C
A
R
A
C
T
E
R
I
S
T
I
C
A
S
—
|
 
p—
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (31
 
Traço au- Traço au- Traço Traço domi-Traço |
tossômico tossômico recessivo nante ligado ligado
recessivo|dominante ligadoaoX|aoX|aoY|
Aproxima-
damente Os homens
Os indivíduos ncaE metade dos afetados Não
afetados em filhos de transmitirão pula
. - mitem o traço
geral têm pais uma porta- otraço para ger-
não afetados. ga dora (het- todas as suas ações.
“ erozigota) é filhas.
o | afetada. E | ]
Os de- As mães
scendentes afetadas (se
Quando os pais afetados têm forem het-
são heterozigo- necessari- Nunca é erozigotas)
tos, aproxima- amente um transmitido transmitem
damente 25% genitor afeta- do pai para o traço para
dos filhos serão do, excetose ofilho. metade de
afetados. eles tiverem seus filhos
uma nova e metade de
mutação. ' suas filhas. |
Quandoum
dos genitores
Aparece com
maior frequên- | afetado e o out-
cia em crianças ro não, aprox-
de casamentos imadamente
consanguíneos.
descendentes
“será afetada.
(heterozigoto) é Todas as
filhas de
homens
“afetados são
metade dos portadoras.
Os pais que não |
são afetados
não transmitem
Ootraço.
Fonte: Genética: um enfoque concestual / Benjamm A. Prerce, tradução Beatriz Araújo do Rosário. -5.
ed. - [Resmpr.] - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
 
 
32 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Entender essas doenças e sobre a hereditariedade são
importantes, sobretudo para o aconselhamento genético.
Aconselhamento Genético
O aconselhamento genético é um campo que fornece
informações a pacientes e outras pessoas que se preocupam
com questões relacionadas à hereditariedade. É um processo
educacional que ajuda pacientes e membros da familia a lidar
com muitos aspectos de uma condição genética, incluindo
diagnóstico, informações sobre sintomas e tratamento e
informações sobre o modo de herança. O aconselhamento
genético também ajuda essas pessoas a lidar com o estresse
psicológico e físico que está associado ao distúrbio.
Os motivos maiscomunspara a busca do aconselhamento
genético são doença genética na família, um casal que já tenha
tido um filho com algum distúrbio genético, defeito congênito,
anomalia cromossômica, déficit intelectual ou doença genética
de uma parente próximo. Além desses fatores, podemoscitar
a gravidez após os 35 anos de idade, parentesco entre marido
e esposa, mulheres expostas na gravidez a substâncias lícitas
como álcool e medicamentos ou a substâncias ilícitas como
drogas de abuso, interpretação de um resultado feito no pré-
natal ou os pais já são portadores de alguma doença.
Em geral, o aconselhamento genético inicia com o
diagnóstico da condição. Com base no exame físico, testes
bioquímicos, exame de DNA, análise cromossômica,
história familiar e outras informações, o médico determina
a causa. Um diagnóstico exato é crítico, porque o tratamento
e a probabilidade de transmitir a condição podem variar,
dependendo do diagnóstico.
Quando a natureza da condição é conhecida, um
conselheiro genético faz uma reunião com o paciente e
membros da família e explica o diagnóstico. Um heredograma
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (33
 
da família pode ser construído e a probabilidade de transmitir
a condição para gerações futuras pode ser calculada para
diferentes membros da família. O conselheiro auxilia a família
a interpretar os riscos genéticos e explica as várias opções
de reprodução disponíveis, incluindo diagnóstico pré-natal,
inseminação artificial e fertilização in vitro. Muitas vezes,
os membros da família têm dúvidas sobre o exame genético
que pode estar disponível para determinar se eles carreiam
uma mutação. O conselheiro os ajuda a decidir se o exame
genético é adequado e quais testes buscar. Após receber os
resultados dos testes, o conselheiro ajuda a interpretá-los. A
decisão de uma família sobre futuras gestações depende da
magnitude do risco genético, da gravidade e dos efeitos da
condição, da importância de ter filhos e das questões religiosas
e culturais. Tradicionalmente, os conselheiros genéticos são
treinados para aplicar o aconselhamento não direcionado, o
que significa que eles fornecem as informações e facilitam
a discussão, mas não emitem suas opiniões e valores para a
discussão.
O objetivo do aconselhamento não direcionado é que a
família alcance sua própria decisão com base nas melhores
informações disponíveis. Devido ao número crescente de
testes genéticos e a complexidade da avaliação do risco
genético, existe atualmente um movimento no sentido
contrário do aconselhamento não direcionado. O objetivo
ainda é fornecer informações à família sobre todas as opções
e alcançar a melhor decisão, mas pode ser necessário que o
conselheiro, em alguns casos, recomende algumas opções,
como um médico recomenda os tratamentos mais adequados
para seu paciente.
O profissional responsável por fazer o aconselhamento
genético são aqueles habilitados nessa área.
 
 
34 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Exame genético
O principal objetivo é identificar o potencial para uma
condição genética em um estágio inicial. Em alguns casos,
o exame genético permite que as pessoas façam escolhas
informadas sobre a reprodução. Em outros casos, ele permite
a intervenção precoce que pode diminuir ou até evitar o
desenvolvimento da condição. Para quem sabe que corre
risco de desenvolver uma condição genética, esse exame
pode ajudar a aliviar a ansiedade associada à incerteza da sua
situação. O exame genético inclui exames pré e pós-natal. Os
testes genéticos pré-natal são realizados antes do nascimento
e atualmente incluem procedimentos para diagnóstico de
várias doenças e distúrbios genéticos.
As abordagens diagnósticas para o aconselhamento
genético são a ultrassonografia que permite avaliar o
tamanho do feto, as condições genéticas como defeitos do
tubo neural (defeitos no desenvolvimento da medula espinal
e crânio) e anomalias no esqueleto. A ultrassonografia é um
procedimento padrão feito durante a gestação para estimar a
idade do feto, determinar seu sexo e verificar se há distúrbios
de desenvolvimento ou outros problemas, aminiocentese,
amostragem das vilosidades coriônicas, testes de triagem
no sangue materno para a avaliação, por exemplo da alfa-
fetoproteína a qual é normalmente produzida pelo feto
durante o desenvolvimento e está presente no sangue fetal,
no líquido amniótico e no sangue da mãe durante a gravidez.
O nível da a-fetoproteina é muito maior que o normal
quando o feto tem um defeito do tubo neural ou um entre
vários outros distúrbios. Algumas anomalias cromossômicas
produzem níveis de a-fetoproteína abaixo do normal. Medir a
quantidade de a-fetoproteína no sangue da mãe fornece uma
indicação dessas condições.
Além desses fatores, a avaliação dos níveis de
gonadotrofina coriônica humana (hCG, um hormônio da
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (35
 
gravidez) e uma substância chamada de proteina plasmática
A, associada à gravidez (PAPP-A). Quando o feto tem alguns
defeitos cromossômicos, o nível de PAPP-A tende a ser
menor e o nível de hCG, maior. O risco de uma anomalia
cromossômica é calculado com base nos níveis de hCG
e PAPP-A no sangue da mãe, junto com os resultados da
ultrassonografia. Esses testes usando o sangue materno são
interessantes e de primeira escolha por não serem invasivos.
Emcasos de mãesportadoras de alguma doença genética,
ainda pode ser feito o diagnóstico genético pré-implante
(PGD), essa técnica permite que as pessoas portadoras de
um defeito genético evitem ter uma criança com a doença.
O procedimento começa com a produção de vários embriões
de uma célula por meio da fertilização in vitro. Os embriões
se dividem várias vezes até alcançarem o estágio de 8 ou
16 células. Neste momento, uma célula é removida de cada
embrião e é feito o teste para detectar anomalia genética.
A remoção de uma única célula nesse estágio inicial não
é prejudicial ao embrião. Após determinar quais embriões
não têm o distúrbio, um embrião saudável é selecionado e
implantado no útero da mulher. O diagnóstico genético pré-
implante requer a capacidade de realizar um teste genético
em uma única célula. Esse exame é possível graças ao uso
da reação em cadeia da polimerase, pela qual pequenas
quantidades de DNA podem ser amplificadas (replicadas)
rapidamente. Após a amplificação do DNA da célula, a
sequência de DNA é examinada. O diagnóstico genético pré-
implante resultou no nascimento de milhares de crianças
saudáveis. Seu uso levanta várias questões éticas, porque ele
pode ser usado para selecionar ou descartar traços genéticos
que não têm relação com questões clínicas. Por exemplo, ele
pode ser usado para selecionar uma criança com genes para
uma cor de olhos ou genes para estatura maior.
 
 
36 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Além da investigação de doenças genéticas nos fetos
e recém-nascidos, atualmente é possível fazer exame em
adultos saudáveis para pesquisar genes que podem predispô-
los a uma condição genética. Esse tipo de exame é conhecido
como exame genético pré-sintomático. Por exemplo, ele está
disponível para membros de famílias que têm uma forma
autossômica dominante do câncer de mama. Nesse caso,
a identificação precoce do alelo responsável pela doença
permite a observação e a detecção precoce dos tumores, a
exemplo da pesquisa do BRCA. O exame pré-sintomático
também está disponível para algumas doenças genéticas para
as quais não existe tratamento, como a doença de Huntington,
uma doença autossômica dominante que resulta em lenta
deterioração física e mental em pessoas de meia-idade.
Outra forma de exame genético nos adultos é a
triagem de heterozigoto. Nesse tipo de triagem, os membros
de população são testados para identificar os portadores
heterozigotos dos alelos responsáveis por doença recessiva,
ou seja, pessoas que são saudáveis, mas podem ter filhos com
uma doença específica.
Eentão? Gostoudoque lhemostramos?Aprendeumesmo
tudinho? Agora, só para termoscerteza de que você realmente
entendeuo tema de estudo deste capítulo, vamos resumir
tudo o que vimos. Você deve ter aprendido que os estudos em
genética permitiram entender as doenças genéticas, bem as
desordens surgidas a partir de casamentos consanguíneos. Foi
visto que para entender o risco entre esse casamento ou de
quando os pais são portadores ou tem a doença é necessário
a realização de um heredograma para avaliar o risco em
que cada filho está exposto ao desenvolvimento da doença.
Os traços autossômicos pulam gerações e tem a mesma
frequência em homens e mulheres, os traços autossômicos
dominantes também aparecem com a mesma frequência entre
os sexos, porém, não pulam gerações, os traços recessivos
ligados ao X aparecem com maior frequência nos homens
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (37
 
do que nas mulheres, assim Quando uma mulher é portadora
heterozigota de um traço recessivo ligado ao X e um homem
não é afetado, aproximadamente metade de seus filhos terá
o traço e metade de suas filhas será portadora não afetada.
Os traços dominantes ligados ao X aparecem em homens e
mulheres, embora sejam mais frequentes nas mulheres, não
pulam gerações. Os homens afetados transmitem um traço
dominante ligado ao X para todas as suas filhas e nenhum dos
seus filhos e as mulheres heterozigotas transmitem o traço
para metade de seus filhos e metade de suas filhas. Os traços
ligados ao Y surgem apenas nos homens e são transmitidos
do pai para todos os seus filhos. Assim, o exame genético
inclui diagnóstico pré-natal, triagem para alelos responsáveis
por doenças nos recém-nascidos, detecção de pessoas
heterozigotas para alelos recessivos e exame pré-sintomático
para a existência de um alelo responsável por doença em
pessoas de risco, esses dados são usados também para o
aconselhamento genético principalmente em indivíduos
que tem a doença, são portadores ou tem casos na familia.
Contudo, o desafio maior ainda é na interpretação dos testes
genéticos, uma vez que outros fatores estão associados como
múltiplas mutações, penetrância incompleta e influência dos
fatores ambientais.
 
 
38 | ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
Genética de populações
 População: Um conjunto de indivíduos da mesma espécie, que
ocupa o mesmo local apresentando continuidade no tempo e
cujos individuos possuem capacidade de se acasalarem ao acaso,
portanto, de trocar alelos entre si.
A variabilidade está presente na vida humana seja
por meio da variedade da cor dos olhos, cor do cabelo,
pigmentação da pele, altura, peso, características faciais,
tipos sanguíneos e susceptibilidade a doenças e distúrbios.
Parte dessa variação ocorre a nível molecular devido, em
parte, à redundância do código genético, que permite que
diferentes códons especifiquem o mesmo aminoácido. Assim,
dois membros de uma população podem produzir a mesma
proteina mesmo se suas sequências de DNA forem diferentes.
Sequências de DNA entre os genes e introns em genes não
codificam proteinas; parte da variação nestas sequências
também tem pouco efeito no fenótipo. Para entender a
variação genética dois conceitos precisam ser entendidos, a
saber frequência genotípica e alélica.
Frequência genotípica e alélica
A frequência genotípica é uma proporção ou uma
porcentagem, em geral expressa como uma fração decimal.
Por exemplo, se 30% dos alelos em um determinado locus
em uma população são A, diriamos que a frequência do
alelo A na população é 0,30. Para calcular uma frequência
genotípica, simplesmente somamos o número de indivíduos
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (39
 
com o genótipo e dividimos pelo número total de indivíduos
na amostra (N), conforme a fórmula abaixo:
 
número de indivíduos AA
 
 
AA) =AA) N
número de indivíduos Aa
Aa) =f(Aa) N
flaa) = número de indivíduos aa
 
N 
As frequências alélicas podem ser calculadas a
partir do (1) número ou das (2) frequências dos genótipos.
Para calcular a frequência alélica a partir dos números de
genótipos, contamos o número de cópias de um determinado
alelo encontrado em uma amostra e dividimos pelo número
total de todos os alelos na amostra: (25.2) Para um locus
com apenas dois alelos (A e a), as frequências dos alelos são
representadas pelos símbolos p e q e podem ser calculados
comose segue:
 
número de
cópias do alelo
número de cópias de
todos os alelos no locus
 Frequência de um alelo =
 
Para um locus com apenas dois alelos (A e a), as
frequências dos alelos são representadas pelos símbolos p e q
e podem ser calculados como se segue:
 
 
40 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
 
Em que nÃA, nÃa e naa representam os números de AA,
Aa e aa individuais e N representa o número total de indivíduos
na amostra. Para obter o número de cópias do alelo no numerador
da equação, adicionamos duas vezes o número de homozigotos
(porque cada um tem duas cópias do alelo para o qual a
frequência está sendo calculada) para o número de heterozigotos
(porque cada um tem uma única cópia do alelo). Dividimos por
2N porque cada indivíduo diploide tem dois alelos em um locus.
A soma das frequências alélicas é sempre iguala 1 (p+ q= 1),
então, após p ser obtida, q pode ser determinada pela subtração
q=1 —-p. Por outro lado, as frequências alélicas podem ser
calculadas a partir das frequências genotípicas. Este cálculo é
útil se as frequências genotípicas já estiverem calculadas e os
números de genótipos diferentes não estiverem disponíveis.
Frequências mendelianas
Para estudar as frequências mendelianas postulou-se o
teorema Hardy-Weinberg.
 
Teorema de Hardy-Weinberg: “Numa população mendeliana as
frequências alélicas e genotípicas permanecerão constante ao
longo das gerações se fatores como mutação, seleção, migração,
desvio meiótico e deriva genética não tiverem atuando sobre
essa população”.
 
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial | (41
 
Assim, esta lei nos diz que a reprodução sozinha não
produz evolução. São necessários outros processos, como
a seleção natural, mutação, migração ou acaso para que as
populações evoluam. Para determinar se os genótipos de
uma população estão no equilíbrio de Hardy-Weinberg, as
proporções genotípicas esperadas dentro da lei de Hardy-
Weinberg devem ser comparadas com as frequências
genotípicas observadas. Para tal, primeiro calculamos as
frequências alélicas, então encontramos as frequências
genotípicas esperadas ao usar o quadrado das frequências
alélicas e, finalmente, comparamosas frequências genotípicas
observadas e esperadas ao usar o teste qui-quadrado.
3.2.1 Fatores interferentes no equilíbrio
Alguns fatores podem interferir nesse equilíbrio, por
exemplo mutações, migrações, deriva genética e seleção
natural. Amutação é importante porque ajuda na variabilidade
genética, a migração ou fluxo genético é a entrada de genes
de outras populações, assim ela tem um efeito duplo: (1)
evita que populações se tomem geneticamente diferentes
uma da outra e (2) aumenta a variação genética dentro das
populações. A deriva genética é um mecanismo de evolução
no qual as frequências dos alelos de uma população se alteram
ao longo das gerações, devido ao acaso (erro de amostragem)
e a seleção natural ocorre quando os indivíduos com traços
adaptados produzem um número maior de descendentes do
que os produzidos por outros na população.
Assim, os quatro processos modificam as frequências
alélicas de uma população. Em alguns casos, estas mudanças
continuam até um alelo ser eliminado e o outro se tornar
fixo na população. A deriva genética e a seleção direcional
resultarão na fixação, desde que estas forças sejam as
únicas que atuem em uma população. Com as outras forças
evolutivas, as frequências alélicas mudam até alcançar um
ponto de equilíbrio e não há mudança adicional na frequência
 
TT
42 ) Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
alélica. Mutação, migração e algumas formas de seleção
natural podem levar aos equilíbrios estáveis. Diferentes
forças evolutivas afetam a variação genética dentro das
populações e a divergênciagenética entre as populações.
As forças evolutivas que mantêm ou reduzem a variação
genética incluem alguns tipos de seleção natural, como a
sobredominância, na qual ambos alelos são favorecidos. A
mutação e a migração também aumentam a variação genética
dentro das populações porque elas introduzem novos alelos
na população. As forças evolutivas que reduzem a variação
incluem a deriva genética, que reduz a variação pela fixação
dos alelos e algumas formas de seleção natural como a seleção
direcional. As várias forças evolutivas também afetam a
quantidade da divergência genética entre as populações. A
seleção natural aumenta a divergência entre as populações se
diferentes alelos forem favorecidos em diferentes populações,
mas ela também reduz a divergência entre as populações ao
favorecer o mesmoalelo nas diferentes populações. Amutação
quase sempre aumenta a divergência entre as populações
porque diferentes mutações surgem em cada população.
A deriva genética também aumenta a divergência entre as
populações porque mudanças nas frequências alélicas devido
à deriva são aleatórias e é provável que mudem nas diferentes
direções em populações separadas. A migração, por outro
lado, reduz a divergência entre as populações porque ela
torna a composição genética semelhante entre as populações.
A migração e a deriva genética atuam em direções opostas: a
migração aumenta a variação genética dentro das populações
e reduz a divergência entre as populações, enquanto a deriva
genética aumenta a variação genética dentro das populações
e aumenta a divergência entre as populações. A mutação
aumenta a variação dentro de populações e divergência entre
populações. A seleção natural pode aumentar ou reduzir a
variação entre as populações e pode aumentar ou reduzir a
divergência entre as populações. Um ponto importante a ter
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) E
 
em mente é que as populações reais são simultaneamente
afetadas por muitas forças evolutivas. Examinamos os efeitos
da mutação, migração, deriva genética e seleção natural no
isolamento de modo que a influência de cada processo estaria
clara. Entretanto, no mundo real, as populações são afetadas
por várias forças evolutivas ao mesmo tempo e a evolução
resulta da ação complexa de numerosos processos.
te ACESSE
 
Para entender os cálculos para a utilização desse teorema acesse
o artigo: Genética de Populações, disponível em: https:/bit.
Iy/2khGzgj].
 
A genética de populações examina a composição
genética de uma população e como esta pode mudar com
o tempo. A composição genética da população é descrita
por suas frequências genotípicas e alélicas. A lei de Hardy-
Weinberg aponta os efeitos da reprodução e das leis de Mendel
sobre as frequências alélicas e genotípicas de uma população.
Os pontos que podem causar alterações nesse equilíbrio são
mutação, migração e seleção natural.
O acasalamento não aleatório afeta as frequências dos
genótipos, mas não as frequências dosalelos, a endogamia, um
tipo de acasalamento preferencial, aumenta a frequência dos
homozigotos enquanto reduz a frequência de heterozigotos,
porém é prejudicial porque aumenta o surgimento de traços
recessivos letais e prejudiciais. A mutação, migração, deriva
genética e seleção natural podem mudar as frequências
alélicas. A mutação recorrente leva a um equilíbrio, com as
frequências alélicas sendo determinadas pelas taxas relativas
de mutação direta e reversa. A mudança pela mutação em
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (43
 
em mente é que as populações reais são simultaneamente
afetadas por muitas forças evolutivas. Examinamososefeitos
da mutação. migração, deriva genética e seleção natural no
isolamento de modo que a influência de cada processo estaria
clara. Entretanto, no mundo real, as populações são afetadas
por várias forças evolutivas ao mesmo tempo e a evolução
resulta da ação complexa de numerosos processos.
de ACESSE
 
Para entender os cálculos para a utilização desse teorema acesse
o artigo: Genética de Populações, disponível em: https://bit.
ly/2khGzgj].
 
A genética de populações examina a composição
genética de uma população e como esta pode mudar com
o tempo. A composição genética da população é descrita
por suas frequências genotípicas e alélicas. A lei de Hardy-
Weinberg aponta os efeitos da reprodução e das leis de Mendel
sobre as frequências alélicas e genotípicas de uma população.
Os pontos que podem causar alterações nesse equilíbrio são
mutação, migração e seleção natural.
O acasalamento não aleatório afeta as frequências dos
genótipos, mas não as frequências dosalelos, a endogamia, um
tipo de acasalamento preferencial, aumenta a frequência dos
homozigotos enquanto reduz a frequência de heterozigotos,
porém é prejudicial porque aumenta o surgimento de traços
recessivosletais e prejudiciais. A mutação, migração, deriva
genética e seleção natural podem mudar as frequências
alélicas. A mutação recorrente leva a um equilíbrio, com as
frequências alélicas sendo determinadas pelas taxas relativas
de mutação direta e reversa. A mudança pela mutação em
 
 
44 ) [ Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
uma única geração em geral é muito pequena porque as taxas
de mutação são baixas, a migração aumenta a quantidade de
variação genética dentro das populações e reduz o número
de diferenças entre as populações, a deriva genética aumenta
quando uma população composta por um pequeno número
de indivíduos é estabelecida por poucos fundadores, ou sofre
uma grande redução de tamanho, ela muda as frequências
alélicas, reduz a variação genética dentro das populações e
provoca divergência genética entre as populações, os efeitos
da seleção natural sobre a frequência alélica podem ser
determinados ao aplicar o modelo de seleção geral. A seleção
direcional leva à fixação de um alelo, a taxa de mudança na
frequência alélica devido à seleção depende da intensidade
da seleção, das relações de dominância e das frequências
iniciais dos alelos. Assim, a mutação e a seleção natural
podem produzir um equilíbrio, no qual o número de alelos
introduzidos pela mutação é balanceado pela eliminação dos
alelos pela seleção natural.
Técnicas de diagnóstico
Àprimeira etapa na análise molecular de umsegmento de
DNAou gene é isolá-lo do resto do DNAe fazer muitas cópias
de modo que possam ser feitas mais análises. O isolamento
e a ampliação do DNA exigem que ele seja combinado com
outras moléculas de DNA. Para tanto o primeiro passo é o
corte e união dos fragmentos de DNA.
Para que esse corte seja executado são usadas enzimas
de restrição, também chamadas de endonucleases de restrição,
as quais reconhecem e fazem cortes de fita dupla no DNAapós
o reconhecimento de sequências de nucleotídeos específicas.
As enzimas de restrição reconhecem e atuam sobre
sequências especificas de DNA, catalisando a destruição de
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (as
 
uma ligação fosfodiéster entre dois nucleotídeos consecutivos
ligados a determinadas bases. Após o corte produzem
extremidades coesivas, ou seja, extremidades complementares
a cada uma e podem parear espontaneamente para ligar
os fragmentos. Assim, os fragmentos de DNA podem ser
“colados”: dois fragmentos quaisquer rompidos pela mesma
enzima terão extremidades complementares e vão parear.
Ainda após o corte podem formar extremidades cegas, ou
seja, não possuem a capacidade de estabelecer entre si pontes
de hidrogénio por complementariedade de bases.
Figura 5: Enzimas de restrição e o seu ponto de corte
OD sure enerce de sem
como tirei agem cortes
desencortr ados no Ota
 
Ee “HE
a BH prod ando cetrrmutados
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a ma DD oca crema se mens
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Ing cestasads
Coste no esqueleso
de açucar fosfato
DO cores ro esqustem de
aqus totato om em
tragrerta Dode- vem
selados peis MA igme
 
———
46 ] ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Após o corte precisa-se responder três questionamentos:
A enzima de restrição cortou o DNA? O DNAfoi cortado em
quantos fragmentos? Quais são os tamanhos dos fragmentos
produzidos? Para respondera esses pontos é feita a eletroforese
em gel.
Eletroforese
A eletroforese é uma técnica que visa separar as
moléculas com base no seu tamanhoe carga elétrica. Existem
vários tipos diferentes de eletroforese, a eletroforese em gel
é usada para separar as moléculas de DNA. Um gel poroso
preparado a partir de agarose (um polissacarídio isolado das
algas) é colocado em uma solução tampão e transferido para
um molde de plástico. À medida que ele esfria, a agarose
solidifica, fazendo com que o gel fique similar a uma gelatina
dura. São feitos pequenos poços em uma extremidade do
gel para manter as soluções dos fragmentos de DNA e uma
corrente elétrica passa pelo gel.
Como o grupo fosfato de cada molécula de DNA tem
carga elétrica negativa, os fragmentos de DNA migram para
a extremidade positiva do gel. Nesta migração, o gel poroso
funciona como uma peneira, separando os fragmentos de
DNA por tamanho. Os pequenos fragmentos de DNA migram
mais rapidamente do que os maiores, e com o passar do
tempo, os fragmentos se separam com base no seu tamanho.
Os fragmentos de DNA de tamanho conhecido (padrões de
tamanhos) são colocados em outro poço. Ao comparar a
distância de migração de fragmentos desconhecidos com a
distância viajada pelos padrões de tamanho, umanalista clínico
e/ou pesquisador pode determinar o tamanho aproximado dos
fragmentos desconhecidos.
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ] (47
 
Os fragmentos de DNA ainda são muitos pequenos para
serem visualizados, então é necessário resolver a questão de
visualizar o DNA. E possível visualizar de várias formas.
O procedimento mais simples é corar o gel com umcorante
específico para os ácidos nucleicos, como o brometo de
etídio, que penetra firmemente (intercala) entre as bases
de DNA e fluoresce quando exposto à luz UV, produzindo
bandas brilhantes no gel. Por outro lado, os fragmentos de
DNA podem ser visualizados ao adicionar um marcador ao
DNA antes de colocá-los no gel.
Por exemplo, marcadores químicos podem ser
detectados ao adicionar anticorpos ou outras substâncias que
carreiam um corante e se fixarão ao DNA em questão, que
pode ser visualizado diretamente.
Figura 6: Eletroforese em gel de DNA
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Fonte: Autor
 
 
48 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
 
No entanto, após a separação das bandas no gel de
eletroforese surgem inúmeras bandas de DNA, porém nem
todas as bandas são carreadoras específicas de um gene.
Assim, como é possível localizar os fragmentos desejados
nessa mistura de DNA? Podem ser utilizadas algumas
técnicas, a exemplo o Southern blotting.
 O Southem blotting é uma técnica usada para transferir osfragmentos de fita única, desnaturados, de um gel para um
meio sólido permanente. Após os fragmentos de DNA de fita
única serem transferidos, a membrana é colocada em uma
solução de hibridização de uma sonda marcada. A sonda se
ligará a qualquer fragmento de DNA na membrana que tenha
as sequências complementares. Uma sonda se liga apenas a
uma parte do fragmento de DNAe então este fragmento pode
ter sequências não encontradas na sonda, após a membrana é
lavada para remover qualquer sonda não ligada, e um método
bioquímico revela a presença de sonda ligada.
 
 
 
 —Toeenética no diagnóstico laboratorial
)
(49
Figura 7: Southen blotting
—
— 
 
 
so | (Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
Reação de cadeia em polimerase (PCR)
Outra técnica que pode ser usada é a reação de cadeia
em polimerase (PCR). Como cada gene é raro, ele deve ser
isolado e amplificado antes que possa ser estudado. Abase da
PCR é a replicação catalisada por uma DNA polimerase. A
replicação neste caso tem duas exigências essenciais: (1) um
molde de DNAa partir do qual uma nova fita de DNApode ser
copiada e (2) um par de iniciadores ou primers com um grupo
3'-OH ao qual podem ser adicionados novos nucleotídeos.
Como uma molécula de DNA tem duas fitas de nucleotídeos,
cada uma pode servir como molde e a quantidade de DNA
dobra em cada evento de replicação. Os primers usados na
PCR para replicar os moldes são fragmentos curtos de DNA,
em geral de 17 a 25 nucleotídeos, que são complementares a
sequências conhecidas no molde.
Para a realização dessa técnica, a primeira etapa é uma
solução que inclui o DNA-alvo, a DNA polimerase, todos
os quatro trifosfatos de desoxirribonucleosídio (dNTPs, os
substratos para a DNA polimerase), primers e íons magnésio
e outros sais necessários para a reação. Uma típica reação
em cadeia da polimerase inclui três etapas. Na etapa 1,
uma solução inicial de DNA é aquecida entre 90º e 100ºC
para romper as pontes de hidrogênio entre as fitas e produz
os moldes de fita única necessários. A mistura reacional é
mantida nesta temperatura por apenas um minuto ou dois. Na
etapa 2, a solução de DNAé resfriada rapidamente entre 30º e
65ºC e mantida a esta temperatura por um minuto ou menos.
Durante este curto intervalo, as fitas de DNA não têm
chance de se reunir, mas os primers serão capazes de se fixar
às fitas molde. Na etapa 3, a solução é aquecida por um minuto
ou menos a 72ºC, a temperatura na qual a DNA polimerase
consegue sintetizar novas fitas de DNA. No final do ciclo,
duas moléculas de DNA de fita dupla novas são produzidas
para cada molécula original do DNA-alvo. O ciclo inteiro é
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial ) (si
 
repetido. Comcada ciclo, a quantidade de DNA-alvo dobra,
então a quantidade de DNA-alvo aumenta geometricamente.
Uma molécula de DNA aumenta em mais de 1.000 moléculas
em 10 ciclos de PCR, para mais de 1 milhão de moléculas em
20 ciclos e em mais de 1 bilhão de moléculas em 30 ciclos.
Cada ciclo é completado dentro de alguns minutos, então
pode ser obtida uma grande amplificação de DNA dentro de
algumas horas.
Figura 8: Como ocorre a reação de cadeia em polimerase
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Fonte: Wikimedia Commons
No entanto, existem limitações na técnica de PCR,
por exemplo, requer o conhecimento prévio de pelo menos
parte da sequência do DNA-alvo para permitir a construção
dos primers. Segundo a capacidade da PCR em amplificar
quantidades muito pequenas de DNA torna a contaminação
um problema grave. Quantidades mínimas de DNA da pele
dos funcionários do laboratório ou pequenas partículas no ar
podem entrar no tubo de reação e ser amplificadas com o DNA-
alvo. São necessários cuidados na execução da técnica, além
de protocolos bem estabelecidos e salas separadas de extração
de DNAe de análise, além do uso de controles para contornar
este problema. Uma terceira limitação da PCR é a acurácia.
Diferente das outras DNA polimerases, a Taq polimerase
 
 
s2 ) ( Citogenética no diagnóstico laboratorial
 
sob as condições da PCR, ela incorpora um nucleotídeo
incorreto a cada 20.000 pares de bases. Foram isoladas novas
DNA polimerases estáveis sob calor com a capacidade de
revisar, dando mais precisão aos resultados da PCR.Aaplicação
básica de PCR é uma ferramenta de Biologia Molecular. Outra
aplicação comum da PCR é identificar a variação genética em
populações naturais. A PCR também permite o isolamento do
DNAdefontes ancestrais, como DNAde neandertais. É comumusar esta ferramenta para amplificar pequenas quantidades de
DNA de cenas de crime e identificar a fonte de uma amostra de
DNA por meio de detecção da variação microssatélite.
O uso de sequências de DNA para identificar pessoas é
chamado de fingerprinting do DNA ou perfil de DNA. Como
alguns pares do genoma são muito variáveis, a sequência de
DNA de cada pessoa é única e, como uma impressão digital
tradicional, fornece uma característica distinta que permite a
identificação.
Atualmente, a maior parte do fingerprinting do DNA
utilizam microssatélites ou repetições curtas em tandem
(STRs), que são sequências de DNA muito curtas repetidas em
tandem. Estas sequências repetidas são encontradas em muitos
loci pelo genoma humano. As pessoas apresentam variação
no número de cópias de sequências repetidas que elas têm em
cada locus. As STRs são detectadas com PCR, usando primers
que flanqueiam as repetições microssatélites de modo que um
fragmento de DNA com as sequências repetidas é amplificado.
O comprimento do segmento amplificado depende do número
de repetições; o DNA de uma pessoa com mais repetições vai
produzir um segmento amplificado maior que o DNA de uma
pessoa com poucas repetições.
Os primers usados na reação de PCR são marcados com
um marcador fluorescente de modo que os fragmentos de DNA
resultantes possam ser detectados com um laser. Primers de
diferentes loci de STR são marcados com diferentes primers
 
 
Citogenética no diagnóstico laboratorial) (53
 
coloridos, então podem ser diferenciados produtos de diferentes
tamanhos de diferentes loci. Após a PCR, os fragmentos são
separados emum gel ou por máquina de eletroforese capilar. Na
eletroforese capilar, a presença de cada fragmento é detectada
à medida que ele migra pelo laser e um computador então
calcula o tamanho de cada fragmento com base na sua taxa de
migração. Os fragmentos são representados como picos em um
gráfico; a distância no eixo horizontal representa o tamanho do
fragmento, enquanto a altura do pico representa a quantidade
de DNA. Os homozigotos para um alelo STR têm um único
pico alto, os heterozigotos têm dois picos mais baixos. Quando
são examinados vários loci microssatélites diferentes, a
probabilidade de que duas pessoas tenham o mesmo conjunto
de padrões se torna muito menor, exceto que sejam gêmeos
idênticos.
As endonucleases de restrição são enzimas que fazem
cortes de fita dupla no DNA em sequências de base específicas.
Os fragmentos de DNA podem ser separados com o uso de
eletroforese em gel e visualizadosao corar o gel comum corante
específico para os ácidos nucleicos ou marcar os fragmentos
com marcadores radioativos ou químicos. A reação em cadeia
da polimerase é um método para amplificar enzimaticamente
o DNA sem clonagem. Uma solução contendo DNA é
aquecida, as duas fitas de DNA se separam e são rapidamente
resfriadas, permitindo que os primers se prendam ao DNA
molde. A solução é aquecida novamente e a DNA polimerase
sintetiza novas fitas a partir dos primers. Cada vez que o ciclo
é repetido, a quantidade de DNA dobra, a hibridização in situ
pode ser usada para determinar a localização cromossômica de
um genee a distribuição do mRNAproduzido por um gene. As
repetições curtas tandem (STRs) e os microssatélites são
usados para identificar as pessoas por meio de suas sequências
de DNA (fingerprinting do DNA).