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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS NATURAIS GENÉTICA HUMANA Paula Angélica Roratto Página 1 Questão 1: O que são mutações não sinônimas e porque elas estão relacionadas com as doenças genéticas? Questão 2: Qual a consequência estrutural e funcional, para uma proteína, quando uma mutação no DNA é designada como sem sentido? Questão 3: Descreva o que são alelos, sob o aspecto estrutural e funcional. Questão 4: Alelos de um gene distinguem-se pela constituição de bases (nucleotídeos) e pelo efeito causado pelas respectivas proteínas codificadas por eles. Quando dois alelos distintos estão presentes no genótipo de um indivíduo (heterozigoto) o fenótipo pode ser correspondente a apenas um dos alelos (o dominante). Explique porque, em grande parte dos casos, um dos alelos é causador de uma doença, mas o heterozigoto é um indivíduo normal. Questão 5: A respeito da questão anterior, como este tipo de doença é classificada (recessiva, dominante, dominância incompleta)? Qual deve ser o genótipo das pessoas afetadas e por quê? Questão 6: Como é possível explicar a existência de doenças de herança dominante (Dominância Completa Negativa), se indivíduos heterozigotos afetados apresentam uma cópia do alelo normal? Questão 7: O que ocorre em heterozigotos quando, em certas doenças, o produto do alelo normal não é suficiente para garantir o funcionamento correto do organismo, porém a cópia mutante não compromete o funcionamento da cópia normal? Cite um exemplo. Questão 8: Sempre que se descreve uma mutação em um gene, relacionada a uma doença, o alelo normal é o mais comum na população e o alelo que sofreu alteração genética é denominado mutante. O que define que o alelo mutante será recessivo em relação ao normal? [Explique, referindo-se ao efeito do produto proteico deste gene] Questão 9: A hipolactasia congênita é um erro inato do metabolismo no qual o indivíduo não produz lactase funcional desde o nascimento. O alelo causador da doença sofreu uma mutação (A→T) no DNA, gerando um stop códon no mRNA, o que caracteriza uma mutação ___(1)___. Sendo uma doença autossômica recessiva, o alelo normal é considerado ___(2)___, pois as pessoas heterozigotas são ___(3)___. Assinale a alternativa que preenche corretamente os espaços numerados: a) (1) sinônima; (2) dominante; (3) normais. b) (1) sem sentido; (2) dominante; (3) normais. c) (1) não sinônima; (2) recessivo; (3) normais. d) (1) sem sentido; (2) dominante; (3) afetados. e) (1) não sinônima; (2) recessivo; (3) afetados. Questão 10: A fenilcetonúria é um distúrbio metabólico caracterizado pelo acúmulo do aminoácido fenilalanina no organismo que, não tratado, pode causar retardo mental no desenvolvimento da criança. A disfunção metabólica se deve à inatividade da enzima fenilalanina hidroxilase (PHA), responsável pelo metabolismo da fenilalanina. Os indivíduos afetados pela fenilcetonúria são homozigotos para o alelo mutante do gene da PHA. 10.1) Qual é a relação de dominância/recessividade entre os alelos normal e mutante de PHA? 10.2) Uma pessoa heterozigota seria normal ou afetada? EXERCÍCIO I: Ação gênica e Herança das doenças, Erros Inatos do metabolismo, Heterogeneidade genética, Patologia Molecular. Paula Angélica Roratto Página 2 Questão 11: A Síndrome de Ehlers-Danlos é um distúrbio autossômico dominante no qual os indivíduos apresentam elasticidade na pele e hipermobilidade nas articulações, devido a um defeito na produção das fibras de colágeno (mutação no gene COL 1A1). Em se tratando se uma doença autossômica dominante, é possível afirmar que um indivíduo heterozigoto para os alelos normal e mutante do gene COL 1A1 é [NORMAL / AFETADO]. Neste sentido, o alelo que produz a proteína do colágeno 1 normal é considerado [DOMINANTE / RECESSIVO], porque... Circule a opção correta nas palavras entre [] e complete a frase, explicando a sua opção. Questão 12: A mutação que causa a fibrose cística envolve a deleção de 3 nucleotídeos no DNA. Explique porque este tipo de mutação causa a perda de apenas um aminoácido. Questão 13: A Talassemia é um distúrbio genético no qual ocorre um defeito na produção das hemoglobinas do sangue. Uma das mutações que pode causar talassemia é deleção de apenas um nucleotídeo no DNA. Quais as consequências dessa mutação, para o mRNA e principalmente, para a proteína? Questão 14: Sabendo que a fibrose cística é uma doença autossômica recessiva, explique qual o genótipo dos pais normais que geram uma criança afetada pela doença, bem como o genótipo da criança, e demonstre o cruzamento com o diagrama de Punnett ou genealogia. (Utilize os símbolos F e f para designar os alelos) Questão 15: A fenilcetonúria é uma doença causada por uma mutação no gene que produz a enzima PHA (fenilalanina hidroxilase), de modo que a enzima não funcional produzida pelo alelo mutante não possui a capacidade de metabolizar a fenilalanina. Sabendo que se trata de uma doença autossômica recessiva, complete a legenda abaixo, indicando qual alelo é o normal e qual é o mutante, e descreva o fenótipo dos indivíduos que possuem os genótipos PP, Pp e pp: Alelo P: Alelo p: Indivíduo PP: Indivíduo Pp: Indivíduo pp: Questão 16: Explique o fenótipo do heterozigoto que você respondeu na questão anterior. Porque ele possui este fenótipo tendo ambos os alelos, o normal e o mutante? Questão 17: Indivíduos que possuem intolerância a lactose primária congênita, ou seja, aqueles que nunca podem ingerir lactose, desde seu nascimento, não produzem a enzima lactase normal. a) Por que a mutação que causa a intolerância a lactose primária congênita é denominada sem sentido? b) Sendo uma doença autossômica recessiva, qual o genótipo do indivíduo afetado? (Utilize os símbolos L e l) c) Que tipos de lactase um indivíduo heterozigoto para esta mutação (Ll) está produzindo em seu intestino e qual o efeito de ser heterozigoto em seu fenótipo (é normal ou afetado)? Questão 18: A hipercolesterolemia familial é uma doença autossômica considerada de Dominância Incompleta. Descreva qual o alelo normal e qual o mutante na legenda abaixo, e os fenótipos relacionados aos genótipos para o gene do receptor do LDL, o qual gera a doença hipercolesterolemia quando mutando: Alelo H1: Alelo H2: Indivíduo H1H1: Indivíduo H1H2: Indivíduo H2H2: Paula Angélica Roratto Página 3 Questão 19: Explique porque, nas doenças ligadas ao sexo, os indivíduos do sexo masculino são mais frequentemente afetados. Questão 20: Demonstra, através de cruzamentos com o diagrama de Punnett, as possibilidades de: a) Um casal ter filhos afetados por uma doença recessiva ligada ao sexo, quando o homem é afetado (XdY) e a mulher é normal (XDXD). b) Um casal ter filhos afetados por uma doença recessiva ligada ao sexo, quando o homem é normal (XDY) e a mulher é normal heterozigota (XDXd). c) Um casal ter filhos afetados por uma doença recessiva ligada ao sexo, quando o homem é normal (XDY) e a mulher é afetada (XdXd). d) A respeito da herança recessiva ligada ao sexo, o que é possível concluir sobre as frequências de indivíduos afetados em ambos os sexos? Questão 21: A diabetes congênita é raríssima e pode ser causada por mutações no gene da insulina, bem como em mutações no gene que codifica para o receptor da insulina, entre outros. Considerando que os sintomas, nas duas situações, são os mesmos, estas duas mutações representam um caso de heterogeneidade ______________ porque... (explique) Questão 22: Explique porque a Talassemia é uma doença na qual se observa tanto heterogeneidade alélica quanto gênica (consulte os slides da aula, não precisa decorar as mutações da Talassemia). Questão 23: O Raquitismo hipofosfatêmico é uma doença ocasionada pela hipofosfatemia (baixa concentração de fósforo na circulação), podendo ser causado por mutaçõesem vários genes que produzem proteínas envolvidas na reabsorção de fósforo. 23.1) Um destes genes é o PHEX, localizado no cromossomo X, cujo alelo normal é haploinsuficiente. Neste caso, que tipo de herança é esperada para o Raquitismo hipofosfatêmico causado por uma mutação no gene PHEX? 23.2) Uma mutação no gene DMP1, cujo alelo normal é haplossuficiente, também causa Raquitismo hipofosfatêmico, de modo que a herança é do tipo autossômica recessiva. Que tipo de heterogeneidade explica o fato de uma determinada doença apresentar diferentes formas de herança? Explique Questão 24: Explique do que se trata a heterogeneidade fenotípica, onde ocorrem as mutações e porque as diferentes proteínas mutantes resultam em fenótipos distintos. Questão 25: Tanto a dominância incompleta quanto a heterogeneidade fenotípica podem gerar indivíduos afetados por uma mesma doença de forma mais leve ou mais grave. Como diferencias as formas leve e grave de uma doença, em relação à dominância incompleta e à heterogeneidade fenotípica? Questão 26: Tome os símbolos I e F para designar os genes I e F, e invente os seus respectivos alelos e genótipos para ilustrar as situações de Dominância Incompleta (gene I) e Heterogeneidade fenotípica (gene F) descritas na questão anterior. Questão 27: Do que se trata um genótipo heterozigoto composto e de que forma este conceito está relacionado com a heterogeneidade genética? Questão 28: De que modo a heterogeneidade gênica contribui na interpretação de diferentes formas de herança observadas para a mesma doença genética? Questão 29: O que define, em nível molecular, se um alelo mutante é dominante ou recessivo? Paula Angélica Roratto Página 4 Questão 30: Em qual situação uma mutação do tipo “perda de função” pode levar a uma herança dominante? Questão 31: Na questão 28 foi mencionada a observação de padrões de herança distintos (dominante/recessivo) em função da heterogeneidade gênica. É possível observar padrões de herança diferentes (dominante/recessivo) por mutações no mesmo gene (heterogeneidade alélica)? Explique.
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