Bases moleculares das doenças genéticas

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Bases moleculares das doenças genéticas
- Hemoglobinopatias
- Doença molecular: alteração herdada ou adquirida que afeta um gene. Essa alteração pode ser no DNA de um gene essencial ou ocasionalmente de RNAnc (não codificante)
- Efeitos das mutações sobre a função proteica podem ser: perda de função, ganho de função, novas propriedades ou expressão gênica heterocrômica ou ectópica
1) Perda de função:
- Pode acontecer por alteração na sequência nucleotídica, devido a substituições, deleções, inserções ou rearranjos
- Ex.: alfa-talassemia (deleção no gene da alfa-globina)
- A severidade da doença está relacionada com a quantidade da função perdida 
2) Ganho de função:
- ‘Mais’ não é necessariamente melhor
- Mutações que aumentam a produção de proteína normal: proteína está normalmente presente, geralmente resultante de aumento de dosagem gênica (ex.: trissomia do 21)
- Mutações que intensificam uma função normal de uma proteína: intensifica a função da proteína. Ex.: mutação missense, cria a hemoglobina Kempsey Hb permanece no seu estado de alta afinidade por O2, reduzindo a distribuição de O2 para os tecidos
3) Novas Propriedades:
- Mudança na sequência de aminoácidos conferem novas propriedades a uma proteína, sem necessariamente alterar suas funções normais
- Ex.: anemia falciforme mutação não tem efeito no transporte de O2 pela hemoglobina. Quando está desoxigenada, as cadeias da hemoglobina falciforme se agregam e causam deformação das hemácias 
4) Expressão gênica heterocrômica ou ectópica
- Expressão inapropriada do gene no momento errado (heterocrônica) e/ou no local errado (ectópica) 
- Geralmente em regiões reguladoras do gene 
- Ex.: câncer – expressão de oncogene em células onde normalmente não é expresso
 Relação entre genótipo e fenótipo nas doenças genéticas
· Heterogeneidade alélica:
- Mutações diferentes acontecendo em um locus específico, que resultam no mesmo fenótipo, de diferentes gravidades
-Ex.: Fibrose-cística 
· Heterogeneidade do lócus:
- Mutações em locus diferentes podem causar o mesmo fenótipo
- Ex.: Hiperfenilalaninemia 
· Heterogeneidade clínica ou fenotípica 
- Diferentes mutações em um gene, resultando em fenótipos distintos
- Ex.: Anemia falciforme e beta-talassemia (resultam de diferentes mutações no gene da beta-globina)
 Hemoglobinopatias
- Hemoglobina: proteína responsável pelo transporte de O2 dos pulmões para os tecidos, pelos glóbulos vermelhos
- Cada molécula de Hb tem 4 subunidades: 2 alfa-globina + 2 beta-globina
- Tipos:
- A expressão da globina altera com o desenvolvimento = globin switching
 Regulação da expressão da B-Globina:
- Grupo de pacientes com genes intactos, mas que não expressavam a B-globina
- Apresentavam deleção a montante do complexo B-globina
- LCR = região controladora do locus, necessária para expressão de todos os genes da B-globina. Sem essa região, não há expressão
 Dosagem gênica, expressão de globinas e doença clínica
- Mutações na B-globina comumente causam mais doença que mutações na alfa-globina:
- Única mutação na B – afeta 50% das cadeias B
- Única mutação a alfa – afeta 25% das cadeias alfa
- Mutações na B-globina não tem consequências pré-natais:
- Gama-globina é a principal tipo beta antes do nascimento
- Hemoglobinopatias:
- Variantes estruturais:
1) Causam anemia hemolítica
- Tornam o tetrâmero da hemoglobina instável 
- Ex.: Anemia Falciforme:
- Hemácias em forma de foice em condições de baixa pressão do oxigênio
- Alteração no sexto aminoácido da B-globina (ácido glutâmico vira valina) 
- Autossômica recessiva
- Normais na capacidade de ligação ao oxigênio 
- Em baixas tensões de O2 a HbS se agrega em polímeros
- Esses bastões distorcem para o formado de foice e bloqueiam o fluxo sanguíneo, podendo ocasionar o rompimento da hemácia com liberação do Hb livre
- Altos níveis de HbF (hemoglobina fetal) do paciente então associados com enor morbidade e mortalidade
- Potencial Terapêutico: suprimir modificadores genéticos com BCLIIA (gene), que silencia expressão da gama-globina
 Hemoglobinas instáveis:
- Mutações pontuais que causam desnaturação do tetrâmero de Hb
- Tetrâmeros insolúveis se depositam formando inclusões (corpos de Heinz)
- Danificam a membrana da hemácia
2) Transporte de oxigênio alterado
- Pode apresentar aumento ou diminuição da afinidade pelo oxigênio 
- Raras
- Afetam a capacidade da hemoglobina transportar oxigênio 
- Mutação impedindo uma função proteica 
· Meta-hemoglobina:
- Incapaz de oxigenação reversível – acúmulo leva a cianose
- Resultado da oxidação espontânea do ferro do grupo heme
- A mantenção do ferro no estado reduzido papel da meta-hemoglobina redutase
- Mutações que afetam a ação da meta-Hb redutase leva ao aumento da Meta-Hb. Ex.: HB Hyde Park (HbM)
· Hb com afinidade alterada pelo oxigênio: 
- HbA movimentação significativa entre as cadeias quando muda do estado oxigenado (relaxado) para desoxigenado (tenso)
- Mutações que alteram essa movimentação entre as cadeias, ‘bloqueia’ a Hb no seu estado de alta afinidade = reduz a distribuição de oxigênio. Causa policitemia (aumento da quantidade das hemácias). Ex.: Hb Kempsey 
3) Mutação na região codificante
- Reduzem a abundância da globina 
- Causam talassemias: um desequilíbrio na síntese da cadeia de globina:
- Grupo heterogêneo de doenças da síntese de hemoglobina
- Desequilíbrio na razão de cadeias alfa:beta
- Cadeia que é produzida a uma taxa normal fica em excesso
- Excesso eventualmente precipita na célula danificando a membrana e levando à destruição das hemácias 
· As alfa-talassemias
- Causa doenças intrauterinas e pós-neonatais 
- Completamente ineficazes como transportadoras de O2
- Hipóxia intrauterina severa (Hb de Bart)
- Inclusões de HbH em hemácias maduras – destruição das hemácias 
- Deleção em genes de alfa-globina (pareamento incorreto dos homólogos): pareamento homólogo e crossover desigual essa consequente recombinação pode gerar a perda de um gene alfa, ou o indivíduo pode ter genes triplos 
· As beta-talassemias
- Decréscimo na produção de beta-globina, tal que o indivíduo terá formação de tetrâmero instável 
- Anemia hipocrômica (diminuição na taxa de hemoglobina)
- Anemia microcítica (hemácias menores)
- Excesso de cadeia alfa (insolúveis, precipitando) 
- Não é aparente até poucos meses após o nascimento
- Normalmente resultado de substituição de um único par de bases (não de deleções, como em alfa)
- Indivíduos com dois alelos mutados = talassemia maior 
- Tratamento consiste na correção da nemia, transfusões sanguíneas e administração de agentes quelantes (excesso de ferro) 
- Portadores de um alelo mutante = talassemia menor (clinicamente normais):
- Anemia leve, hemácias hipocrômicas e microcíticas 
- Diagnóstico pela eletroforese de Hb – aumento no nível de HbA2 
- Sintomas da Talassemia: falta de apetite, palidez, irritabilidade, resposta imune fraca, atraso no crescimento e sonolência 
 Nem toda anemia hipocrômica microcítica é anemia ferropriva, pode ser talassemia