Genetica

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Os ácidos nucleicos: DNA e RNA
As diversas expressões dos genes são estudadas pela
genética. Embora nossos genes tenham sido herdados
de nossos genitores, eles podem sofrer mudanças ao
longo de nossa vida. Logo, pode-se concluir que tudo o
que é hereditário é genético, mas nem sempre o que é
genético é hereditário.
Mas, afinal de contas, o que é um gene? Uma definição
mais moderna de gene é: segmento de DNA que
transcreve um RNA específico. Obviamente, para
compreender de modo mais claro este conceito, são
necessárias algumas explicações sobre DNA, RNA e
transcrição. Vamos a elas
Analogia – célula
Analogia – núcleo
Analogia – cromossomo
Cromossomos não saem do núcleo
Analogia – gene
Gene – cada gene tem seu lugar específico dentro de
um determinado cromossomo.
Descoberta da estrutura do DNA (1954)
Watson & Crick
Cristalografia de raios X do DNA
Representação da dupla hélice
1) Estrutura geral do DNA
O DNA (ácido desoxirribonucleico) é uma grande
molécula composta de dois filamentos (ou fitas) que são
mantidos emparelhados graças a ligações de hidrogênio
ocorridas entre bases nitrogenadas vizinhas. Estas
ligações são específicas: adenina (A) se liga à timina (T)
e citosina se liga à citosina (C). Portanto, se uma das
fitas é composta pela sequência ATTCGTCAT, a outra fita,
que se mantém emparelhada a esta, apresenta a
sequência TAAGCAGTA
Subunidade do DNA: nucleotídeo
Ligação das 2 fitas por pontes de hidrogênio
● Ligação pelas bases nitrogenadas.
● Ligação por pontes de hidrogênio.
● Adenina com Timina (A=T).
● Citosina com Guanina (C≡G).
Duplicação do DNA
A dupla fita se abre.
E a fita antiga é usada como molde.
Pela propriedade de A (Adenina) se ligar a T (Timina).
Pela propriedade de C (Citosina) se ligar a G (Guanina).
Ao final da duplicação, teremos duas duplas fitas iguais.
Mutações
Definição: qualquer alteração permanente do DNA.
Principais tipos: substituição de nucleotídeo(s),
deleções e inserções.
Mutações podem ser espontâneas (maquinaria celular
erra) ou induzidas, provocadas por radiações ionizantes
ou agentes químicos.
Estrutura do RNA
2) Estrutura geral do RNA
O RNA (ácido ribonucleico) apresenta constituição
química semelhante ao DNA. Duas diferenças
importantes são: o RNA apresenta a base nitrogenada
uracila (U) ao invés de timina, e é composto de apenas
um filamento.
O RNA é produzido pelo DNA, e este processo é
denominado transcrição, em que um dos filamentos do
DNA serve de molde a partir do qual será transcrito o
RNA. Se o filamento-molde de DNA tem a sequência de
bases ATTCGTCAT, o RNA transcrito terá a sequência
UAAGCAGUA.
I – Cromossomos, locos, alelos e genótipos
O DNA fica armazenado no núcleo das células em uma
estrutura denominada cromossomo. Há apenas um
DNA por cromossomo. Nas células humanas existem, ao
todo, 46 cromossomos, com exceção dos óvulos e
espermatozoides, que possuem apenas 23
cromossomos.
Durante a fecundação, ocorre a junção dos 23
cromossomos do óvulo com os 23 do espermatozoide,
originando o zigoto, que é a primeira célula de um novo
indivíduo. O zigoto, portanto, terá 23 pares de
cromossomos, e, durante o desenvolvimento, irá
originar todas as células que constituem o organismo
(células somáticas).
Estima-se que existam cerca de 35 mil genes
distribuídos nos cromossomos humanos. A posição
cromossômica exata em que se situa cada um desses
genes é denominada loco gênico. Sendo assim, cada
loco gênico é caracterizado por uma sequência de bases
nitrogenadas.
Em diferentes pessoas, a sequência de bases
nitrogenadas de certo loco pode conter pequenas
variações em sua composição, originadas por mutação
gênica. Atribui-se o nome de alelos a essas sequências
de bases nitrogenadas ligeiramente diferentes umas das
outras. Os geneticistas costumam identificar essas
variações gênicas por letras. Por exemplo, se
identificarmos o alelo não mutante pela letra maiúscula
A, podemos identificar o alelo mutante pela letra
minúscula a.
Uma pessoa pode herdar um cromossomo paterno
contendo o alelo A e um cromossomo materno
contendo o alelo a. Neste caso, diríamos que a
combinação de alelos, ou seu genótipo, seria Aa.
Embora pudesse ser também AA ou aa. O genótipo
composto por dois alelos idênticos é denominado
homozigoto, ao passo que o genótipo composto por
alelos diferentes entre si é heterozigoto.
EXERCÍCIO
1) O curso clínico da doença de Tay-Sachs é
particularmente trágico. Os lactentes afetados parecem
normais até 3 a 6 meses de idade, e aí sofrem
deterioração neurológica progressiva até a morte aos 2
a 4 anos. A mutação que origina a doença já foi
identificada, e está esquematizada a seguir:
Sobre o alelo de Tay-Sachs:
I. A proteína fabricada por este alelo será diferente
daquela produzida pelo alelo normal.
II. O RNA produzido por este alelo será diferente
daquele produzido pelo alelo normal.
III. Este alelo foi originado pela adição de 4 aminoácidos
à sequência normal do DNA.
IV. O alelo mutante apresenta uma sequência de bases
nitrogenadas diferente do alelo normal.
V. Este alelo foi originado por um processo de mutação
ocorrido no alelo normal.
São afirmações verdadeiras:
a) I, II, III.
b) II, IV, V.
c) I, II, IV, V.
d) I, III, IV.
e) I, II, III, V.
Formação do RNA: transcrição
Para iniciar o processo de formação do RNA,
primeiramente a dupla fita de DNA se abre.
E uma das fitas é usada como molde, formando uma fita
simples.
A se liga ao U (Uracila).
T se liga ao A.
C se liga ao G.
G se liga ao C.
Formação da fita simples de RNA
Código genético
Tabela toda é o código genético, em que a cada 3
nucleotídeos, que chamamos de Códon, corresponde
um aminoácido específico.Os aminoácidos são as
subunidades das proteínas.
Tradução: formação de proteína
A sequência de bases nitrogenadas do filamento molde
de um segmento de DNA é
TTTCCGAAT. Logo, o RNA transcrito por esse segmento
será:
a) TTTCCGAAT.
b) AAAGGCTTA.
c) UUUCCGAAU.
d) AAAGGCUUA.
e) AUUCGGAAA.
A síntese de proteínas
Conforme já mencionado, a transcrição é processo de
produção de RNA a partir de uma fita-molde de DNA.
Há três tipos diferentes de RNA: RNA-mensageiro
(RNA-m), RNA-ribossômico (RNA-r) e RNAtransportador
(RNA-t). Estas moléculas de RNA trabalham em
conjunto para a fabricação de uma proteína específica,
fenômeno conhecido como tradução. Durante a
tradução, os aminoácidos transportados pelo RNA-t
serão interligados no interior do ribossomo, uma
organela celular. A interligação em cadeia de várias
moléculas de aminoácidos resultará na proteína final.
Há vinte tipos diferentes de aminoácidos que entram na
composição de proteínas. As proteínas diferem entre si
pela quantidade, tipos e sequência de aminoácidos. O
que define essas características proteicas é a
composição de bases nitrogenadas do RNA-m. A
equivalência entre a composição de bases nitrogenadas
do RNA-m e os aminoácidos que irão formar a proteína
final recebe o nome de código genético. A tabela
fornecida abaixo ilustra algumas destas correlações
existentes no código genético
Portanto, se a sequência de bases nitrogenadas do
RNA-m for AUGAUGUUU, a sequência equivalente
de aminoácidos na proteína produzida será
MET-MET-FEN.
Existem milhares de proteínas diferentes no corpo
humano. Podemos citar, como exemplo, os anticorpos
(proteínas de defesa), a hemoglobina (proteína que
transporta oxigênio no sangue) e a pepsina (enzima
digestória estomacal). Cada uma delas é produzida
seguindo essa regra básica da tradução.
É importante lembrar que a informação para produzir
cada proteína corresponde a uma sequência de bases
do RNA-m, e que essa sequência de bases do RNA-m foi
produzida tendo como molde um filamento específico
de DNA. Logo, pode-se afirmar que a molécula de DNA
contém as informações necessárias para a produção de
todas as proteínas que constituem o organismo. A este
conjunto de informações, damos o nome de genoma
Conceitos básicos
Algumas informaçõessão básicas, devemos
lembrar sempre que o número normal de cromossomos
da nossa espécie é de 46 cromossomos. Quando vamos
ter filhos, contribuímos com a metade dos
cromossomos, ou seja, 23 cromossomos, os outros 23
cromossomos virão do(a) companheiro(a), sendo assim,
óvulos e espermatozoides normais têm 23
cromossomos.
Esse processo sexuado de reprodução faz com
que 2 indivíduos de gêneros biológicos diferentes
(masculino e feminino) possam produzir uma infinidade
de filhos geneticamente diferentes, não dependendo de
mutações no material genético, como acontece em
espécies que se reproduzem assexuadamente.
Simbologia de heredograma
Quando falamos de genética, é importante
saber fazer um heredograma ou árvore genealógica.
Para uma certa padronização, são utilizados
símbolos específicos.
O losango pode ser utilizado quando a pessoa
não sabe o sexo de um bebê que acabou de nascer.
Simbologia de heredograma
Simbologia de heredograma
As gerações são indicadas pelos números
romanos, cuja geração mais idosa é a geração I.
Os indivíduos são indicados por números
arábicos, no caso dos filhos, muitas vezes a ordem de
nascimento é importante.
Vale salientar que famílias podem mudar, por
nascimentos, mortes e casamentos.
O heredograma também pode e deve mudar
para refletir a mudança.
II – Fenótipos, relações de dominância e heredogramas
Um bom exemplo de como um loco e seus
alelos determinam a expressão de uma característica
humana é o Rh sanguíneo. Essa característica é definida
pela presença ou ausência de uma proteína nos
glóbulos vermelhos, o fator Rh ou antígeno D. A
presença dessa proteína determina o Rh positivo, e a
ausência, o Rh negativo. Essas formas diferentes de
expressão de uma mesma característica são
denominadas fenótipos. A definição dessa característica
está a cargo dos alelos D e d, do loco D. O alelo D
determina a produção desta proteína, enquanto o alelo
d está associado à ausência dessa proteína.
De acordo com as informações acima, podemos
concluir que o genótipo dd determina o fenótipo Rh
negativo, e o genótipo DD determina Rh positivo. E o
genótipo Dd? Este genótipo também determina Rh
positivo, apesar do alelo d presente em sua
composição. Neste caso, dizemos que a informação do
alelo D é dominante sobre aquela do alelo d. Sendo
assim, dizemos que o alelo D é dominante e o alelo d é
recessivo.
Os fenótipos positivo e negativo constituem-se
em exemplo de variação normal de uma característica
humana, que é o Rh sanguíneo. No entanto, a genética
humana muitas vezes se ocupa em compreender os
mecanismos de herança associados a doenças
hereditárias. Nesse caso, os fenótipos analisados são
“normal” e “afetado”. Os geneticistas utilizam
diagramas de hereditariedade, os heredogramas ou
genealogias, para definir o mecanismo hereditário que
melhor explica a transmissão de um distúrbio genético
ao longo das gerações de uma família. Os símbolos
utilizados na montagem de heredogramas
encontram-se representados na ilustração abaixo.
Conceitos em genética
Cromatina/cromossomo: combinação de
proteínas e DNA que contém os genes.
Gene: segmento de DNA que comanda a síntese
proteica.
Genoma: totalidade de DNA de um
organismo/espécie.
Código genético: todas combinações de códons
do mRNA que especificam aminoácidos individuais.
Códons: grupo de 3 bases do RNA, cada um
especificando um aminoácido/proteína (tradução)
Alelo: sequência de DNA que um gene pode ter
em uma população.
Genótipo: constituição genética.
Fenótipo: características observáveis de um
indivíduo produzidas pela interação entre genes e
ambiente.
Locus gênico: localização cromossômica de um
gene específico.
Genes alelos: genes que ocupam o mesmo locus
em cromossomos homólogos.
Homozigoto: indivíduo que apresenta genes
alelos idênticos para uma característica.
Heterozigoto: indivíduo que não apresenta
genes alelos idênticos para uma característica.
Dominância: quando o fenótipo determinado
por um alelo se manifesta, gene dominante
representado por letra maiúscula, geralmente A.
Recessividade: quando o alelo precisar estar em
“dose dupla” para se manifestar, gene
recessivo representado por letra minúscula,
geralmente a
Tipo Sanguíneo ABO e Tipo Sanguíneo Rh
Importância do tipo sanguíneo
Tabela de doação de sangue:
Eritroblastose fetal
Mulheres Rh-, que já tenham um filho Rh+, devem
receber “vacina”, que nada mais é que anticorpo
anti-Rh+, após o nascimento do seu filho, pois em uma
gravidez posterior, se o(a) filho(a) for Rh+, a mãe
começará a fabricar muitos anticorpos antiRh, que
atacarão o feto, comprometendo a saúde dele. Quando
se toma a “vacina”, a mãe não fabricará o anti-Rh+,
protegendo o futuro feto Rh+
Eritroblastose fetal
Quando a eritroblastose fetal pode ocorrer?
Nos fetos/filhos Rh+ de mães Rh-, geralmente na
segunda gravidez de uma criança Rh+
Procedimentos para eritroblastose fetal:
1. Identificar gestante de fator Rh-;
2. Se possível, verificar o fator Rh do pai;
3. Após a gestação da criança Rh+, aplicar anticorpos
anti-Rh+, chamados erroneamente de “vacina”.
No caso de já ter nascido uma primeira criança
Rh+ e a mãe não tenha tomado a “vacina”, proceder a
troca total de sangue da criança Rh+ por um sangue Rh,
quando a criança nascer
Interatividade
Nos anos 2000, a genética humana apresentou um
enorme avanço. Foi nessa época que desvendamos o
nosso genoma, mas, na época, vários jornais
confundiam genoma com código genético. Analise as
seguintes afirmações:
I. Genoma é saber toda a sequência do nosso DNA.
II. Código genético é o significado da combinação de 3
nucleotídeos de RNA e seu significado
em termos de aminoácido.
III. Código genético é o significado das nossas
características em relação ao nosso
material genético.
a) Somente a afirmação I está correta.
b) Somente a afirmação II está correta.
c) Somente a afirmação III está correta.
d) Somente as afirmações I e II estão corretas.
e) Somente as afirmações I e III estão corretas.
O estudo do genoma humano permitiu estimar
em cerca de 35 mil genes na nossa espécie.
Genes localizados nos cromossomos
autossômicos são denominados genes autossômicos.
Genes localizados no cromossomo X, falamos
em genes ligados ao cromossomo X.
Conceitos básicos
Padrões de herança básicos
Herança cromossômica
Herança monogênica
Herança multifatorial
Herança monogênica – Um par de genes, ou seja, dois
genes.
Genes localizados no X. No homem, um gene; na
mulher, dois genes.
1. Padrão de herança autossômico dominante.
2. Padrão de herança autossômico recessivo.
3. Padrão de herança recessivo ligado ao X.
4. Caso especial de herança ligada ao X: a síndrome do
cromossomo X-frágil
PADRÕES DE HERANÇA MONOGÊNICA
O estudo do genoma humano permitiu estimar em 35
mil o número total de genes de nossa espécie.
Mutações que eventualmente ocorrem nesse conjunto
gênico podem ocasionar o surgimento de doenças
hereditárias. Muitas dessas doenças se manifestam
como consequência da alteração ocorrida em apenas
um gene, motivo pelo qual são designadas
monogênicas. Estas doenças monogênicas podem
apresentar padrões de herança reconhecíveis. Vejamos
alguns desses padrões mais clássicos.
1) Padrão de herança autossômico dominante
Uma herança é dita autossômica quando o loco do gene
mutante encontra-se em um cromossomo do tipo
autossomo. Cromossomos autossomos são aqueles
indistinguíveis entre homens e mulheres, e são, ao todo,
44 cromossomos (22 pares). Quando o alelo mutante do
gene em questão é dominante, classificamos a doença
como dominante. Neste caso, o fenótipo normal é
recessivo (aa) e o afetado é dominante (genótipos AA
ou Aa).
Um heredograma típico de herança autossômica
dominante está representado abaixo.
• Os afetados são de ambos os sexos, sem
predominância numérica de um deles.
• Uma pessoa afetada tem pelo menos um dos
genitores também afetado.
• O fenótipo não salta geração.
• A prole de um casal normal tambémé normal.
Alguns distúrbios genéticos humanos que seguem esse
padrão de herança são:
a) Acondroplasia – os afetados apresentam falha no
crescimento dos ossos longos e, por isso, apresentam
baixa estatura (nanismo acondroplásico).
b) Neurofibromatose – durante a puberdade crescem
inúmeros tumores benignos sobre os nervos dos
afetados por este distúrbio.
c) Doença de Huntington – é um distúrbio
neurodegenerativo que começa a se manifestar por
volta dos 40 anos de idade. Os afetados apresentam
movimentos involuntários e desenvolvem problemas
cognitivos, emocionais, evoluindo para problemas
neurológicos mais graves que levam o paciente ao
óbito.
2) Padrão de herança autossômico recessivo
Quando o alelo mutante que provoca uma doença
genética é recessivo, dizemos que esta doença é
recessiva. Logo, o fenótipo afetado é recessivo
(genótipo bb) e o normal é dominante (BB ou Bb). Um
padrão de herança tipicamente autossômico recessivo
está representado no heredograma a seguir.
As principais características do padrão acima são:
• Os afetados são de ambos os sexos, sem
predominância numérica de um deles.
• Uma pessoa afetada pode nascer de um casal
normal. Dito de outra forma: o fenótipo afetado
pode saltar geração.
• Há um maior risco de nascer prole afetada se o
casal é consanguíneo.
As mutações recessivas costumam passar silenciosas ao
longo das gerações de uma família, e não se manifestam
justamente por serem recessivas. Quando um casal
formado por duas pessoas aparentadas, como primo e
prima em primeiro grau, resolve ter filhos, pode
promover o encontro de seus alelos recessivos durante
a fecundação e isso explica o risco aumentado desse
tipo de doença em situação de consanguinidade.
Alguns distúrbios genéticos humanos que seguem esse
padrão de herança são:
a) Albinismo – é um distúrbio caracterizado pela total
ausência do pigmento melanina na pele, nos pelos e nos
olhos. Pessoas albinas têm maior risco de desenvolver
câncer de pele, dentre outros problemas.
b) Fenilcetonúria (PKU) – é um distúrbio metabólico em
que o afetado não produz a enzima PAH, e, por conta
disso, não converte o aminoácido fenilalanina em
tirosina. O acúmulo de fenilalanina em crianças
fenilcetonúricas leva ao desenvolvimento de um quadro
severo de retardo mental, motivo pelo qual se deve
restringir a presença desse aminoácido na alimentação.
O diagnóstico da PKU é feito poucos dias após o
nascimento da criança, por meio do teste do pezinho
(triagem neonatal).
c) Galactosemia – também é um distúrbio metabólico,
uma vez que os afetados são incapazes de produzir a
enzima GALT, que converte a galactose em glicose. O
acúmulo da galactose no organismo da criança, ainda
em fase de amamentação, promove uma série de
transtornos, dentre eles a catarata e o retardo metal.
3) Herança recessiva ligada ao X
Além do grupo dos cromossomos autossomos, na
espécie humana há também os cromossomos sexuais,
que são aqueles cuja combinação é diferente entre
homens e mulheres. Estes cromossomos são
identificados pelas letras X e Y, e sua combinação nas
mulheres é XX e nos homens é XY.
Existem genes exclusivos dos cromossomos X e do
As principais características do padrão acima são:
• Há um predomínio numérico de homens
afetados em relação às mulheres.
• Um homem afetado não herda o distúrbio de
seu pai, e sim de sua mãe normal heterozigota (também
chamada de “normal portadora”, representada no
heredograma pelo círculo com um ponto no centro).
• O fenótipo salta geração.
Alguns distúrbios genéticos humanos que seguem esse
padrão de herança são:
a) Hemofilia – trata-se de um distúrbio de coagulação
sanguínea. Pequenos ferimentos evoluem
para grandes hemorragias com muita facilidade.
b) Daltonismo – é a incapacidade de a pessoa identificar
com precisão as cores vermelha e verde, que são ambas
vistas como uma mesma tonalidade de cor (amarelada).
c) Distrofia muscular Duchenne – transtorno muscular
em que o afetado perde progressivamente as funções
musculares, resultando em morte ao início da segunda
década de vida.
4) Caso especial de herança ligada ao X: a síndrome do
cromossomo X-Frágil
A síndrome do cromossomo X-frágil, também conhecida
com síndrome de Martin-Bell, é responsável por um
grande número de casos de retardo mental,
especialmente em garotos. A mutação, neste caso, não
é recessiva como nos casos descritos no tópico anterior,
e nem tampouco dominante. O alelo normal e o
mutante, quando presentes em um mesmo genótipo, se
manifestam igualmente, o que caracteriza um
fenômeno genético denominado codominância. Além
de retardo mental, os afetados apresentam outros sinais
típicos, como orelhas em abano, prognatismo e
hiperflexibilidade nas articulações.
Herança multifatorial e genética do comportamento
Muitas características humanas são construídas pela
ação conjunta de vários genes. Neste caso, portanto, a
herança é poligênica. Além disso, o fenótipo final dessas
características é influenciado, em maior ou menor grau,
pelo ambiente (pré-natal e/ou pós-natal). Como esse
tipo de fenótipo está sujeito à influência de um
conjunto grande de fatores, genéticos e ambientais,
dizemos que sua herança é multifatorial.
Algumas características normalmente variáveis na
espécie humana são consideradas multifatoriais:
estatura, peso, inteligência etc. Há também distúrbios
humanos que são tipicamente multifatoriais. A
seguir, estão descritos alguns deles:
• Lábio leporino – distúrbio caracterizado pela
presença de fissuras nos lábios superiores, que podem
ou não estar associadas a fendas palatinas. Este é um
distúrbio que pode prejudicar a dentição, a alimentação
e a fonação. Pode ser corrigido cirurgicamente.
• Distúrbios de fechamento de tubo neural – o
tubo neural é o nome dado à estrutura embrionária que
irá originar o encéfalo e a medula espinal. Quando esse
tubo não se fecha na região da cabeça, desenvolve-se
uma condição conhecida com anencefalia. Se a falha no
fechamento se dá na parte posterior do tubo neural, o
distúrbio é denominado espinha bífida.
Os distúrbios descritos acima dependem de um limiar
multifatorial para se manifestarem. Este limiar
corresponde, resumidamente, a uma quantidade
mínima de mutações presentes no genótipo poligênico
a partir da qual o indivíduo se torna predisposto a
manifestar o distúrbio
Genética do comportamento
O comportamento humano, em suas diferentes
expressões, é considerado multifatorial e, portanto,
resultante de uma interação complexa entre vários
genes entre si e com o ambiente. Alguns métodos de
estudo são executados com o intuito de se determinar a
magnitude das influências genética e ambiental sobre o
comportamento. Alguns desses métodos serão
descritos a seguir.
a) Comparações comportamentais entre filhos adotivos
e pais biológicos – a comparação feita entre pessoas
que foram adotadas quando recém-nascidas e seus pais
biológicos (que não interferiram na criação) muitas
vezes revelam semelhanças comportamentais
surpreendentes. Um exemplo é o caso do alcoolismo,
que é mais provável de ocorrer nas pessoas adotadas se
os pais biológicos forem alcoólatras, mesmo que
tenham sido criadas por pessoas abstêmias.
b) Comparações comportamentais entre gêmeos
monozigóticos separados ao nascimento – os gêmeos
monozigóticos são derivados de uma mesma
fecundação (um óvulo e um espermatozoide), portanto
são idênticos do ponto de vista genético. Comparações
feitas entre gêmeos idênticos que foram separados ao
nascimento e criados por famílias diferentes revelam
muitas semelhanças e diferenças. Neste caso, as
semelhanças normalmente são atribuídas à constituição
genética idêntica que compartilham, e as diferenças são
atribuídas às diferentes influências ambientais a que
foram expostos ao longo da vida.
c) Comparações entre gêmeos monozigóticos e gêmeos
dizigóticos – a dificuldade em se obter grandes
amostras de pares de gêmeos idênticos separados ao
nascimento podeser contornada pela inclusão, em
estudos de genética do comportamento, de gêmeos
dizigóticos. Esse último tipo de gêmeos resulta da
ocorrência de duas fecundações independentes (dois
óvulos e dois espermatozoides), portanto, não são
idênticos do ponto de vista genético. Os dados obtidos
de estudos comportamentais realizados em pares de
gêmeos monozigóticos e dizigóticos, mesmo que
criados juntos, são usados para o cálculo de um índice
conhecido como herdabilidade (h2). Valores de
herdabilidade próximos a zero indicam baixa influência
genética no traço comportamental comparado; valores
próximos a 100% indicam forte influência genética
Padrão de herança autossômico dominante
Basta um alelo A para ter a doença.
Os afetados são de ambos os sexos, sem predominância
numérica de um deles.
O fenótipo não salta geração (uma pessoa afetada tem
pelo menos um dos genitores também afetado).
A prole de um casal normal também é normal.
Padrão de herança autossômico dominante
Padrão de herança autossômico dominante:
neurofibromatose
Surgimento de neurofibromas internos ou externos,
geralmente não malignos.
50% resulta de mutação nova, de seus pais aa.
Locus 17q11.2 (posição).
Padrão de herança autossômico dominante:
acondroplasia
Tipo mais comum de nanismo.
Apresenta nanismo de membros curtos com
faces típicas e características radiológicas da coluna
vertebral.
Gene mapeado em 4p16.3.
Padrão de herança autossômico dominante: Doença de
Huntington
Doença neurodegenerativa fatal caracterizada
por movimentos involuntários e demência
progressiva. No começo pode ser confundida
com o Mal de Parkinson e com o Mal de Alzheimer.
O aparecimento da doença se dá entre os 30-50
anos de idade, sendo 38 a idade média de
aparecimento.
Gene mapeado em 4p16
Padrão de herança autossômico recessivo
Características
Característica recessiva só aparece quando o
indivíduo for aa.
Os afetados são de ambos os sexos, sem
predominância numérica de um deles.
Pode pular geração, gene defeituoso pode ser
passado silenciosamente.
Maiores chances em casais consanguíneos.
Padrão de herança autossômico recessivo
Outras possibilidades de cruzamento
Padrão de herança autossômico recessivo:
albinismo oculocutâneo
Um dos tipos de albinismo é o albinismo
oculocutâneo, no qual existe a deficiência da enzima
tirosinase que transforma Tirosina em Dopa e também
transforma Dopa em Dopaquinona que por outros
processos irá se converter em melanina. E como é um
erro na reação química (metabolismo), chamamos de
Erros Inatos do Metabolismo.
Padrão de herança autossômico recessivo: albinismo
oculocutâneo
Pele é extremamente branca.
Pele desenvolve eritemas quando
exposta ao sol. Pode levar a câncer.
Cabelos são amarelados ou brancos.
Olhos são claros e também não possuem
pigmento, provocando fotofobia e problemas de visão.
O gene está localizado em 11q14-q21.
Padrão de herança autossômico recessivo:
fenilcetonúria
Doença autossômica recessiva, cuja enzima
hepática hidroxilase de fenilalanina, que converte a
fenilalanina alimentar em tirosina, não está ativa, sendo
a fenilalanina acumulada no sangue e no líquido
cefalorradiquiano, diminuição de serotonina, formação
deficiente da mielina, que levaria a lesões do sistema
nervoso central.
É erro inato do metabolismo.
O gene está localizado em 12q24.1.
Detecção – teste do pezinho. Simples e fácil.
Tratamento – dieta pobre em fenilalanina.
Não tratamento precoce leva ao acúmulo,
resultando em retardo mental.
Interatividade
A fenilcetonúria é uma doença genética autossômica
recessiva que pode ser detectada muito precocemente
pelo teste do pezinho. Após o diagnóstico, a criança
deve fazer uma dieta pobre em fenilalanina, pois esta se
acumula, o que provoca a formação deficiente da
mielina que levaria a lesões do sistema nervoso, o que
levaria a um retardo mental. Como é chamado esse
erro? E um casal normal com filho afetado por
fenilcetonúria tem qual chance de ter um outro filho
afetado?
a) Erros inatos do metabolismo, 25% de ter filho
afetado.
b) Herança recessiva, 45% de ter filho afetado.
c) Herança do metabolismo, 35% de ter filho afetado.
d) Erros inatos do metabolismo, sem chance de ter filho
afetado.
e) Erros recessivos, 50% de ter filho afetado.
Padrão de herança ligado ao cromossomo X recessivo
Mulheres possuem 2 cromossomos X, sendo
que um cromossomo X vem do pai e outro
da mãe.
Homens possuem 1 cromossomo X e um Y, o
cromossomo X vem de sua mãe e o Y vem do
seu pai.
Nesse padrão de herança existe mais homens
que mulheres sendo afetados, pois a mulher afetada
tem que ser filha de uma mãe portadora ou afetada, e
pai afetado.
Padrão de herança ligado ao cromossomo X: hemofilia
Hemofilia A
Problemas de coagulação do sangue.
Deficiência do Fator VIII.
Tratamento é a infusão de fator VIII.
Locus Xq28.
Hemofilia B
Problemas de coagulação do sangue.
Deficiência do Fator IX.
Tratamento é a infusão de fator IX.
Locus Xq27.1.
Problema básico é a coagulação.
Problemas nas articulações principalmente, joelhos e
cotovelos afetados pelo sangramento, provocando dor,
perda de função e artrite degenerativa.
Hemorragia muscular pode provocar necrose,
contraturas e neuropatias.
Padrão de herança ligado ao cromossomo X:
daltonismo
Incapacidade de enxergar algumas cores, 8%
dos europeus ocidentais daltônicos. 75% verde, 25%
vermelho. Ambos genes no Locus Xq28.
Monocromatismo (visão em preto e branco) 1
em 100.000 Locus em Xq28.
Padrão de herança ligado ao cromossomo X: distrofia
muscular
É caracterizado como degeneração progressiva dos
músculos esqueléticos.
Um gene que codifica a proteína Distrofina localizada na
região Xp21, quando mutado pode provocar duas
síndromes.
Distrofia muscular tipo Duchenne
Afeta 1 em 3.500 no masculino, início 3 aos 5 anos pelos
membros inferiores e quadris, e, mais tarde, atinge os
membros superiores, geralmente para de andar até os
16 anos. Morte precoce. 1/3 mutação nova.
Distrofia muscular tipo Becker
Afeta 1 em 30.000 no masculino. Sintomas mais leves
que o tipo Duchenne. Geralmente, para de andar com
uma idade mais avançada.
Retardo mental ligado ao X (XRML)
Presença de 25% mais homens com retardo
mental em instituições.
Maioria se refere a genes localizados no X.
Foram descritos cerca de 150 genes associados
a XRML com uma frequência total de 2,6 em 1.000.
Mais frequente X frágil (FRAXA)
Caso especial de herança ligada ao X: a Síndrome do
Cromossomo X-Frágil
Segunda causa genética de retardo mental, afeta 1 em
4.000.
Primeira descrição por Martin & Bell (1943). Em
seguida, essa síndrome foi correlacionada com uma
“fragilidade” no cromossomo X (uma constrição). Gene
descoberto em 1991.
Genética complexa, não é considerada nem dominante
nem recessiva.
Afeta homens e mulheres, sendo que, nas mulheres, o
comprometimento é menor.
Caso especial de herança ligada ao X: a Síndrome do
Cromossomo X-Frágil
Características
Retardo mental grave em ♂, mas muito variado em uma
mesma irmandade.
Retardo mental leve ou limítrofe em ♀.
Hiperatividade.
Aumento do volume testicular (macrorquidia) na fase
adulta.
Face típica: alongada, frontal alto e proeminente,
orelhas grandes e em abano.
Caso especial de herança ligada ao X: a Síndrome do
Cromossomo X-Frágil
Mecanismo de transmissão:
A presença de repetições de trinucleotídeo
(CGG)n em que:
Alelo normal n=5-55 (estável).
Alelo pré-mutação n=55-200 (instável).
Alelo mutação completa n=+200 (quando o gene é
inativado).
Somente mulheres com a pré-mutação ou mutação
completa tem filhos(as) afetados(as).
Herança multifatorial
Vários pares de genes envolvidos
Influência ambiental, pré-natal e pós-natal
Exemplos são as características variáveis
Cor de pele, cabelo, olhos
Peso
Altura
Inteligência
Herança multifatorial: lábio leporino
Lábio leporino: não fechamento do lábio superior, com
ou sem comprometimento do palato.
Pode causar problemas de dentição, alimentaçãoe fala.
Necessita de cirurgia.
Risco de recorrência baixo.
Tratamento preventivo com ácido fólico
Herança multifatorial: espinha bífida
Espinha bífida: problema de fechamento da coluna
vertebral, em que as células nervosas não ficaram
dentro da coluna e não foram para a parte inferior do
corpo, causando a paralisia dessa parte.
Risco de recorrência baixo.
Tratamento preventivo com ácido fólico.
Herança multifatorial: anencefalia
Anencefalia: doença causada pelo não fechamento do
crânio no tempo correto, provocando a perda de células
nervosas do cérebro.
Sobrevida bem curta.
Um dos poucos motivos para aborto legal.
Tratamento preventivo com ácido fólico.
Herança multifatorial: comportamento
Todo comportamento possui herança multifatorial,
sendo o comportamento normal ou não.
Para saber a influência ambiental e genética, alguns
métodos são utilizados:
Comparações entre adotados e seus pais biológicos.
Comparação entre gêmeos monozigóticos ou idênticos
que se originaram de um único óvulo fecundado por um
espermatozoide e que foram separados no nascimento.
Comparação entre pares de gêmeos dizigóticos ou não
idênticos que são originários de dois óvulos, cada um
fecundado por um espermatozoide, e gêmeos
monozigóticos.
A partir desses estudos ficou comprovada a grande
influência genética em doenças comportamentais como
alcoolismo, esquizofrenia, distúrbio bipolar.
Também vemos influências genéticas significativas no
comportamento normal como sociabilidade, bem-estar,
autoridade, desempenho, reações a tensões, alienação,
agressividade, autocontrole, prevenção ao dano,
tradicionalismo, sexualidade, preferência sexual.
Interatividade
Dentre os vários tipos de heranças, as heranças
autossômicas recessivas ou dominantes, assim como as
heranças ligadas ao X, são relativamente simples do
ponto de vista genético, entretanto várias características
e doenças são muito mais complexas, não seguindo os
padrões monogênicos, são as heranças multifatoriais.
Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa
correta.
a) Somente fatores ambientais são responsáveis pela
herança
multifatorial.
b) Somente um par de genes é responsável pela
herança
multifatorial.
c) Somente vários pares de genes são responsáveis pela
herança multifatorial.
d) Além dos vários pares de genes, fatores ambientais
também influenciam na característica herança
multifatorial.
e) Somente um par de genes mais um fator ambiental
influenciam a herança multifatorial.
AVA QUESTIONARIO
Em abril de 2003, a finalização do Projeto Genoma
Humano foi noticiada por vários meios de comunicação
como a “decifração do código genético humano”.
Podemos afirmar que a informação acima está
incorreta, ao considerar que:
a. código genético é o conjunto de genes de um
organismo, algo impossível de ser decifrado.
b. não há um código genético exclusivo do ser
humano: ele é universal e já havia sido decifrado
muito tempo antes de 2003.
c. o código genético humano era o único já
decifrado antes, ao contrário do código de outros
organismos.
d. código genético é o conjunto de genes de um
organismo, e só foi parcialmente decifrado para a
espécie humana.
e. não há código genético humano, pois somos a
única espécie que não apresenta um conjunto de genes
definido.
Leia atentamente o texto a seguir.
Dependendo de qual seja o objetivo do estudo, os
genes podem ser analisados sob três pontos de vista
diferentes: o molecular, o mendeliano e o populacional.
A biologia celular, que os estuda do ponto de vista
molecular, define o gene como “a sequência de DNA
que contém a informação necessária para produzir uma
molécula de RNA e, se esta molécula for um RNA
mensageiro, construir uma proteína a partir dele”.
Calcula-se que existam cerca de 20.000 genes
distribuídos nos 46 cromossomos humanos, valor muito
inferior aos 100.000 que haviam sido propostos
anteriormente às análises mais recentes do genoma.
ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Biologia Celular e Molecular.
16. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.
O DNA é um __________ encontrado no núcleo das
células, cuja estrutura foi definida por Watson e Crick
como uma____________. Essa molécula é estruturada
por componentes denominados _____________ que,
por sua vez, são compostos por um _____________,
ligado a um ___________ e a uma _________________.
Assinale a alternativa que reúne elementos para
preencher corretamente as lacunas das afirmativas
acima:
a. Nucleotídeo, dupla hélice, ácidos nucleicos,
açúcar, fosfato, base nitrogenada.
b. Fosfato, base nitrogenada, nucleotídeos, ácido
nucleico, açúcar, dupla hélice.
c. Açúcar, dupla hélice, ácidos nucleicos,
nucleotídeo, fosfato, base nitrogenada.
d. Ácido nucleico, base nitrogenada, açúcares,
fosfato, nucleotídeo, dupla hélice.
e. Ácido nucleico, dupla hélice, nucleotídeos,
açúcar, fosfato, base nitrogenada.
Algumas crianças nascem com distúrbios genéticos em
decorrência de mutações genéticas ocorridas no gameta
materno ou paterno. Nestes casos podemos afirmar
que a mutação alterou:
a. o fenótipo, mas não o genótipo.
b. o genótipo, mas não o fenótipo.
c. o genótipo e o fenótipo.
d. o DNA, mas não o fenótipo.
e. o DNA, mas não o genótipo.
O albinismo corresponde à ausência total do pigmento
melanina, e é condicionado por um alelo recessivo.
Três casais planejam se casar e desejam saber qual a
probabilidade de terem filhos albinos. A seguir estão
descritas algumas informações sobre eles:
Casal I – embora ambos tenham pigmentação normal,
cada um tem um genitor albino.
Casal II – o homem é albino, a mulher é normal, mas o
pai dela é albino.
Casal III – o homem é albino e na família da mulher
nunca houve albinos.
Os riscos calculados para esses casais são,
respectivamente:
a. 50%, 50%, 100%.
b. 100%, 50%, 0%.
c. 25%, 50%, 0%.
d. 0%, 25%, 100%.
e. 25%, 100%, 10%.
Um estudante de psicologia que foi estagiar na Apae
constatou diversos casos de crianças portadoras de
retardo mental. Como só conhecia previamente casos
de retardo em crianças com síndrome de Down, ficou
curioso de conhecer outras causas. Foi informado, na
instituição, que muitas daquelas crianças eram
portadoras dos seguintes erros inatos do metabolismo:
a. Galactosemia e fenilcetonúria, causadas por
erro genético na produção de certas enzimas, o que
provoca acúmulo excessivo de substâncias no
organismo.
b. Síndrome do cromossomo X-frágil e
fenilcetonúria, causadas por erro genético na produção
de enzimas que promovem o pleno desenvolvimento
cerebral.
c. Neurofibromatose e galactosemia, as quais
comprometem, de maneira irreversível, o metabolismo
das células cerebrais desde o período fetal.
d. Síndrome de Down e síndrome do cromossomo
X-frágil, causadas pelo acúmulo de certas substâncias no
organismo que levam a um erro genético na produção
de enzimas cerebrais.
e. Anencefalia e distrofia muscular tipo Duchenne,
causadas pelo acúmulo de certas substâncias no feto
que levam a um erro genético na produção de células
cerebrais.
A síndrome do cromossomo X-frágil é, numericamente,
a segunda maior causa de retardo mental de origem
genética na população. Sua incidência é estimada em
cerca de 1/2.500 indivíduos. Estudos citogenéticos de
amostras de retardados mentais em instituições
especializadas indicam que a síndrome está presente
em cerca de 5% dos afetados.
A respeito da síndrome do cromossomo X-frágil,
assinale a alternativa que corresponde a outra anomalia
verificada no quadro clínico manifestado pelos afetados
e o nome de um dos exames que confirma o
diagnóstico:
a. Mais de seis manchas café com leite, cariótipo.
b. Defeitos de pigmentação, quantificação
enzimática.
c. Problemas musculares, biópsia muscular.
d. Encurtamento dos ossos longos, raio x.
e. Hiperextensibilidade das articulações,
cariótipo.
Em muitas culturas ao redor do mundo o casamento
consanguíneo não é bem visto. Isso porque a
quantidade de nascimentos com alguma anomalia
genéticaé bem maior na descendência desse
casamento do que em casamentos não consanguíneos.
Há aumento de chance de ocorrência de nascimentos
com alguma anomalia genética em casamentos
consanguíneos porque tais casamentos:
a. favorecem o encontro entre alelos recessivos
deletérios, provenientes de um mesmo ancestral, e
que passaram incógnitos ao longo de várias gerações.
b. aumentam a chance de ocorrência de novas
mutações na prole.
c. reduzem a chance de ocorrência de mutações
que protegem contra o surgimento de anomalias
genéticas.
d. promovem o encontro entre pessoas que
possuem o mesmo tipo sanguíneo, e isto provoca
anomalias genéticas.
e. favorecem o encontro entre alelos dominantes
deletérios, provenientes de um mesmo ancestral, e que
passaram incógnitos ao longo de várias gerações.
Leia atentamente o texto a seguir.
Uma das principais dificuldades apresentadas pelos
afetados por doenças genéticas e seus familiares é a
compreensão do significado concreto dos riscos
genéticos. Uma percepção distorcida desse significado
no momento da comunicação do risco ao consulente e
familiares pode resultar em efeitos psicológicos
indesejáveis. Por exemplo, quando uma pessoa tem
receio de que seja elevado o seu risco de desenvolver
câncer ou de gerar uma criança defeituosa, sua
ansiedade pode ser tamanha a ponto de predispô-la a
distorcer sua compreensão do risco. Nesse momento é
importante que o profissional envolvido na
comunicação do risco esteja preparado para lidar com
esse tipo de situação e até mesmo para avaliar se um
caso de superestimativa do risco por parte do
consulente demande outra forma de abordagem
psicológica para auxiliá-lo a lidar com seus medos e
ansiedades.
Há diversas estratégias adotadas por profissionais da
Genética Clínica para ajudar na compreensão dos riscos
genéticos. Uma dessas consiste em tornar a ideia do
risco mais concreta a partir da visualização de
esquemas, como o representado abaixo:
O quadro abaixo representa quatro grupos familiares
aos quais deve ser comunicado o risco de nascimento
de criança afetada pelas doenças mencionadas.
Assinale a alternativa que relaciona corretamente o
esquema ilustrado e os grupos familiares aos quais o
esquema deve ser mostrado para melhor compreensão
dos riscos:
a. Esquema 1 – somente famílias 1 e 3.
b. Esquema 2 – somente famílias 1 e 2.
c. Esquema 3 – somente famílias 2 e 4.
d. Esquema 1 – somente famílias 3 e 4.
e. Esquema 2 – somente famílias 2, 3 e 4.
Leia atentamente o texto a seguir:
Há anos a busca de compreensão dos determinantes do
comportamento instiga os psicólogos e alimenta o
antigo debate em torno da questão inato vs. aprendido
(nature vs. nurture). Sobre esse debate, estudos que
relacionam medidas de inteligência em gêmeos
mostram que os coeficientes de correlação entre
gêmeos monozigóticos são claramente mais elevados
do que entre os gêmeos dizigóticos, sobretudo na vida
adulta.
Assinale a seguir a afirmativa coerente com esses
resultados:
a. O ambiente neutraliza o papel da
hereditariedade na determinação da inteligência.
b. As medidas de inteligência em gêmeos
monozigóticos distanciam-se na vida adulta.
c. A determinação genética desvincula-se da
história de vida, ao tratar de inteligência.
d. As medidas de inteligência em gêmeos
dizigóticos mantêm-se próximas na vida adulta.
e. A determinação genética exerce um evidente e
mensurável papel na inteligência.
É comum em pacientes com trissomia do 21 um quadro
clínico que inclua:
a. Retardo mental, olhos de inclinação
mongoloide e prega simiesca.
b. Ginecomastia, problemas ósseos e
malformações testiculares.
c. Baixa estatura, malformações ovarianas e
infantilismo sexual.
d. Retardo mental, micrognatia, hipertonia
muscular.
e. Retardo mental, apetite incontrolável,
obesidade.