Polimorfismo genético

Prévia do material em texto

<p>Polimorfismo genético: VNTR, STR,</p><p>SNP e RFLP</p><p>Apresentação</p><p>O DNA tem regiões codificantes, as quais dão origem às proteínas; essas regiões são geralmente</p><p>bem conservadas e tendem a ser idênticas entre os indivíduos. Entretanto, as regiões não</p><p>codificantes apresentam diversas diferenças, nas quais você irá encontrar os principais</p><p>polimorfismos. Os seres humanos compartilham 99,9% de identidade do genoma, o que significa</p><p>que 0,1% do DNA é diferente de outros indivíduos.</p><p>Nesta Unidade de Aprendizagem, você estudará os polimorfismos genéticos. Os polimorfismos são</p><p>diferenças encontradas no DNA de diferentes indivíduos, promovendo a variabilidade genética.</p><p>Você verá também como caracterizar os diferentes tipos de polimorfismos genéticos: VNTR, STR,</p><p>SNP e RFLP. Além disso, aprenderá as principais técnicas utilizadas para identificá-los, assim como</p><p>as suas aplicações nas ciências biomédicas.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>Definir variabilidade genética.•</p><p>Caracterizar os tipos de polimorfismos genéticos.•</p><p>Classificar os polimorfismos funcionais e não funcionais.•</p><p>Infográfico</p><p>Os polimorfismos genéticos representam cerca de 1% do genoma humano, e são eles que conferem</p><p>a variabilidade genética entre os indivíduos. Os principais polimorfismos estudados são: VNTR, STR,</p><p>SNP e RFLP.</p><p>Neste Infográfico, você vai conhecer as principais características e aplicações de cada polimorfismo.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/7381227a-c8e8-45ec-8a52-de7f19ca2e62/b5eef1a8-64d2-41b7-a041-bbde3e02be84.jpg</p><p>Conteúdo do livro</p><p>Os polimorfismos genéticos são pequenas diferenças encontradas no genoma de indivíduos,</p><p>podendo estar localizados tanto na parte codificante quanto na parte não codificante do DNA.</p><p>Essas diferenças são o que determinam a variabilidade genética dos indivíduos.</p><p>No capítulo Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP, da obra Biologia molecular, base</p><p>teórica desta Unidade de Aprendizagem, você vai ver como eles estão relacionados com a</p><p>variabilidade genética dos indivíduos e como podem ser ferramentas valiosas, tanto para o</p><p>diagnóstico laboratorial quanto para as ciências forenses.</p><p>Boa leitura.</p><p>BIOLOGIA</p><p>MOLECULAR</p><p>Fernanda Teixeira Subtil</p><p>Polimorfismo genético:</p><p>VNTR, STR, SNP e RFLP</p><p>Objetivos de aprendizagem</p><p>Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes conhecimentos:</p><p>� Definir variabilidade genética.</p><p>� Caracterizar os tipos de polimorfismos genéticos.</p><p>� Classificar os polimorfismos funcionais e não funcionais.</p><p>Introdução</p><p>É impossível encontrar dois seres humanos que compartilham o mesmo</p><p>genoma, com a exceção de, talvez, gêmeos idênticos.</p><p>Quando a mesma região do genoma de duas pessoas é comparada,</p><p>pelo menos 0,1% da sequência de nucleotídeos será diferente. Apesar de</p><p>parecer um número insignificante, dado o tamanho do genoma humano,</p><p>isso significa cerca de 3 milhões de diferenças entre dois genomas. Essas</p><p>diferenças dão origem ao conceito de variabilidade genética (ALBERTS</p><p>et al., 2014).</p><p>Neste capítulo, você vai estudar os polimorfismos, os quais estão</p><p>diretamente relacionados com a variabilidade genética. O significado</p><p>de polimorfismo é a presença de duas ou mais formas de um fenótipo</p><p>distinto. Esses polimorfismos, ou variações, podem ocorrer em qualquer</p><p>característica genética, fenotípica ou fisiológica. Tais diferenças podem</p><p>estar localizadas tanto em regiões codificantes, quanto não codificantes</p><p>do DNA (SINGH, 2001).</p><p>Os polimorfismos ocorrem naturalmente em uma população e podem</p><p>ser utilizados como marcadores para identificar um indivíduo ou também</p><p>verificar a pré-disposição a uma doença (WATSON et al., 2007). Com a</p><p>leitura deste capítulo, você também vai saber caracterizar os diferentes</p><p>tipos de polimorfismos genéticos, que são repetições tandem de número</p><p>variável (VNTR, do inglês variable number tandem repeats), pequenas</p><p>repetições tandem (STR, do inglês small tandem repeats) e polimorfismos</p><p>de nucleotídeo único (SNP, do inglês single-nucleotide polymorphisms).</p><p>Além disso, você irá aprender quais são as principais técnicas utilizadas</p><p>para identificá-los e as suas aplicações nas ciências biomédicas.</p><p>Variabilidade genética</p><p>Apesar de os organismos de uma mesma espécie compartilharem o mesmo</p><p>genoma, existem pequenas diferenças que tornam cada indivíduo único. Essa</p><p>variabilidade genética é o que promove as diferenças em cada indivíduo e é</p><p>também a capacidade de identificá-lo geneticamente (WATSON et al., 2007).</p><p>Tal variabilidade ocorre naturalmente, permitindo a flexibilidade e a sobre-</p><p>vivência de uma população, face às mudanças ambientais. Assim, a variabili-</p><p>dade genética é considerada uma vantagem, sendo uma forma de preparação</p><p>para o inesperado (THE GENETIC..., 2014). Essas diferenças genéticas mudam</p><p>a cada geração e dependem de diversos fatores. Como exemplo, pode-se citar o</p><p>caso de dois indivíduos de uma mesma origem se reproduzirem, sendo, nesse</p><p>caso, a variabilidade genética entre eles e sua progênie menor do que se dois</p><p>indivíduos de origens diferentes se reproduzirem. Além disso, a variabilidade</p><p>pode mudar eventualmente, pois alguns alelos podem ser ganhos ou perdidos</p><p>de forma aleatória, mas tendem a se manter na população, caso sua presença</p><p>seja benéfica ou não prejudicial para a sobrevivência (THE GENETIC..., 2014).</p><p>Essas diferenças no genoma são específicas de cada indivíduo e geram um</p><p>perfil de DNA único, também chamado de DNA fingerprinting (WATSON</p><p>et al., 2007).</p><p>Como a maior parte do DNA humano não codifica uma proteína, existem</p><p>grandes variabilidades no genoma de diferentes indivíduos, os quais são</p><p>chamados de polimorfismos. Porém, essas diferenças podem ser herdadas</p><p>de uma geração para a outra e podem servir de marcadores genéticos para a</p><p>identificação de uma linhagem de indivíduos. Há milhões de polimorfismos</p><p>conhecidos e mapeados, os quais são utilizados na identificação e em estudos</p><p>humanos (LODISH et al., 2007).</p><p>As diferenças encontradas entre os genomas são mais comuns em regiões</p><p>não codificantes do DNA. Essas diferenças foram e são amplamente analisa-</p><p>das, principalmente na genética forense para determinar a paternidade ou</p><p>identificar um indivíduo. No entanto, muitas vezes as regiões codificantes</p><p>podem ser transcritas, mas não traduzidas, sendo então regiões moduladoras</p><p>que podem controlar a estrutura e a função do RNA. Consequentemente,</p><p>elas podem ter um impacto na estrutura e na função proteica e, dessa forma,</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP2</p><p>ter repercussões negativas na homeostasia, bem como na sua manutenção</p><p>(HANNAH, 2018).</p><p>Os polimorfismos são extremamente importantes, pois eles não apenas</p><p>definem diferenças entre os indivíduos, mas também servem como marcadores</p><p>para identificar doenças. Os geneticistas vêm buscando encontrar genes</p><p>envolvidos em doenças, como diabetes, obesidade, asma, artrite ou até mesmo</p><p>colelitíase (conhecida como pedra na vesícula), o que só é possível por meio</p><p>de associações entre genoma e doença. Dessa forma, muitos marcadores</p><p>genéticos para predisposição ao câncer, por exemplo, foram encontrados</p><p>(ALBERTS et al., 2014).</p><p>A Doença de Huntington é uma patologia autossômica neurodegenerativa que é</p><p>causada pela expansão de repetições CAG na região codificante da proteína hun-</p><p>tingtina. Esse polimorfismo pode ser detectado e é a forma de diagnosticar a doença</p><p>(HANNAH, 2018).</p><p>Conforme descrito anteriormente, diversos polimorfismos foram associados</p><p>a patologias, o que nos leva a perguntar se eles podem ser utilizados como</p><p>alvo para prevenir ou tratar doenças. Em teoria, seria possível realizar o</p><p>silenciamento genético de alelos mutantes por intermédio do uso de oligonu-</p><p>cleotídeos antissenso, RNA de interferência ou CRISPR (do inglês, clustered</p><p>regularly interspaced short palindromic repeats) para a edição de genomas.</p><p>No entanto, um dos grandes desafios é o silenciamento direcionado para que</p><p>se possa distinguir entre o alelo mutante e o saudável, ou diferenciar regiões do</p><p>DNA que são muito similares, o que ainda não é possível (HANNAH, 2018).</p><p>Tipos de polimorfismos genéticos</p><p>Alguns polimorfismos são amplamente utilizados e conhecidos, como, por</p><p>exemplo, o sistema ABO.</p><p>Existem vários genes envolvidos no processo de compatibilidade sanguínea,</p><p>como o ABO e Rhesus e Kell. Essas diferenças vão determinar quais antígenos</p><p>estarão presentes na superfície dos glóbulos vermelhos de cada indivíduo</p><p>3Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP</p><p>(SINGH, 2001). As diferenças encontradas no sistema ABO e outros grupos</p><p>sanguíneos são chamadas de VNTR.</p><p>Tais repetições estão localizadas em íntrons (DNA não codificante) e são</p><p>pequenas regiões em que uma certa sequência de nucleotídeos se repete em</p><p>blocos (Figura 1a). As regiões VNTR também são chamadas de minissatéli-</p><p>tes. Quando o DNA é clivado por enzimas de restrição capazes de cortar as</p><p>regiões flanqueadoras da região VNTR, fragmentos de DNA de diferentes</p><p>tamanhos são gerados, normalmente entre 15 e 70 pares de bases, podendo</p><p>ser identificados por eletroforese em gel de agarose (Figura 1b). Outra meto-</p><p>dologia desenvolvida nos anos 1980 foi o uso de sondas capazes de se ligar</p><p>ao DNA. Essas sondas permitem a marcação de lócus específicos do DNA,</p><p>dando origem ao processo de fingerprinting (Figura 1c).</p><p>Figura 1. VNTR: (a) o lócus do gene da mioglobina é composto por quatro repetições;</p><p>(b) o número de VNTRs é bastante variável e suficiente para identificar indivíduos;</p><p>(c) cada uma da sequência de blocos demonstrada será clivada em suas extremidades</p><p>com enzimas de restrição. Apesar de alguns indivíduos conterem fragmentos em co-</p><p>mum, a chance de dois indivíduos terem todos os fragmentos iguais é muito pequena.</p><p>Fonte: Adaptada de Watson (2007).</p><p>A Exon 1 Intron Exon 2</p><p>Quatro repetições</p><p>B Indivíduo B Indivíduo CIndivíduo A</p><p>VNTR 1</p><p>VNTR 2</p><p>VNTR 3</p><p>C</p><p>A B C</p><p>CTAAAGCTGGAGGTGGGCAGGAAGGACCGAGGT</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP4</p><p>Apesar de as VNTRs terem sido amplamente utilizadas em estudos forenses,</p><p>atualmente, o principal método de identificação de indivíduos são as STRs,</p><p>também chamadas de microssatélites (JOBLING; GILL, 2004).</p><p>As STRs podem ser encontradas em diversos locais no genoma humano e</p><p>variam de tamanho, havendo de 4 a 40 pares de bases em diferentes indivíduos.</p><p>Como cada indivíduo tem um par de um mesmo cromossomo, um herdado do</p><p>pai e outro da mãe, a STR também será herdada (WATSON, 2007). Diversas</p><p>STRs foram identificadas e, hoje em dia, um painel de 21 STRs é analisado</p><p>em amostras forenses para identificar indivíduos.</p><p>A Figura 2a demonstra, de forma simplificada, como é possível realizar</p><p>a identificação de uma amostra desconhecida por intermédio da análise de</p><p>STRs por PCR (reação em cadeia da polimerase, do inglês polymerase chain</p><p>reaction) convencional. Porém, para as análises forenses, os testes de STR</p><p>estão disponíveis comercialmente. Esses kits comerciais são uma PCR em</p><p>tempo real multiplex (qPCR multiplex), ou seja, eles realizam a amplifica-</p><p>ção de diversas regiões diferentes do DNA (multiplex) e utilizam sondas</p><p>fluorescentes capazes de se ligar a regiões específicas do DNA (em tempo</p><p>real — qPCR). Os kits comerciais disponíveis são capazes de identificar de</p><p>16 a 21 regiões STRs.</p><p>Na Figura 2b, está demonstrado como os picos são visualizados depois</p><p>da amplificação do DNA. Observe que cada pico está identificado com a</p><p>região a que se refere e com o número encontrado de repetições. A maioria</p><p>das STRs é heterozigótica e seus alelos estão balanceados (em quantidades</p><p>iguais). Analisando o primeiro gráfico, podemos concluir que a amostra</p><p>é proveniente de um homem, já que houve amplificação tanto do cromos-</p><p>somo X quanto do Y. Observe também que todas as regiões amplificadas</p><p>são heterozigóticas, com exceção da região D19S433 (o primeiro número</p><p>se refere ao cromossomo em que esse gene está localizado, enquanto o</p><p>segundo número à sua posição dentro do cromossomo), que é o homozigoto</p><p>(JOBLING; GILL, 2004).</p><p>5Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP</p><p>Figura 2. STR: (a) representação de um teste de identificação de um indivíduo, com base</p><p>na diferença de STRs, e uma amostra e três suspeitos. Com esse teste, podemos eliminar</p><p>os suspeitos 1 e 3, pois nenhum dos alelos que eles têm podem contribuir para a amostra</p><p>coletada. O indivíduo 2 é compatível, mas é necessário testar diferentes STRs para ter maior</p><p>confiabilidade; (b) exemplo de painel de STR utilizando PCR em tempo real.</p><p>Fonte: Jobling e Gill (2004).</p><p>A</p><p>Amostra</p><p>4 repetições 10 repetições</p><p>Suspeito 1</p><p>5 repetições 11 repetições</p><p>Suspeito 2</p><p>Suspeito 3</p><p>10 repetições</p><p>9 repetições</p><p>4 repetições</p><p>9 repetições</p><p>B Peso molecular (pb)</p><p>80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320</p><p>D18S51D21S11D8S1179Amelogenin</p><p>X Y 13 14 29 30 16 18</p><p>D2S1338D16S539HUMVWA</p><p>D3S1358</p><p>16 17 15 18 11 12 18 19</p><p>HUMFIBRA/FGAHUMTHO1D19S433</p><p>14 6 9.3 15 18</p><p>D18S51D21S11D8S1179Amelogenin</p><p>X Y 12 13 15 28 30 31 32.2 13 14</p><p>D18S51D21S11D8S1179Amelogenin</p><p>X Y 10 12 28 30 13 18</p><p>In</p><p>te</p><p>ns</p><p>id</p><p>ad</p><p>e</p><p>da</p><p>�</p><p>uo</p><p>re</p><p>sc</p><p>ên</p><p>ci</p><p>a</p><p>A maioria das variações no genoma humano é de apenas um nucleotídeo,</p><p>chamado de SNP. Esses polimorfismos são, basicamente, diferenças em uma</p><p>porção do genoma de um indivíduo quando comparado com outro (Figura 3)</p><p>(ALBERTS et al., 2014). Normalmente, essas diferenças ocorrem pelo genoma</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP6</p><p>de uma pessoa e, em geral, são encontrados a cada 300 nucleotídeos, em média,</p><p>ou seja, há cerca de 10 milhões de SNPs presentes no genoma humano. Apesar</p><p>de a maioria dos SNPs não ter nenhum efeito na saúde ou no desenvolvimento</p><p>dos seres humanos, eles podem estar localizados em um gene ou em uma região</p><p>reguladora próxima a um gene, bem como ter um papel direto no desenvolvi-</p><p>mento, haja vista que são capazes de afetar diretamente a função de um dado gene.</p><p>Dessa forma, os SNPs são, muitas vezes, utilizados como marcadores biológicos</p><p>no diagnóstico de doenças (NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH, 2018).</p><p>Figura 3. Exemplo de dois SNPs quando se compara o genoma de dois indivíduos.</p><p>Fonte: Adaptada de Alberts et al. (2014).</p><p>~ 1.000 pares de nucleotídeos</p><p>Indivíduo A</p><p>Indivíduo B</p><p>T T</p><p>T</p><p>TT T</p><p>T</p><p>G G</p><p>G</p><p>G</p><p>G</p><p>A A</p><p>A A</p><p>A</p><p>A</p><p>A</p><p>C C</p><p>C</p><p>C</p><p>C</p><p>Pesquisadores encontraram diversas correlações entre a presença de um</p><p>determinado SNP e a resposta de um indivíduo a certos medicamentos, a</p><p>susceptibilidade a fatores ambientais ou o risco de desenvolvimento de certas</p><p>doenças. Além disso, esses polimorfismos são passados de geração a geração</p><p>e podem ser utilizados para avaliar a herança de doenças em uma família</p><p>(NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH, 2018).</p><p>HapMap é um projeto em que diversos cientistas contribuem para criar um banco</p><p>de dados de SNPs.</p><p>Os SNPs podem estar localizados em grandes blocos de DNA, chamados de ha-</p><p>plótipos, o que justifica o nome do projeto que mapeia essas regiões no genoma. O</p><p>objetivo do projeto é entender o papel dos SNPs em diferentes doenças e otimizar</p><p>seus métodos de diagnósticos.</p><p>Fonte: The International Hapmap Project ([2018?]).</p><p>7Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP</p><p>Quando comparamos o genoma de dois indivíduos, é possível encontrar,</p><p>pelo menos, um nucleotídeo de diferença a cada mil pares de bases. Muitas</p><p>vezes, essas diferenças farão com que haja uma modificação no sítio de res-</p><p>trição localizado nessa região (WATSON, 2007). As enzimas de restrição</p><p>são originalmente produzidas por bactérias como forma de proteção contra</p><p>DNAs de fagos, pois promovem o corte da dupla fita de DNA depois do</p><p>reconhecimento de sequências específicas de 4 a 6 nucleotídeos.</p><p>Porém, essas enzimas também podem ser úteis para a utilização biotec-</p><p>nológica e seus nomes derivam do nome do organismo que as produz (NEW</p><p>ENGLAND BIOLABS, 2018). A diferença observada</p><p>entre os fragmentos</p><p>de DNA que podem ser clivados por uma enzima de restrição específica e</p><p>os que têm algum polimorfismo permite a diferenciação entre indivíduos</p><p>por intermédio do polimorfismo no comprimento do fragmento de restrição</p><p>(RFLP, do inglês restriction fragment length polymorphism) (WATSON, 2007).</p><p>A enzima EcoRI corta o DNA em uma região específica, conforme demonstrado a seguir.</p><p>G</p><p>CTTAA</p><p>G</p><p>CTTAA</p><p>AATTC</p><p>G</p><p>AATTC</p><p>G</p><p>5’</p><p>5’3’</p><p>5’</p><p>5’</p><p>5’</p><p>3’</p><p>3’</p><p>3’</p><p>3’</p><p>5’</p><p>3’</p><p>EcoRI</p><p>Quando um ou mais nucleotídeos na região de reconhecimento são alterados, a</p><p>EcoRI não é capaz de realizar a clivagem. Após a clivagem, esse DNA pode ser analisado</p><p>em gel de agarose. Os indivíduos que têm a sequência de acordo com o sítio de EcoRI</p><p>apresentarão dois fragmentos de DNA menores, enquanto os indivíduos com diferenças</p><p>apresentarão apenas um grande fragmento.</p><p>Um indivíduo heterozigoto para um determinado RFLP é chamado de</p><p>informativo, pois é passado de geração em geração e então permite a deter-</p><p>minação da herança genética. Quando utilizada para o processo de associação</p><p>de indivíduos, essa técnica é chamada de genotipagem (WATSON, 2007).</p><p>Os RFLPs podem ser bastante informativos para investigar a presença de</p><p>um marcador de uma doença em uma família. Como os polimorfismos são</p><p>herdados, os membros da família afetados tendem a ter a mesma variante. É</p><p>importante ressaltar que os RFLPs não são a causa da doença, mas, sim, um</p><p>marcador para realizar o seu diagnóstico (WATSON, 2007).</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP8</p><p>Polimorfismos funcionais e não funcionais</p><p>Como descrito neste capítulo, a maioria dos polimorfismos está localizada</p><p>em regiões não codificadora do DNA e, geralmente, não tem uma função</p><p>definida. Porém, quando um polimorfismo influencia na função de um gene,</p><p>ele é chamado de polimorfismo funcional.</p><p>Quando falamos de polimorfismos funcionais, estamos descrevendo SNPs</p><p>que, de alguma forma, influenciam a expressão de um gene (ALBERT, 2011).</p><p>Essas variantes funcionais são as mais comumente associadas a doenças, por</p><p>essa razão, fazer a associação entre um SNP e um fenótipo é, geralmente,</p><p>mais eficaz (CARLTON et al., 2006).</p><p>Sabemos que cada aminoácido é codificado por uma sequência de três</p><p>nucleotídeos e que essa tríade é chamada de códon. Existem 21 aminoácidos</p><p>diferentes e mais de uma combinação de nucleotídeos capazes de gerar um</p><p>mesmo aminoácido, por isso, também podemos dizer que alguns códons são</p><p>redundantes. Uma treonina, por exemplo, pode ser codificada tanto por</p><p>um ACU, ACC, ACA ou ACG. Perceba que apenas o último nucleotídeo é</p><p>modificado, e mesmo assim iremos obter o mesmo aminoácido. Quando isso</p><p>acontece, chamamos de um SNP sinônimo, ou seja, uma modificação que</p><p>gera um mesmo aminoácido. Porém, se a sequência fosse modificada de ACC</p><p>para AGC, por exemplo, em vez de codificar para uma treonina, obteríamos</p><p>uma serina, e esta é uma modificação não sinônima (ALBERTS et al., 2015).</p><p>Os SNPs não sinônimos são os mais comumente classificados como sendo</p><p>polimorfismos funcionais. Quando estão localizados em uma região codifi-</p><p>cante, essas modificações terão um impacto direto na estrutura e na função</p><p>de uma proteína. Esses polimorfismos funcionais são os mais comumente</p><p>associados a doenças.</p><p>Existem diversos SNPs que foram associados a doenças e, em sua maioria, são não</p><p>sinônimos.</p><p>No gene PTPN22, por exemplo, a variação R620W (sendo R arginina, 620 a posição</p><p>do aminoácido variante e W triptofano) foi associada à artrite reumatoide.</p><p>Apesar de a maioria dos SNPs estudados estarem associados com o seu impacto</p><p>negativo, alguns SNPs conhecidos trazem benefícios à saúde humana. Por exemplo,</p><p>o SNP Delta32 no gene CCR5 gera uma modificação nos receptores das células que</p><p>9Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP</p><p>normalmente reconhecem e servem como porta de entrada para o vírus. Com isso, essa</p><p>modificação torna o indivíduo resistente à infecção pelo HIV (vírus da imunodeficiência</p><p>humana, do inglês human immunodeficiency virus) (PAOLI, 2013; CARLTON et al., 2006).</p><p>1. Os polimorfismos estão</p><p>diretamente associados com a</p><p>variabilidade genética. Sobre</p><p>as diferenças encontradas no</p><p>genoma e em diferentes indivíduos,</p><p>assinale a alternativa correta.</p><p>a) As diferenças são encontradas</p><p>apenas nos casos em</p><p>que houve mutação.</p><p>b) As principais diferenças</p><p>estão localizadas na região</p><p>codificante do DNA.</p><p>c) As variações estão</p><p>associadas a doenças.</p><p>d) Os polimorfismos ocorrem de</p><p>forma natural e geralmente</p><p>estão localizados em íntrons.</p><p>e) Dois indivíduos só podem</p><p>ser diferenciados por</p><p>sequenciamento de genomas.</p><p>2. A técnica de RFLP era amplamente</p><p>utilizada na análise forense e</p><p>para traçar perfis de DNA. Essa</p><p>metodologia se baseia no princípio:</p><p>a) de que DNAs de diferentes</p><p>tamanhos migram de forma</p><p>diferente em um gel de agarose.</p><p>b) de que diferentes sequências</p><p>de DNA apresentarão</p><p>diferentes picos depois da</p><p>PCR em tempo real.</p><p>c) de que as modificações</p><p>no genoma causam</p><p>modificação no sítio de</p><p>restrição de endonucleases.</p><p>d) as alternativas A e B</p><p>estão corretas.</p><p>e) as alternativas A e C</p><p>estão corretas.</p><p>3. Os SNPs são diferenças encontradas</p><p>entre dois genomas, sendo</p><p>que apenas um nucleotídeo</p><p>é diferente. Sobre os SNPs,</p><p>assinale a alternativa correta.</p><p>a) Os nucleotídeos são utilizados</p><p>como marcadores diagnósticos.</p><p>b) Quando presentes, os</p><p>nucleotídeos são responsáveis</p><p>por patologias.</p><p>c) Os nucleotídeos não têm</p><p>função conhecida, por isso são</p><p>chamados de não funcionais.</p><p>d) Os nucleotídeos são encontrados</p><p>em baixa frequência no genoma.</p><p>e) Até hoje, não foi possível</p><p>associar a presença de um</p><p>SNP com alguma doença.</p><p>4. Você foi contratado para analisar</p><p>amostras forenses e determinar</p><p>se um indivíduo pode ser o pai de</p><p>uma certa criança. Para isso, você</p><p>montará o perfil de DNA da mãe, do</p><p>filho e do potencial pai utilizando:</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP10</p><p>a) RFLPs.</p><p>b) SNPs.</p><p>c) STRs.</p><p>d) VNTRs.</p><p>e) Polimorfismos.</p><p>5. Os polimorfismos funcionais são</p><p>os que têm um efeito direto na</p><p>função de um gene. Assinale</p><p>a alternativa correta a respeito</p><p>desses polimorfismos funcionais.</p><p>a) Para serem chamados de</p><p>funcionais, eles devem</p><p>estar presentes na região</p><p>codificante do DNA.</p><p>b) Seus efeitos não</p><p>afetam proteínas.</p><p>c) Os polimorfismos funcionais</p><p>podem ter efeitos benéficos</p><p>para o indivíduo.</p><p>d) Até hoje, não foram</p><p>descritos polimorfismos</p><p>com função comprovada.</p><p>e) Nenhuma das anteriores</p><p>ALBERT, P. R. What is a functional genetic polymorphism?: defining classes of functio-</p><p>nality. Journal of Psychiatry & Neuroscience, v. 36, n. 6, p. 363-265, nov. 2011. doi: 10.1503/</p><p>jpn.110137</p><p>ALBERTS, B. et al. Essential cell biology. 4. ed. New York: Garland Science, 2014.</p><p>ALBERTS, B. et al. Molecular biology of the cell. 6. ed. New York: Garland Science, 2015.</p><p>CARLTON, V. E. et al. Functional single nucleotide polymorphism-base association.</p><p>Human Genomics, v. 2, n. 6, p. 391-402, jun. 2006.</p><p>HANNAH, A. Tandem repeats mediating genetic plasticity in health and disease. Nature</p><p>Reviews Genetics, v. 19, n. 5, p. 286-298, maio 2018. doi:10.1038/nrg.2017.115</p><p>JOBLING, M. A.; GILL, P. Encoded evidence: DNA in forensic analysis. Nature Review</p><p>Genetics, n. 5, p. 739-751, 2004.</p><p>LODISH, H. et al. Molecular cell biology. 6. ed. New York: W.H. Freeman, 2007.</p><p>NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH. U.S. National Library of Medicine. What are single</p><p>nucleotide polymorphisms (SNPs)?. 2018. Disponível em: <https://ghr.nlm.nih.gov/primer/</p><p>genomicresearch/snp>. Acesso em: 24 set. 2018.</p><p>NEW ENGLAND BIOLABS. Restriction endonucleases. 2018. Site NEB. Disponível em:</p><p><https://www.neb.com/products/restriction-endonucleases>. Acesso em: 24 set. 2018.</p><p>PAOLI, J. HIV resistant mutation. 2013. NATURE, 2013 - Disponível em: <https://www.</p><p>nature.com/scitable/blog/viruses101/hiv_resistant_mutation>. Acesso em: 24 set. 2018.</p><p>SINGH, R.S. Polymorphism. Ney York: Academic Press, 2001. doi: 10.1006/rwgn.2001.1012</p><p>11Polimorfismo genético: VNTR, STR,</p><p>SNP e RFLP</p><p>THE GENETIC variation in a population is caused by multiple factors. Scitable, 2014.</p><p>Disponível em: <https://www.nature.com/scitable/topicpage/the-genetic-variation-</p><p>in-a-population-is-6526354>. Acesso em: 24 set. 2018.</p><p>THE INTERNATIONAL HAPMAP PROJECT. [2018?]. Disponível em: <https://www.ncbi.</p><p>nlm.nih.gov/probe/docs/projhapmap/>. Acesso em: 24 set. 2018.</p><p>WATSON, J. D. et al. Recombinant DNA. 3. ed. New York: W.H. Freeman & Company, 2007.</p><p>Polimorfismo genético: VNTR, STR, SNP e RFLP12</p><p>Conteúdo:</p><p>Dica do professor</p><p>As regiões de repetições tandem de número variável (VNTR) também são chamadas de</p><p>minissatélites. Quando o DNA é clivado por enzimas de restrição capazes de cortar as regiões</p><p>flanqueadoras da região VNTR, fragmentos de DNA de diferentes tamanhos são gerados,</p><p>normalmente entre 15 e 70 pares de bases, podendo ser identificados por eletroforese em gel de</p><p>agarose. Outra metodologia desenvolvida nos anos 1980 foi o uso de sondas capazes de se ligar ao</p><p>DNA. Estas permitem a marcação de lócus específicos do DNA, dando origem ao processo de</p><p>fingerprinting de DNA.</p><p>Nesta Dica do Professor, você vai expandir seus conhecimentos a respeito do fingerprinting de</p><p>DNA, além de conhecer quem o desenvolveu, como ele é realizado e quais são as suas aplicações.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/f5759a01e067292adc148df9c091e58b</p><p>Exercícios</p><p>1) Os polimorfismos estão diretamente associados à variabilidade genética.</p><p>Sobre as diferenças encontradas no genoma e em diferentes indivíduos, marque a</p><p>alternativa correta.</p><p>A) As diferenças são encontradas apenas nos casos em que houve mutação.</p><p>B) As principais diferenças estão localizadas na região codificante do DNA.</p><p>C) As variações estão associadas a doenças.</p><p>D) Os polimorfismos ocorrem naturalmente e geralmente estão localizados em íntrons.</p><p>E) Dois indivíduos só podem ser diferenciados por sequenciamento de genomas.</p><p>2) A técnica de RFLP era amplamente utilizada na análise forense e para traçar perfis de DNA.</p><p>Essa metodologia se baseia no princípio:</p><p>A) de que DNAs de diferentes tamanhos migram da mesma forma em um gel de agarose.</p><p>B) de que diferentes sequências de DNA apresentarão diferentes picos após PCR em tempo</p><p>real.</p><p>C) de que as modificações no genoma causam modificação no sítio de restrição de</p><p>endonucleases.</p><p>D) que as enzimas de restrição são utilizadas para amplificar o DNA de interesse.</p><p>E) que a eletroforese em gel de agarose é uma etapa opcional da técnica de RFLP.</p><p>3) Os SNPs são diferenças encontradas entre dois genomas, sendo que apenas um nucleotídeo</p><p>é diferente.</p><p>Sobre os SNPs, marque a alternativa correta.</p><p>A) Os nucleotídeos são utilizados como marcadores diagnósticos.</p><p>B) Quando presentes, os nucleotídeos são responsáveis por patologias.</p><p>C) Os nucleotídeos não têm função conhecida, por isso são chamados de não funcionais.</p><p>D) Os nucleotídeos são encontrados em baixa frequência no genoma.</p><p>E) Até hoje não foi possível associar a presença de um SNP com alguma doença.</p><p>4) Você foi contratado para analisar amostras forenses e determinar se um indivíduo pode ser</p><p>o pai de uma certa criança.</p><p>Para isso, você montará o perfil de DNA da mãe, do filho e do potencial pai, utilizando:</p><p>A) RFLP.</p><p>B) SNP.</p><p>C) STR.</p><p>D) VNTR.</p><p>E) Polimorfismos.</p><p>5) Os polimorfismos funcionais são os que têm um efeito direto na função de um gene.</p><p>Assinale a alternativa correta a respeito desses polimorfismos funcionais.</p><p>A) Para serem chamados de funcionais devem estar presentes na região codificante do DNA.</p><p>B) Seus efeitos não afetam proteínas.</p><p>C) Podem ter efeitos benéficos para o indivíduo.</p><p>D) Até hoje não foram descritos polimorfismos com função comprovada.</p><p>E) Polimorfismos funcionais ainda não foram associados a doenças específicas.</p><p>Na prática</p><p>Os polimorfismos podem ter diversas implicações na saúde e no desenvolvimento dos indivíduos.</p><p>Apesar de serem amplamente estudados, muitas vezes é difícil gerar uma correlação entre um certo</p><p>polimorfismo e um fenótipo observado.</p><p>Veja a seguir um exemplo em que o polimorfismo observado na hemoglobina gera uma doença</p><p>chamada anemia falciforme.</p><p>Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!</p><p>Saiba +</p><p>Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:</p><p>Genética da artrite reumatoide: é necessário um novo impulso</p><p>em populações latino-americanas</p><p>A artrite reumatoide é uma doença reumática inflamatória autoimune que afeta vários órgãos e</p><p>tecidos, predominantemente as articulações sinoviais. Diversos SNPs foram associados ao</p><p>desenvolvimento dessa doença. Veja a seguir.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Avaliação de polimorfismo genético na ARG1 em pacientes SS</p><p>e SC tratados com HU</p><p>A anemia falciforme é uma doença hematológica em que um SNP na cadeia beta da hemoglobina é</p><p>capaz de gerar um padrão de hemoglobina chamado S. Esta doença é caracterizada pela presença</p><p>de hemácias em forma de foice e, dentre as principais complicações relacionadas ao quadro da</p><p>doença, podemos citar necrose e acidente vascular cerebral. Assista ao vídeo a seguir para saber</p><p>mais.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Associação de múltiplas variantes genéticas com a extensão e</p><p>gravidade da doença coronária</p><p>A doença isquêmica do coração é uma das principais causas de morte no mundo. Frequentemente,</p><p>está associada à síndrome metabólica e pode ser influenciada por variantes genéticas,</p><p>determinando maior gravidade da aterosclerose coronária. Leia o estudo a seguir para saber como</p><p>os autores analisaram diferentes parâmetros laboratoriais, associados à avaliação de 7</p><p>http://www.scielo.br/pdf/rbr/v56n2/pt_0482-5004-rbr-56-02-0171.pdf</p><p>https://www.youtube.com/embed/QP257336fuY</p><p>polimorfismos genéticos, utilizando a técnica de RFLP para determinar sua associação com o</p><p>quadro clínico dos pacientes.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0066-782X2018000100016&script=sci_arttext&tlng=pt</p>