O PAPEL DA GENÉTICA NA MEDICINA: INTRODUÇÃO À GENÉTICA E DIVISÃO CELULAR Juliana Zimmermmann

O PAPEL DA GENÉTICA NA MEDICINA:INTRODUÇÃO À GENÉTICA E DIVISÃO CELULAR

Juliana Zimmermmann

1.1- A Genética Médica e Humana• Genética: Tema diverso e envolve-se com a

variação e a hereditariedade em todos os organismos vivos (Thompson).

• Genética Humana: Ciência da variação e da hereditariedade de todos os seres humanos.

• Genética Médica: Envolve-se com a variação genética humana que têm significado na prática e na pesquisa médica.

1.2- Campos de Interesse da Genética Médica e Humana

• Citogenética: estudo dos cromossomos.• Genética Molecular e Bioquímica: Estudo da

estrutura e função dos cromossomos individuais.• Genômica: Estudo do genoma, sua organização

e funcionamento.• Genética de populações: Estudo da variação

genética nas populações humanas.• Genética clínica: Aplicação da genética ao

diagnóstico e cuidado do paciente.

Histórico• Antiguidade: hebreus e gregos descreveram muitos

fenômenos genéticos e propuseram teorias para explicá-los.

• 1865: Gregor Mendel – desenvolveu uma série de experiências para formular princípios da hereditariedade.

• 1900: Redescoberta dos trabalhos de Mendel.• Século XX:

– Landsteiner descobriu o grupo sangüíneo ABO;

– 1950 – Especificação da estrutura do DNA por Jeremy Watson e Francis Crick;

– 1956 – Especificação correta do número de cromossomos humanos;

– 1959 – Descoberta da Síndrome de Down ocasionada por um cromossomo extra.

Tipos de Doenças Genéticas• Distúrbios Cromossômicos.• Distúrbios nos quais são alterados

genes isolados.• Distúrbios Multifatoriais.• Distúrbios Mitocondriais.

1.3- Cromossomos Humanos• 1.3.1 - Células Germinativas e somáticas

– Todas as células que contribuem para o nosso corpo são chamadas de células somáticas, exceto as células responsáveis pela formação dos gametas, que são as germinativas.

• 1.3.2 – Morfologia e contagem dos cromossomos humanos– Na espécie humana, temos 46 cromossomos,

distribuídos em 23 pares, sendo 22 pares semelhantes em homens e mulheres e, por isso, chamados de autossomos.

• O par restante, corresponde ao 23o par e constitui o cromossomo sexual. Nas mulheres os cromossomos sexuais são indistinguíveis (XX) e, nos homens, os cromossomos sexuais diferem. Um deles é o X (herdado da mãe) e o outro é o Y (herdado do pai);

• Os genes distribuem-se linearmente ao longo do cromossomo e o par de cromossomo apresenta os mesmos genes (pequenas diferenças) na mesma seqüência. Quando estes genes ocupam o mesmo lugar no par de cromossomo são chamados de alelos;

• O locus é o local ocupado pelo gene no cromossomo.

• Cada cromossomo mitótico apresenta uma região estrangulada denominada centrômero ou constrição primária que é um ponto de referência citológico básico dividindo os cromossomos em dois braços:

– p (de petit) para o braço curto – q para o longo.

• Os braços são indicados pelo número do cromossomo seguido de p ou q; por exemplo, 11p é o braço curto do cromossomo 11.

• De acordo com a posição do centrômero, distinguem-se alguns tipos gerais de cromossomos:

– Metacêntrico: Apresenta um centrômero mais ou menos central e braços de comprimentos aproximadamente iguais.

– Submetacêntrico: O centrômero é excêntrico e apresenta braços de comprimentos nitidamente diferentes.

– Acrocêntrico: Apresenta centrômero próximo a uma extremidade. Os cromossomos acrocêntricos humanos (13, 14, 15, 21, 22) têm pequenas massas de cromatina conhecidas como satélites fixadas aos seus braços curtos por pedículos estreitos ou constrições secundárias.

1.3.3- Indicações para Análise dos Cromossomos• Problemas de crescimento e

desenvolvimento iniciais• Natimorto e morte neonatal• Problemas de fertilidade• Neoplasia• Gestação de uma mulher em idade

avançada.

Problemas de crescimento e desenvolvimento iniciais• Falta ou retardo no desenvolvimento• Fácies dismórfica• Malformações múltiplas• Baixa estatura• Genitália ambígua• Retardo mental

– Combinações desses fatores

Natimorto e Morte Neonatal• Natimorto e morte neonatal

– Anomalias cromossômicas – 10% natimortos

– Morte no período neonatal – 10%• Suspeita clínica > cariótipo

Problemas de Fertilidade• Abortos recorrentes

– 6% em um dos genitores > aborto recorrente

• Mulheres com amenorréia

Gestação de mulher em idade avançada

• Gestação em pacientes com mais de 35 anos de idade

Neoplasias• Todos os cânceres estão associados a

uma ou mais anomalias cromossômicas– Prognóstico

História familiar• História familiar positiva

Qual o material ideal para identificar e estudar os cromossomos?

• Culturas de células preparadas em sangue periférico– Vida curta

• Biópsia de pele• Linfócitos• Medula óssea

– Procedimento invasivo– Alta proporção de células em divisão– Principal uso: Suspeita de malignidades

hematológicas

• Células fetais– Líquido amniótica– Biópsia do vilo corial

Qual a técnica utilizada para identificar os cromossomos?

– Coloração– Bandeamento dos cromossomos de

acordo com a coloração a ser usada.

DIVISÃO CELULAR

A- A divisão celular: Mitose

Mitose• Conceito: Processo de multiplicação celular

responsável pela criação de novas células diplóides a partir das existentes.

• Intérfase: Antes de se dividir uma célula deve duplicar seus conteúdos, incluindo seu DNA.– Fases: G1, S e G2.

• Ciclo celular: Alternância de mitose e intérfase.

A duração do ciclo celular varia de um tipo celular para outro, podendo variar de algumas horas a dias/anos.

Intérfase• Fases:

– G1: intervalo entre a mitose e o início da replicação. Não há síntese de DNA.

– S: síntese de DNA (cromátides se duplicam).

– G2: finalização e entra em mitose.

Prófase

• Caracterizada por:– Condensação dos cromossomos– Centríolos migrando para o pólo da célula

Metáfase• Inicia-se com o desaparecimento da

membrana nuclear, permitindo que os cromossomos se dispersem na célula.

• Caracteriza-se por:– Cromossomos distribuem-se na porção

equatorial da célula;– Atingem o grau máximo de condensação.

Anáfase• Inicia-se quando os cromossomos se

separam nos centrômeros• As cromátides irmãs, agora, se tornam

cromossomos-filhos

Telófase• Cromossomos começam a se

descondensar• Reconstituição da membrana nuclear

Citocinese• Divisão do citoplasma

Mitose – Esquema geral

B- Meiose

Meiose• Conceito: Trata-se do mecanismo principal pelo

qual os gametas haplóides são formados a partir de células precursoras diplóides.

• Ciclos:– Meiose 1: Divisão reducional;– Meiose 2: Divisão eqüacional.

• Intérfase: Também ocorre em processos importantes como a replicação do DNA.

C- Crossing ou Permuta• Consiste na troca de segmentos de

DNA entre cromátides não irmãs de cromossomos homólogos, garantindo a variabilidade dos gametas.

Diferenças entre Meiose e Mitose

MITOSE MEIOSEFormam-se 2 células-filhas Formam-se 4 células-filhas

O número de cromossomos das células filhas é igual ao original

O número de cromossomos das células-filhas é a metade do

original

Ocorre nas células somáticas e, portanto, associada ao

crescimento celularOcorre nas células germinativas

Separa as cromátides irmãsInicialmente separam-se os

cromossomos e depois separam-se as cromátides

Não há emparelhamento de cromossomos

Há emparelhamento de cromossomos

PROBLEMAS NA MEIOSE E NA MITOSE

• Problemas na Meiose– Cromossomos

não segregam– Não há

disjunção• Trissomias