Genética Conceitos Básicos

Cromossomos...

O DNA, constituinte fundamental é formado por bases nitrogenadas, entre elas as purinas, representadas pelas adenina e guaninas, e pelas pirimidinas, representadas pelas citosina e timina.

Tipos de cromossomos

metacêntrico submetacêntrico acrocêntrico telocêntrico (não há em

seres humanos)

É o estudo dos genes e de sua transmissão para as gerações futuras.

É dividida em:- Genética Clássica Mendel (1856 –

1865)- Genética Moderna Watson e Crick

(1953).

O que é genética?

- Genética Clássica unidade fundamental da hereditariedade.

- Genética Moderna Fragmento de DNA que codifica uma proteína.

Gene

Constituição gênica do indivíduo, isto é, são os genes que ele possui em suas células e que foram herdados dos seus pais.

Genótipo

São as características manifestadas por um indivíduo.

São características morfológicas, fisiológicas ou comportamentais.

É determinado pelo fenótipo, mas pode ser modificado pelo ambiente.

Fenótipo

F = G + A

(Fenótipo é igual ao genótipo do indivíduo mais a ação do ambiente).

Ex.: cor de pele, textura do cabelo, tipo sangüíneo, etc.

Fenótipo

Alterações do material genético

Introdução

● O alelo para a hemoglobina S (cadeia β ) é recessivo.

● Os indivíduos heterozigóticos (HbAHbS), portadores, são resistentes à malária.

Introdução

Introdução

Agentes internos ou externos causam alterações nos genes ou nos cromossomas – MUTAÇÕES

(ex: anemia falciforme, trissomia 21)

Tecnologia permite alterar o genoma dos indivíduos – ENGENHARIA GENÉTICA

(ex: gene da insulina é inserido em bactéria - OGM)

O que são?

São alterações ou modificações súbitas, espontâneas, em genes ou cromossomas, podendo acarretar variação hereditária.

As mutações podem ser gênicas quando alteram a estrutura do DNA, num determinado gene, ou cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos.

Mutações

O que são?

As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua ação. Podem ainda ser letais, quando provocam a morte, ou ainda acarretar doenças ou anomalias.

As mutações também promovem a evolução já que determinam aumento na variabilidade genética.

Mutações

Onde / Como ocorrem?

Por erros na replicação de DNA que antecede uma divisão celular (mitose ou meiose).

Por erros relacionados com a individualização dos cromossomas, por exemplo no crossing-over, na separação de cromossomas ou de cromatídeos, durante uma divisão celular (meiose ou mitose)

Mutações

Onde ocorrem?

Nas células somáticas (durante a mitose) refletindo-se nas células, desse indivíduo, descendentes da que sofreu a mutação (ex: tumores).

Na formação dos gametas (meiose) - células da linhagem germinativa - e serão transmitidas hereditariamente.

As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e consequentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo.

Mutações gênicas

Alteram a sequência de nucleotídeos de um gene (alteram uma ou mais bases do DNA), o que afetará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição.

Constitui-se assim um alelo, uma nova versão, do gene alterado.

Mutações gênicas

Mutações gênicas

Substituição

ocorre a troca de um ou mais pares de bases.

Mutações gênicas

Inserção e deleção

acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ou removidas, respectivamente, ao DNA, modificando a sequência de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição.

Mutações cromossômicas

Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos normal da espécie.

Podem ocorrer nos autossomos ou em cromossomas sexuais.

Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele.

Mutações cromossômicas Estruturais

Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, podendo ocasionar a perda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.

Podem acontecer por deleção, duplicação, translocação ou inversão de partes de cromossomos.

Mutações cromossômicas Estruturais

Deleção / duplicação / inversão

Mutações cromossômicas Estruturais

Translocação

Mutações cromossômicas Estruturais

Síndrome do “Grito do gato” – exemplo de deleção

Mutações cromossômicas Numéricas

Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo).

Aneuploidias - os erros envolvem apenas determinado par de cromossomos. Formam-se indivíduos cujas células possuem: um cromossoma a menos (monossomia); um cromossoma a mais (trissomia), dois ou mais cromossomas a mais (polissomia) ou sem os dois cromossomas de um determinado par (nulissomia).

Poliploidias – os erros multiplicam o conjunto de todos os cromossomas. Formam-se indivíduos cujas células possuem múltiplos de n cromossomas: 3n (triplóides), 4n (tetraplóides), (…).

Mutações cromossômicas Numéricas - Como se originam as aneuploidias?

37

Mutações cromossômicas Numéricas Trissomia 21 (Síndroma de Down) – Aneuploidia autossómica

·É a mais comum entre os natos-vivos.

·síndrome: forma os olhos mto característica, baixa estatura, boca pequena, atraso mental c/ grau variável, malformações cardíacas, esterilidade habitual nos rapazes, …. Têm tb uma esperança de vida inferior ao normal.A ocorrência aumenta com a da idade da mãe:

- 0,5 - 1 caso / 1000 nascimentos qdo a mãe tem entre 20-29 anos a

15 - 17,5 casos / 1000 nascimentos qdo a mãe tem 46 ou mais anos.

38

Mutações cromossômicas Numéricas Outras Aneuploidias autossómicas:

● Trissomia 18 (47, XX +18 ou 47, XY +18) – Síndroma de Edwards

- elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida;

- ocorrência: 1 / 10.000 nascimentos

● Trissomia 13 (47, XX +13 ou 47, XY +13) – Síndroma de Patau

- elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida;

- ocorrência: 1 / 20.000 nascimentos

Mutações cromossômicas Numéricas Síndrome de Klinefelter (47, XXY) – Aneuploidia (Trissomia) heterossômica

·Testiculos pouco desenvolvidos e com nenhuma ou reduzida produção de esperma.

Estatura elevada, por vezes um ligeiro desenvolvimento dos seios e as ancas alargadas.

Alguns apresentam ligeiro atraso mental.

- Ocorrência : 1 / 1000 indivíduos do sexo masculino

Mutações cromossômicas Numéricas Síndroma de Turner (45,X0)– Aneuploidia (monossomia) heterossómica

· Desenvolvem características femininas

apresentando contudo:

- pequena estatura e reduzido desenvolvimento

do pescoço;

- caracteres sexuais pouco desenvolvidos e

normalmente estéreis;

- por vezes manifestam atraso mental.

- Ocorrência: 1 / 10.000 indivíduos do sexo feminino

Mutações cromossômicas Numéricas Anomalias gaméticas que justificam algumas Aneuploidias heterossômicas

Mutações cromossómicas Numéricas- POLIPLOIDIA - Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só é viável como pode conduzir a fenómenos de especiação.

Como surge?

Causas

● As mutações podem ocorrer espontaneamente na Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes físicos e químicos (agentes mutagénicos)

● Agentes mutagénicos

Físicos - raios X, radiação alfa, beta e gama e raios ultravioleta

Químicos - colquicina, gás mostarda, nitrosaminas, constituintes do fumo do tabaco, etc.

● As células possuem a capacidade de reparar muitos dos erros do DNA causados pelos agentes mutagénicos. Qdo o equilíbrio entre a mutagénese e a reparação se rompe surge a mutação.

Causas

● A exposição a agentes mutagénicos é, em alguns casos, natural e inevitável, como a exposição a fontes naturais de radiação solar, radioactividade de minerais, (…) mas, a intensidade com que atingem os organismos provoca baixo nº de mutações.● A exposição a agentes mutagénicos pode ser deliberada: - para fins médicos (Ex: raios X);

- por hábitos (alimentares ou outros);

- com fins bélicos (Ex: gás mostarda, armas nucleares)

● As mutações espontâneas ocorrem com frequencia muito reduzida

● Qdo a exposição é prolongada ou a intensidade dos agentes mutagénicos é elevada, aumenta a frequência das mutações.

São cromossomos que apresentam genes para as mesmas características para as mesmas posições.

Um homólogo veio do pai e outro da mãe.

Cromossomos Homólogos

Óvulo n

Espermatozóide n

Zigoto 2n

Tamanho do Pé

Cor de Cabelo

Tipo Sanguíneo

Temperamento

Tamanho do Pé

Cor de Cabelo

Tipo Sanguíneo

Temperamento

P

c

IA

a

P

C

IB

a

Genes alelos

Genes presentes nos mesmos locais nos cromossomos homólogos.

Genes Alelos

Seres diplóides apresentam duas cópias de cada gene cada um em um cromossomo homólogo.

O indivíduo homozigoto apresenta dois alelos de um gene iguais, sejam eles genes dominantes ou recessivos.

Ex: AA, bb, ZZ, pp....

Homozigose

Indivíduos que apresentam dois alelos DIFERENTES de um gene são chamados heterozigotos.

Ex.: Aa, Bb, Pp, IA IB, Zz......

Heterozigose

Alelos que se expressam da mesma forma nas condições homozigótica e heterozigótica são chamados dominantes.

Ex: Indivíduos RR e Rr para o fator Rh são Rh+.

Dominância

Alelos que não se expressam na condição heterozigótica são denominados recessivos.

Ex: o alelo r, uma vez que um indivíduo rr é Rh-.

Recessividade

Que tipo de gametas os indivíduos abaixo podem produzir?

AA Bb Bb AABB aabb AAbb AaBb

Qual é a probabilidade de:

Um indivíduo homozigoto dominante formar um gameta A?

Um indivíduo heterozigoto formar um gameta A?