CóPia De GenéTica MóDulo Iii

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CóPia De GenéTica MóDulo Iii

  1. 3. <ul><li>Gregor Mendel – Monge Austro-Húngaro e seus experimentos com </li></ul><ul><li>manipulação de cruzamento de ervilhas. </li></ul><ul><li>Sementes enrugadas ou lisa </li></ul><ul><li>Flores brancas </li></ul><ul><li>Caules longos ou curtos </li></ul><ul><li>PÉS DE ERVILHA = HERMAFRODITASA </li></ul><ul><li>Estame = órgão ♂ </li></ul><ul><li>Estígma = órgão ♀ </li></ul>
  2. 4. <ul><li>Em seus experimentos, cruzou: </li></ul><ul><li>Flores púrpuras + púrpuras </li></ul><ul><li>brancas + brancas </li></ul><ul><li>brancas + púrpuras </li></ul><ul><li>OBSERVOU OS TRAÇOS </li></ul><ul><li>Sementes lisas + lisas </li></ul><ul><li>enrugadas + enrugadas </li></ul><ul><li>enrugadas + lisas FENÓTIPO </li></ul><ul><li>MANIPULANDO O GENÓTIPO </li></ul><ul><li>Desenvolveu conceitos fundamentais sobre Hereditariedade dominante </li></ul><ul><li>e recessiva </li></ul>
  3. 5. <ul><li>OBSERVAÇÃO </li></ul><ul><li>Ao cruzar linhagens puras não aparecia uma mistura = </li></ul><ul><li>TRAÇOS ERAM SEGREGADOS (Transmitidos de uma forma ou de </li></ul><ul><li>outra) </li></ul><ul><li>Na segunda geração </li></ul><ul><li>Sementes lisas ou as flores púrpuras = dominante 3:1 = fenótipo </li></ul><ul><li>Gene Homozigóticos - ♂ = ♀ </li></ul><ul><li>Genes Heterozigóticos - ♂ = ♀ </li></ul><ul><li>Cada membro do par tem um alelo igual – dominante ou recessivo </li></ul>
  4. 7. <ul><li>Padrões Mendelianos </li></ul><ul><li>A –Autossômico Dominante </li></ul><ul><li>B – Recessivo Dominante </li></ul><ul><li>C – Ligado a o sexo Dominante </li></ul><ul><li>D - Ligado a o sexo Recessivo </li></ul><ul><li>Doenças recessivas </li></ul><ul><li>Surgem do nada </li></ul><ul><li>Atacam famílias que não estão esperando </li></ul><ul><li>Única forma de se descobrir é através de um antepassado </li></ul>
  5. 8. <ul><li>Recessivas autonômicas </li></ul><ul><li>Tay-Sachs – Judeus de descendência asquenaze </li></ul><ul><li>Franco-canadenses </li></ul><ul><li>Crianças nascem normais -> sinais de degeneração do S.N -> morte </li></ul><ul><li>em 3 a 4 anos . </li></ul><ul><li>Fenilcetonúria – alteração da enzima que decompõe o AA da </li></ul><ul><li>Fenilalamina (presente nas proteínas). </li></ul><ul><li>Crianças nascem normais -> sinais de agressão do S.N.C -> limitação </li></ul><ul><li>intelectual + mudança de personalidade. </li></ul><ul><li>Fibrose Cística – secreção anormal de muco nos pulmões -> </li></ul><ul><li>Insuficiência Respiratória -> Infecção </li></ul><ul><li>Albinismo – falta do código que dá o comando para produção de </li></ul><ul><li>melanina </li></ul>
  6. 9. <ul><li>Recessivas ligadas ao sexo </li></ul><ul><li>Normalmente acontece em homens já que o cromossomo Y é pequeno, </li></ul><ul><li>transmite pouca informação e, por serem “fracos”, não conseguem </li></ul><ul><li>combater a determinação do cromossomo X afetado que receberam da </li></ul><ul><li>mãe. </li></ul><ul><li>Não existe transmissão do pai para o filho </li></ul><ul><li>Todos os filhos de um casal que tem o gene X do pai comprometido são </li></ul><ul><li>portadores pois recebem involuntariamente o X afetado do pai </li></ul><ul><li>Síndrome do X Frágil </li></ul><ul><li>Síndrome de Lesch-Nyhan – retardo mental </li></ul><ul><li>Hemofilia </li></ul><ul><li>Distrofia Muscular </li></ul>
  7. 10. <ul><li>Síndrome do X Frágil </li></ul><ul><li>Causa mais comum de Retardo Mental </li></ul><ul><li>Conteúdo do cromossomo X = instável </li></ul><ul><li>Repetição de grande número de trinuceotídeos –CGG – quanto maior </li></ul><ul><li>o número de repetições maior a gravidade da doença. </li></ul><ul><li>50 a 1500 repetições </li></ul><ul><li>CGC interfere na transferência de informações genéticas </li></ul><ul><li>Hemofilia </li></ul><ul><li>Rainha Vitória transmitiu por meio de suas filhas a doença para </li></ul><ul><li>famílias reais de toda a Europa </li></ul><ul><li>Falta um fator de coagulação – ferimento = sangramento initerrupto </li></ul>
  8. 11. <ul><li>Síndrome de Lesch-Nyhan – Retardo Mental </li></ul><ul><li>Ausência de enzima (hipoxantina quanina fosforribosiltransferase) que </li></ul><ul><li>metaboliza as purinas. </li></ul><ul><li>Crianças se mutilam mastigando suas próprias mãos </li></ul><ul><li>Agridem a si próprias e a outras </li></ul><ul><li>TRAÇOS NORMAIS TAMBÉM RECESSIVOS </li></ul><ul><li>Daltonismo para verde e vermelho </li></ul>
  9. 12. <ul><li>Doença Dominante Ligada ao cromossomo X </li></ul><ul><li>Doenças raras </li></ul><ul><li>Ex: raquitismo Resistente a vitamina D (hipofosfatemia) </li></ul><ul><li>Mulheres portam gene dominante e transmitem a doença: </li></ul><ul><li>½ para filhos </li></ul><ul><li>½ para filhas </li></ul><ul><li>Os homens só podem transmitir a doença para as filhas </li></ul>
  10. 13. <ul><li>Doença Dominante Autossômica </li></ul><ul><li>Afeta ambos os sexos </li></ul><ul><li>Ex: Coréia de Hungtington – doença de início tardio (30 a 60 anos) </li></ul><ul><li>Vivem o suficiente para ter filhos e transmitir a doença para sua prole </li></ul><ul><li>Mudanças de personalidade + movimentos anormais + início de </li></ul><ul><li>Demência + morte prematura </li></ul><ul><li>Se deve a mutação do braço curto do cromossomo 4 = repetição </li></ul><ul><li>trinucleotídea </li></ul>
  11. 14. <ul><li>Doença Autossômica Influenciada pelo sexo </li></ul><ul><li>Ex; Calvice – só o homem tem. Ocorre quando aumenta os níveis de </li></ul><ul><li>Testosterona </li></ul><ul><li>Na Esquizofrenia a data da manifestação se dá na adolescência e </li></ul><ul><li>mais freqüente no sexo masculino data esta em que os níveis de </li></ul><ul><li>testosterona começam a aumentar </li></ul><ul><li>Será a questão hormonal um dos fatores que contribuem para o </li></ul><ul><li>transtorno ou a sua maior incidência no sexo masculino pode estar </li></ul><ul><li>associada parcialmente a um gene recessivo ligado ao sexo ? </li></ul>
  12. 15. <ul><li>James Watson e Francis Crick – 1953 </li></ul><ul><li>Estrutura Molecular do Ácido Nucléico: A Estrutura do Acido </li></ul><ul><li>Desoxirribonucléico. </li></ul><ul><li>DNA – Hélice dupla com uma espinha dorsal açúcar e fosfato unidos </li></ul><ul><li>por dois pares de bases: G-C e A-T – como degraus de uma escada </li></ul><ul><li>em espiral </li></ul><ul><li>DNA = código genético que dita a estrutura e o desenvolvimento de </li></ul><ul><li>todas as coisas vivas </li></ul><ul><li>O QUE É UM GENE? </li></ul><ul><li>DNA – codifica informações químicas -> cria AA (20) -> PROTEÍNAS </li></ul>
  13. 16. <ul><li>Uma das principais características das células eucariontes é a </li></ul><ul><li>Presença de um núcleo de forma variável, porém bem individualizado </li></ul><ul><li>e separado do restante da célula: </li></ul><ul><li>Os eucariontes são formados por células que apresentam basicamente </li></ul><ul><li>membrana plasmática, citoplasma e núcleo, sendo este delimitado por </li></ul><ul><li>uma membrana denominada carioteca. </li></ul><ul><li>O Núcleo tem 30 000 a 40 000 genes </li></ul><ul><li>Distribuídos e 23 pares de cromossomos </li></ul><ul><li>22 semelhantes em ambos os sexos </li></ul><ul><li>= autossômicos </li></ul><ul><li>1 diferente entre si = sexual (X e Y) </li></ul><ul><li>Conjunto de cromossomos de cada espécie </li></ul><ul><li>= cariótipo </li></ul>
  14. 18. Ao Microscópio ótico <ul><li>Sob maiores aumentos se comprova </li></ul><ul><li>que o nucléolo apresenta áreas constituídas </li></ul><ul><li>por grânulos e áreas compostas de fibrilas </li></ul><ul><li>A parte fibrilar (F) é constituída de DNA </li></ul><ul><li>a parte granular (G) consiste em partículas </li></ul><ul><li>precursoras das subunidades ribossômicas </li></ul><ul><li>no processo de maturação que ao final migram para o citoplasma </li></ul><ul><li>Para formar proteinas nos ribossoma </li></ul>
  15. 19. <ul><li>Estruturas esféricas e densas que se </li></ul><ul><li>coram intensamente. </li></ul><ul><li>Ao Microscópio Eletrônico </li></ul><ul><li>= massa densa e compacta, com </li></ul><ul><li>cavidades cheias de cromatina </li></ul>
  16. 20. CROMATINA <ul><li>Porções do núcleo que se coram </li></ul><ul><li>A cromatina é constituída por desoxirribonucleoproteína – Ácido </li></ul><ul><li>Desoxirribonucleico – código genético para criar e destruir a vida </li></ul><ul><li>Apresenta-se em vários graus de condensação . </li></ul><ul><li>Grau de condensação está relacionado ao tipo de célula e ao seu </li></ul><ul><li>estado funcional </li></ul><ul><li>Heterocromatina = condensada </li></ul><ul><li>Eucromatina = difusa </li></ul>
  17. 22. ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS <ul><li>O DNA, = constituinte fundamental do cromossomo </li></ul><ul><li>Formado por bases nitrogenadas - purinas (adenina e guanina) </li></ul><ul><li>piridimindas (citosina e timina). </li></ul><ul><li>No mRNA e timina é substituída pela uracila . </li></ul><ul><li>A molécula de DNA é uma hélice dupla helicóidal, em que o filamento </li></ul><ul><li>externo é constituído por fósforo e açúcar e a parte mais interna pelas </li></ul><ul><li>ligação por pontes duplas de hidrogênio entre adenina e guanina e </li></ul><ul><li>triplas entre citosina e timina. </li></ul>
  18. 23. ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS <ul><li>DNA = Família de proteinas básicas = histonas </li></ul><ul><li>Grupo de proteinas ácidas = não histonas </li></ul><ul><li>Outro aspecto importante é a associação entre DNA e histonas. </li></ul><ul><li>As histonas carregadas positivamente formam um complexo </li></ul><ul><li>juntamente com os grupos fosfatados do DNA carregados </li></ul><ul><li>negativamente. </li></ul><ul><li>Aspecto + = Alta concentração de aminoácidos lisina e arginina. </li></ul><ul><li>A complexação das histonas além de causar um aumento do diâmetro </li></ul><ul><li>do DNA, de cerca de 20 a 30 angstron, muda também as </li></ul><ul><li>propriedades físicas do DNA. A temperatura de fusão (temperatura na </li></ul><ul><li>qual os fios de DNA mudam da forma de hélice dupla regular para a </li></ul><ul><li>forma de fio simples, é bastante aumentada. </li></ul>
  19. 24. <ul><li>HISTONAS </li></ul><ul><li>As proteínas histonas, servem como blocos de construção para empacotar o DNA eucariótico em unidades de nucleosoma repetitivos que são dobrados em fibras de cromatina de alta ordem. </li></ul><ul><li>São as principais proteinas que compõem a cromatina . Atuam como a matriz na qual o DNA se enrola. Têm um papel importante na regulação dos genes. </li></ul><ul><li>As histonas são proteínas simples, solúveis em água. </li></ul><ul><li>Nos cromossomos humanos = H1, H2A, H2B, H3, H4. - As quatro últimas ocorrem nos cromossomos em proporções semelhantes. </li></ul><ul><li>As histonas H2A e H2B possuem peso molecular bem inferior ao da H1 e apresentam alto grau de lisinas. </li></ul><ul><li>As histonas H3 e H4 são ricas em arginina. </li></ul>
  20. 25. <ul><li>Proteínas Não-Histônicas </li></ul><ul><li>As proteínas não-histônicas dos cromossomos são classificadas, de </li></ul><ul><li>um modo geral, em proteínas acídicas, as quais podem ser removidas </li></ul><ul><li>por soluções alcalinas fracas, proteínas residuais, que ficam </li></ul><ul><li>remanescentes depois da extração das histonas, e enzimas. </li></ul>
  21. 26. <ul><li>ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS - Condensação Cromossômica </li></ul><ul><li>Duas cópias de cada uma das quatro histonas ( H2A, H2B, H3, H4 ) </li></ul><ul><li>constituem um octâmero, em torno do qual um segmento de dupla </li></ul><ul><li>hélice de DNA se enrola, como uma linha em torno de um carretel. </li></ul><ul><li>Cada complexo de DNA com histonas centrais é considerado um </li></ul><ul><li>nucleossomo . </li></ul>
  22. 27. <ul><li>A histona H1 tem papel na organização da cromatina ocupando lugar </li></ul><ul><li>na região espaçadora internucleossômica, forçando o material a outro </li></ul><ul><li>tipo de compactação, em estruturas secundárias helicóides, </li></ul><ul><li>denominadas solenóides </li></ul>
  23. 28. <ul><li>Com a formação da solenóide, tem-se a ação de proteínas </li></ul><ul><li>não-histonas que formam estruturas em alças ou domínios. As alças </li></ul><ul><li>podem ser o início dos espessamentos parecidos com nós, </li></ul><ul><li>denominados cromômeros. À medida que os cromossomos se </li></ul><ul><li>condensam mais, os cromômeros adjacentes fundem-se em estruturas </li></ul><ul><li>maiores e tornam-se depois as bandas cromossômicas </li></ul>
  24. 30. <ul><li>Cada cromossomo mitótico apresenta uma região estrangulada </li></ul><ul><li>= centrômero ou constrição primária ( ponto de referência citológico básico dividindo os cromossomos em dois braços) </li></ul><ul><li>p (de petti ) para o braço curto e, </li></ul><ul><li>q para o longo. </li></ul><ul><li>Os braços são indicados pelo número do cromossomo seguido de p ou </li></ul><ul><li>q. </li></ul><ul><li>Ex: 11p é o braço curto do cromossomo 11. </li></ul><ul><li>Constrição secundária são estreitamentos que aparecem sempre no mesmo </li></ul><ul><li>lugar </li></ul>
  25. 36. <ul><li>Bases: Adenina - Tiamina </li></ul><ul><li>Citosina - Guanina </li></ul>
  26. 38. A MENSAGEM É FEITA POR TRÊS PARES DE BASE
  27. 39. <ul><li>CÓDIGO – Trinca (três bases) = códon </li></ul><ul><li>AA = Abreviatura de Aminoácido </li></ul><ul><li>CODON STOP = Final de uma seqüência </li></ul><ul><li>Proteínas = 100 ou + aminoácidos </li></ul><ul><li>Genoma = grande parte de “seqüências inúteis” – DNA Lixo com </li></ul><ul><li>brechas de regiões codificadoras 2% = REGIÃO CODIFICADORA </li></ul><ul><li>O QUE É UM GENE? </li></ul><ul><li>Seqüência de códons que codificam uma proteína </li></ul>
  28. 41. <ul><li>Como Funciona – DOGMA CENTRAL </li></ul><ul><li>TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO </li></ul><ul><li>DUPLICAÇÃO DNA -> RNA -> PROTEÍNA </li></ul><ul><li>Filamento que se separa age como uma forma por 2 propósitos </li></ul><ul><li>1º duplicação de todo par do filamento para transferência do banco de </li></ul><ul><li>dados completo para a nova célula </li></ul><ul><li>2º Produção de proteína – somente a parte a ser transportada se separa </li></ul><ul><li>RNA Mensageiro é semelhante ao DNA </li></ul><ul><li>Diferenças </li></ul><ul><li>Só tem uma espinha dorsal de açúcar e fosfato </li></ul><ul><li>Timina substituída pelo Uracil </li></ul>
  29. 42. <ul><li>CONHECIMENTO ATUAL </li></ul><ul><li>GENE NÃO É UMA SÉRIE COMPACTA DE CODONS = PTN </li></ul><ul><li>Exons – código para seqüência de AA </li></ul><ul><li>CODONS </li></ul><ul><li>Introns – seqüências intercalares </li></ul><ul><li>- informações regulatórias </li></ul><ul><li>-serve como base crítica para uniões </li></ul><ul><li>alternativas. </li></ul><ul><li>- um gene único = potencial para formar </li></ul><ul><li>vários tipos de ptn </li></ul>
  30. 43. Origem dos Introns Os introns foram adquiridos pelos eucariotes ou foram perdidos pelos Procariotes? Hipoteses: Teriam surgido como conseqüência da fusão de pequenas seqüências, possibilitando rearranjo de seqüências codificantes sem necessidade de uma exata justaposição. “ Os introns não seriam uma necessidade para sobrevivência, mas sim uma vantagem evolutiva, permitindo uma evolução mais rápida,
  31. 44. <ul><li>Identificar um Gene é equivalente a saber exatamente: </li></ul><ul><ul><li>Em que fita do DNA se encontra o Gene. </li></ul></ul><ul><ul><li>Onde estão seus Exons </li></ul></ul><ul><ul><li>Splicing é o passo final do processamento do RNAm </li></ul></ul>
  32. 45. Permitir recombinação entre exons de diferentes genes. Permitir a produção de mais de uma proteína a partir do mesmo gene, “splicing alternativo”, incremento do potencial codificante do genoma. (60% genes apresentam splicing alternativo) Importância do splicing Principal impedimento para predizer a seqüência de uma proteína a partir de seu gene e conseqüentemente o numero total de seqüências codificantes no genoma
  33. 47. Abertura da Hélice Processo é iniciado por uma grupo de proteínas reguladoras = fator de transcrição -> abertura da hélice em um ponto onde começa um gene
  34. 49. <ul><li>Bases = letras </li></ul><ul><li>Códon = palavra </li></ul><ul><li>Exons = parágrafos interrompidos por Introns </li></ul><ul><li>Genes = História </li></ul><ul><li>Cromossomos = Capítulos </li></ul><ul><li>Genoma = Livro </li></ul>
  35. 50. <ul><li>De 30 000 a 40 000 genes – 500 000 proteínas </li></ul><ul><li>No processo de transcrição os introns são removidos </li></ul><ul><li>RNAm vai lendo o DNA até o exon STOP (UAA UAG UGA) </li></ul><ul><li>O PROCESSO DE SÍNTESE DE PROTRÍNAS SE DÁ FORA DO </li></ul><ul><li>NÚCLEOS - NOS RIBOSSOMAS </li></ul>
  36. 51. No Ribossoma que um fragmento de RNAmensageiro vai ser lido
  37. 54. <ul><li>MISTÉRIOS </li></ul><ul><li>Cada célula contem o mesmo DNA. </li></ul><ul><li>Se diferenciam em inúmeros tecidos e órgãos com funções distintas. </li></ul><ul><li>Toda degeneração ou crescimento ou todas as respostas físicas e </li></ul><ul><li>mentais são determinados pelo DNA à medida que interage com o os </li></ul><ul><li>eventos externos. </li></ul><ul><li>A REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA É O SEGREDO </li></ul><ul><li>QUE ESTÁ POR TRÁS DA DIFERENCIAÇÃO E DA ADAPTABILIDADE </li></ul>
  38. 55. <ul><li>23 pares produzem uma diversidade de tecidos </li></ul><ul><li>O DNA como planta arquitetônica que estabelece um conjunto geral de </li></ul><ul><li>Diretrizes </li></ul><ul><li>Os genes não são autocratas rígidos que ditam o nosso destino. Em </li></ul><ul><li>vez disto, eles são um grupo responsivo de legisladores que devem </li></ul><ul><li>ouvir as mensagens biológicas e responder a elas </li></ul><ul><li>Nancy Andreasen </li></ul><ul><li>= ligar e ficar ativo ou </li></ul><ul><li>ficar em silêncio EXPRESSÃO GÊNICA = FLEXÍVEL </li></ul>
  39. 56. <ul><li>Genes são ligados e desligados em resposta a certos estímulos </li></ul><ul><li>Cada gene é precedido de um “botão” liga/desliga -> trabalha e produz </li></ul><ul><li>proteína ou permanece desligado - Francois Jacob e Jacques Monod – 1965 </li></ul><ul><li>(estudo com E Coli e capacidade de metabolizar lactose) </li></ul>Distribuição dos genes e módulos de controle do operon lac. O gene i ,  para o repressor lac, expresso constitutivamente, está situado próximo ao conjunto dos genes induzíveis lacZ, lacY e lacA , responsáveis pela síntese das proteínas b-galactosidase, permease e transacetilase. O promotor plac é controlado pelo operador olac, onde se ligam duas moléculas do repressor .
  40. 57. <ul><li>Células Eucariontes – genes são regulados pela combinação de </li></ul><ul><li>múltiplos promotores e enhancers ( seqüências modulares curtas que </li></ul><ul><li>conectam fatores de transcrição) </li></ul><ul><li>Alguns genes usados com freqüência (housekeeping) – posição ligada </li></ul><ul><li>A maioria dos genes permanece desligado, só ligando diante de um </li></ul><ul><li>estímulo. </li></ul><ul><li>Repressora </li></ul><ul><li>Substância Reguladora </li></ul><ul><li>Ativadora </li></ul><ul><li>Controle da expressão gênica pode ser + ou - </li></ul><ul><li>Principal forma de um gene ligar ou desligar = mudança de forma das </li></ul><ul><li>proteínas em resposta ao ambiente circundante químico </li></ul>
  41. 58. <ul><li>Ex: </li></ul><ul><li>1 – Estresse – Aumento de cortisol -> citoplasma -> receptores citoplasmáticos -> núcleos -> sítio regulador -> proteínas para resposta adaptativa </li></ul><ul><li>2 – Testosterona e Estrogênio na puberdade -> receptor citoplasmático -> mudanças em órgãos sexuais </li></ul>
  42. 59. <ul><li>AS MUTAÇÕES </li></ul><ul><li>Definição </li></ul><ul><li>Tipo selvagem = alelo encontrado com mais freqüência nas </li></ul><ul><li>populações naturais ou o que é usado como estoque para padrão em </li></ul><ul><li>laboratório </li></ul><ul><li>Ex; drosófila (mosca da fruta) – selvagem = olho vermelho </li></ul><ul><li>MUTAÇÃO = É A MUDANÇA DE UM ALELO OU DE VÁRIAS BASES </li></ul><ul><li>POR RAZÕES “ESPONTÂNEAS”, RADIAÇÃO, SUBSTÂNCIAS </li></ul><ul><li>QUÍMICAS </li></ul><ul><li>CONSEUÊNCIAS – Inofensivas para o indivíduo </li></ul><ul><li>Sobrecrescimento celular </li></ul>
  43. 60. <ul><li>TAXA DE MUTAÇÃO </li></ul><ul><li>Baixa = doenças familiares = Hungtigton </li></ul><ul><li>Altas = Doenças Mentais, Cancer </li></ul><ul><li>Mutações podem ser: </li></ul><ul><li>Gênica = 1 alelo é modificado - Pontual </li></ul><ul><li>Crmossômica – grupos de cromossomos – Ex trissomia do 21 </li></ul><ul><li>Deleção – perda de um segmento de DNA </li></ul><ul><li>Inserção – Curta </li></ul><ul><li>Longa (repetição trinucleotídica) – Ex: Coréia de Hungtigton </li></ul><ul><li>repetição de CAG </li></ul><ul><li>ANTECIPAÇÃO = Idade de início de 1 doença tende a se tornar cada </li></ul><ul><li>vez mais precoce nas gerações subseqüentes e os sintomas tornam- </li></ul><ul><li>se mais graves </li></ul>
  44. 62. <ul><li>A GENÉTICA DAS DOENÇAS COMPLEXAS </li></ul><ul><li>Doenças genéticas mais comuns = complexas, poligênicas </li></ul><ul><li>Nem todas as pessoas desenvolvem a doença – multifatorial -> </li></ul><ul><li>variedade de fatores não genéticos influenciam. </li></ul><ul><li>Genes = múltiplos que somam ou interagem os seus efeitos. </li></ul><ul><li>PENETRAÇÃO – Fenômeno tudo ou nada </li></ul><ul><li>Completa – ter o gene = ter a doença </li></ul><ul><li>Incompleta – ter o gene = pode ter a doença ou não </li></ul><ul><li>EXPRESSIVIDADE – Grau que o genótipo vai se manifestar </li></ul><ul><li>fenotipicamente – muito leve, leve grave, muito </li></ul><ul><li>grave </li></ul>MODULAÇÃO POR FATORES AMBIENTAIS
  45. 64. <ul><li>Esquizofrenia </li></ul><ul><li>Suposição que poderia manifestar o fenômeno da antecipação o que </li></ul><ul><li>sugeriria a presença de repetições trinucleotídicas como fator de </li></ul><ul><li>influência. </li></ul><ul><li>Suposição que o fator hormonal (testosterona) como um dos fatores </li></ul><ul><li>causativos – Maior prevalência em jovens púberes do sexo masculino </li></ul>
  46. 65. <ul><li>Há dois tipos de divisão celular: mitose e meiose </li></ul><ul><li>. A mitose é a divisão habitual das células somáticas, pela qual o corpo cresce, se diferencia e realiza reparos. A divisão mitótica resulta normalmente em duas células-filhas, cada uma com cromossomos e genes idênticos aos da célula-mãe. </li></ul><ul><li>A meiose ocorre somente nas células da linhagem germinativa e apenas uma vez numa geração. Resulta na formação de células reprodutivas (gametas), cada uma das quais tem apenas 23 cromossomos. </li></ul><ul><li>Meiose I e Meiose II </li></ul>
  47. 66. <ul><li>MEIOSE I </li></ul><ul><li>INTÉRFASE - Os núcleos passam pelo intervalo G1, que precede o </li></ul><ul><li>período de síntese de DNA, período S, quando o teor de DNA é </li></ul><ul><li>duplicado, e pelo intervalo G2 . </li></ul><ul><li> </li></ul>
  48. 67. <ul><li>PRÓFASE I - Os cromossomos homólogos se associam formando </li></ul><ul><li>pares, ocorrendo permuta (crossing-over) de material genético entre </li></ul><ul><li>eles. </li></ul>
  49. 68. METÁFASE I - desaparecimento da membrana nuclear. Forma-se um fuso e os cromosomos pareados se alinham no plano equatorial da célula com seus centrômeros orientados para pólos diferentes.
  50. 69. <ul><li>ANÁFASE I - Os dois membros de cada bivalente se separam e seus </li></ul><ul><li>respectivos centrômeros com as cromátides-irmãs fixadas são </li></ul><ul><li>puxados para pólos opostos da célula. </li></ul><ul><li>Os bivalentes distribuem-se independentemente uns dos outros e, em </li></ul><ul><li>consequência, os conjuntos paterno e materno originais são separados </li></ul><ul><li>em combinações aleatórias </li></ul>
  51. 70. <ul><li>TELÓFASE I – </li></ul><ul><li>Nesta fase os dois conjuntos haplóides de cromossomos se agrupam </li></ul><ul><li>nos pólos opostos da célula. </li></ul>
  52. 71. <ul><li>PRÓFASE II </li></ul><ul><li>É bem simplificada, visto que os cromossomos não perdem a sua </li></ul><ul><li>condensação durante a telófase I. Assim, depois da formação do fuso </li></ul><ul><li>e do desaparecimento da membrana nuclear, as células resultantes </li></ul><ul><li>entram logo na metáfase II . </li></ul>
  53. 72. <ul><li>METÁFASE II </li></ul><ul><li>Os 23 cromossomos subdivididos em duas cromátides unidas por um </li></ul><ul><li>centrômero prendem-se ao fuso </li></ul>
  54. 73. <ul><li>ANÁFASE II </li></ul><ul><li>Após a divisão dos centrômeros as cromátides de cada cromossomo </li></ul><ul><li>migram para pólos opostos. </li></ul>
  55. 74. <ul><li>TELÓFASE II </li></ul><ul><li>Forma-se uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de </li></ul><ul><li>cromátides </li></ul>
  56. 75. <ul><li>GENÉTICA </li></ul><ul><li>GENOMA HUMANO = 2,9 A 3,2 BILHÕES DE NUCLEOTÍDEOS </li></ul><ul><li>1,1 a 1,4% com função codificadora de proteínas </li></ul><ul><li>5% = cadeias grandes de DNA duplicadas recentemente, incluindo </li></ul><ul><li>vários genes </li></ul><ul><li>Número de genes = 22 a 26 mil -> deve aumentar </li></ul><ul><li>Genomas são idênticos em 99,9% </li></ul><ul><li>0,1% Polimorfismo de DNA que produzem as diferenças: </li></ul><ul><li>variedades de respostas entre as pessoas e predisposição genética </li></ul><ul><li>a doenças. ocorre em mais de 1% da população </li></ul>
  57. 76. <ul><li>Responsáveis pelas diferenças individuais (cor de pele, </li></ul><ul><li>altura, cabelo, etc) </li></ul><ul><li>Diferença na resposta a um medicamento – farmacogenômica </li></ul><ul><li>Pelo aumento da suscetibilidade a certas doenças doença </li></ul><ul><li>(Ex: formando enzimas menos ativas) </li></ul><ul><li>A maioria das mudanças = apenas 1 nucleotídeo - Single Nucleotide </li></ul><ul><li>Polymorfism </li></ul><ul><li>Alta freqüência de SNP = base das doenças. </li></ul>
  58. 77. <ul><li>Exemplos: variações de número de repetições de seqüência </li></ul><ul><li>Exemplos: variações de número de repetições de seqüências </li></ul><ul><li>repetições maior ou menor de indivíduo para indivíduo = microsatélites de DNA </li></ul><ul><li>Inserções e Deleções de Sequências </li></ul><ul><li>SNPs (Single Nucleotide Polimorfism) – ocorre a cada 1000 bases </li></ul><ul><li>OBS: Genoma é construído de 2 milhões de bases. </li></ul><ul><li>SNPs Não sinônimo = cgc tat caa ac t gaa cta </li></ul><ul><li>cgt tat caa ac a gaa cta - </li></ul><ul><li>altera a seqüência de aminoácido de uma proteína e as vezes sua </li></ul><ul><li>estrutura e função - formação da proteína variante </li></ul>
  59. 78. <ul><li>Outros SNPs Funcionais </li></ul><ul><li>SNPS em regiões promotoras – região que vai ativar a expressão </li></ul><ul><li>deste gene, regula o quanto este gene é expresso nas células </li></ul><ul><li>SNPs que alteram a organização de s de uma proteína formando </li></ul><ul><li>assim diferentes formas de proteínas. </li></ul>
  60. 79. <ul><li>ESTUDOS EM ESQUIZOFRENIA </li></ul><ul><li>Estudos de gêmeos e de adoção têm revelado a importância do componente </li></ul><ul><li>genético. </li></ul><ul><li>Reflete uma sintomatologia comum causada por diversas anormalidades </li></ul><ul><li>genéticas distintas </li></ul><ul><li>Na esquizofrenia é preciso que haja mais de um hit genético para que haja </li></ul><ul><li>manifestação clínica. </li></ul><ul><li>Modelo Estresse-Diátese -> Vulnerabilidade específica (genética) quando </li></ul><ul><li>Influenciado por fatores ambientais estressantes = Esquizofrenia. </li></ul><ul><li>Componente ambiental pode ser biológico (ex: infecção) psicológico </li></ul><ul><li>(ex: situação familiar estressante, morte de um parente próximo) </li></ul><ul><li>Base biológica pode ainda se moldada por influências epigenéticas (ex: abuso de drogas, estresse psicosocial e trauma) </li></ul>
  61. 80. <ul><li>GENÓTIPO </li></ul><ul><li>SQZ = alteração genética </li></ul><ul><li>diversas anormalidade genéticas </li></ul><ul><li>distintas distribuída em vários + Meio ambiente </li></ul><ul><li>cromossomos incluindo </li></ul><ul><li>1q21-22, 1q23, 2p13-14, 2q12-13, </li></ul><ul><li>2q37, 6p25, 8p21, 10p14, 13q32, </li></ul><ul><li>18p11, 22q11-13,3q1.3, </li></ul><ul><li>4p16.1-p15.3, 5p14.1-13.1, 5q32-q33, </li></ul><ul><li>6p21.3, 6p23 , 6q25, 8p21-p12 , </li></ul><ul><li>11p15.5 , 11q23 </li></ul><ul><li>ESQUIZOFRENIA </li></ul>
  62. 82. <ul><li>Os estudos familiares e de gêmeos </li></ul><ul><ul><li>risco para parentes de 1º grau entre 1,4 – 8,9% </li></ul></ul><ul><ul><li>risco para a população geral entre 0,2 – 1,1% </li></ul></ul><ul><ul><li>risco relativo 5 – 10 </li></ul></ul><ul><ul><li>concordância em monozigóticos 31 – 78% </li></ul></ul><ul><ul><li>concordância em dizigóticos 0 – 28%. </li></ul></ul><ul><li>Os estudos de adoção </li></ul><ul><ul><li>maior prevalência em filhos biológicos de pais esquizofrênicos </li></ul></ul><ul><ul><li>maior prevalência em pais biológicos de filhos esquizofrênicos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Adotados com mãe biológica esquizofrênica tem uma chance 10 vezes maior do que aqueles adotados com mãe biológica n </li></ul></ul><ul><ul><li>normal. </li></ul></ul>
  63. 84. <ul><li>Os estudos de ligação relacionam várias regiões do genoma </li></ul><ul><ul><li>loci específicos, sendo os principais 6p24-22, 1q21-22, 13q32-34, que estão, ainda, embasados por outros tipos de estudos </li></ul></ul><ul><ul><li>disbindina (DTNBP1), com resultados conflitantes sobre seus polimorfismos </li></ul></ul><ul><ul><li>d-aminoácido oxidase </li></ul></ul><ul><li>Associação </li></ul><ul><ul><li>neuregulina (NRG1) </li></ul></ul><ul><ul><li>gene codificador do receptor D3 da dopamina (homozigozidade do polimorfismo Ser9Gly) </li></ul></ul><ul><ul><li>gene codificador do receptor 5HT2a (polimorfismos </li></ul></ul>
  64. 85. <ul><ul><li>gene regulador de proteína G sinalizadora (RGS4) </li></ul></ul><ul><ul><li>gene codificador da prolina desidrogenase (PRODH) </li></ul></ul><ul><ul><li>gene codificador da catecol-O-metil transferase (COMT) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>modificação do balanço entre as duas formas dessa enzima – S-COMT (encontrada no citoplasma celular) e MB-COMT (ligada à membrana celular) – levando a alteração de sua ação. </li></ul></ul></ul>
  65. 86. <ul><li>NEUROGÊNESE E ESQUIZOFRENIA </li></ul><ul><li>ESQUIZOFRENIA COMO DOENÇA GENÉTICA </li></ul><ul><li>Causada por uma série de genes que produzem pequenos defeitos </li></ul><ul><li>Aditivos. </li></ul><ul><li>Busca de aberrações cromossômicas; </li></ul><ul><li>Inversões; </li></ul><ul><li>Perdas de trechos </li></ul><ul><li>Estudos de expressão – avalia-se o gene inteiro </li></ul><ul><li>Estudos de ligação – uso de marcadores microsatélites </li></ul><ul><li>PROBLEMA: </li></ul><ul><li>SE É UM TRANSTORNO DE NEURODESENVOLVIMENTO ISTO </li></ul><ul><li>TERIA QUE SER ESTUDADO NO EMBRIÃO E NÃO NO INDIVÍDUO </li></ul><ul><li>ADULTO </li></ul>
  66. 87. <ul><li>Estudos de ligação e associação gênica apontou para a existência de </li></ul><ul><li>32 lócus associados à esquizofrenia. </li></ul><ul><li>Não é possível dizer que genes estão envolvidos na esquizofrenia e </li></ul><ul><li>que estão nestes lócus </li></ul><ul><li>Uma análise do genoma humano utilizando banco de dados identificou </li></ul><ul><li>316 genes associados com a neurogeneses (2003) </li></ul><ul><li>Quando cruzado com os lócus mais associados conseguiu-se </li></ul><ul><li>identificar 109 genes envolvidos com a neurogênese que estavam </li></ul><ul><li>mapeados nos lócus envolvidos com a esquizofrenia. </li></ul>
  67. 88. <ul><li>Objetivo = encontrar através destes polimorfimos marcadores genéticos para a esquizofrenia </li></ul><ul><li>Análise de dados na internet dos 109 genes para identificar os genes candidatos – genes que pudessem estar através de polimorfismo que estivessem uma maior repercussão de estar alterando a proteína ou a expressão dos genes ou a organização da proteína. </li></ul><ul><li>40 genes no total de 42 polimorfismos </li></ul><ul><li>35 na região codificadora – alterando o polipeptídeo – sem maior repercussão funcional </li></ul><ul><li>4 na região promotora, podendo alterar a expressão dos genes </li></ul><ul><li>34 genes nunca tinham sido estudados em esquizofrenia </li></ul><ul><li>38 dos polimorfismos tb não tinham sido estudado </li></ul>
  68. 89. <ul><li>Validação in vitro – identificação de 100 alelos para cada polimorfismos – verificar se análise feita no computador era real na bancada </li></ul><ul><li>Validados 37 dos polimorfimos – análise de freqüência mínima de </li></ul><ul><li>5 % (freqüência menor necessitaria de um número de amostras maior </li></ul><ul><li>do que 200) </li></ul><ul><li>Excluído 3 polimorfismos </li></ul><ul><li>Análise estatísticas individuais - </li></ul><ul><li>Quando encontrado polimorfismo associados comparar com uma amostra diferente da população brasileira – dinamarquesa – pode-se replicar estes achados </li></ul><ul><li>Final = análise conjunta – SQZ genes interagem na doença </li></ul>
  69. 90. <ul><li>Por fim dados clínicos e morfometria cerebral para correlacionar os dados genéticos </li></ul><ul><li>Gene da via Wnt – define na embriogênese que células vão se diferenciar em que tecidos </li></ul><ul><li>Estudos de Knock out em camundongos – nestas vias </li></ul><ul><li>Distúrbio de transmissão sináptica </li></ul><ul><li>Perda total do hipocampo </li></ul><ul><li>Protocaderina = mais de 50 membros = importante no desenvolvimento das conexões sinápticas da rede neuronal </li></ul><ul><li>Filaminas – migração neuronal </li></ul>
  70. 91. <ul><li>Gene FZD3 = Envolvido na via WNT – encontra-se em um dos </li></ul><ul><li>lócus mais importantes e mostrados na esquizofrenia </li></ul><ul><li>= 8p22 21(controle do neurodesenvolvimento) </li></ul><ul><li>Polimorfismo no promotor poderia estar alterando alterando a </li></ul><ul><li>expressão </li></ul><ul><li>Maior freqüência de homozigotos na amostra brasileira e </li></ul><ul><li>Dinamarquesa </li></ul><ul><li>Análise funcional promotor que contem o FZD3 É 60% que o </li></ul><ul><li>Selvagem – alterações cerebrais ou no neurodesenvolvimento </li></ul>
  71. 92. <ul><li>NUMBL 19q13.13 – 13.2 </li></ul><ul><li>Possui micro satélites CAG/CAA (GLN)n </li></ul><ul><li>Maior freqüência de indivíduos que possuem duas repetições destes micro satélites </li></ul><ul><li>Importante para controlar o número de células dos progenitores neurais durante a neurogênese </li></ul><ul><li>O NUMBL é provavelmente só um dos vários genes envolvidos na predisposição à esquizofrenia. Já ficou claro, porém, que ele tem papel em uma cadeia de interações moleculares importante para o desenvolvimento cerebral do embrião . </li></ul>
  72. 93. <ul><li>AKTI 14q-32 </li></ul><ul><li>MAP1B 5q-13 SNIP G/A (VAL4G8ILE) </li></ul><ul><li>Importante na formação dos axônio neuronais </li></ul>
  73. 94. <ul><li>Análise de efeito aditivo entre os polimorfismos na etiologia da esquizofrenia </li></ul><ul><li>Método – set assossiation </li></ul><ul><li>MAP1B, AKT1, FZD3, SENA5C, ADAM 28 </li></ul><ul><li>Os dados sugerem que o envolvimento das vias WNT/ NOTCH na etiologia da esquizofrenia. </li></ul><ul><li>Estas duas vias interagem e são antagônicas entre si. Sua ativação controla o processo de diferenciação das células progenitores durante a embriogênese para ver quando as células vão ou não se diferenciar </li></ul><ul><li>O papel destas vias no desenvolvimento do SNC é bem conhecido </li></ul>
  74. 95. <ul><li>Correlação de alteração genética com morfologia cerebral </li></ul><ul><li>Relina está reduzida pela metade tanto em cérebro quanto em soro de paciente em esquizofrenia – regula o volume ventricular cerebral </li></ul><ul><li>Protocaderina – formação sinápticas – altera os índices do consciente de assimetria do índice de girificação </li></ul>
  75. 97. <ul><li>DISC1 - AATG trocado por CCTG = significativa redução de substância cinzenta em cortex frontal. - (NUDEL, FEZ1 and LIS1) que funcionam em consonância com a DISC1 encontram-se reduzidas nos indivíduos acometidos pela doença e que esta redução está estreitamente relacionada ao transtorno por alteração no transporte celular, na arquitetura neuríticas e na migração neuronal. </li></ul><ul><li>COMT - produz uma enzima que metaboliza dopamina cerebral </li></ul><ul><li>Duas formas - COMT marginal (val) mais encontrada em SQZ = fator de risco </li></ul><ul><li>para o transtorno e COMT (met). </li></ul><ul><li>Indivíduos com as duas formas de COMT (met) = pouco efeito na saúde </li></ul><ul><li>mental </li></ul><ul><li>Indivíduos com COMT (met) + COMT (val) = Risco aumentado de psicose </li></ul><ul><li>Indivíduos com as duas COMT (val) = Aumenta a probabilidade em 10 X </li></ul><ul><li>CANABIS </li></ul>
  76. 99. Um U “invertido” modela a relação entre os genes COMT, atividade do córtex pré-frontal e seus níveis de dopamina. O córtex funciona de forma ótima quando a atividade de dopamina não é nem muito baixa nem muito alta – topo da curva – A versão val/val leva a menor concentração de DA em córtex pré-frontal e menos atividade
  77. 100. <ul><li>A neuregulina apresentaria propriedade no estabelecimento de conexões do tálamo dorsal com o córtex cerebral em fases pré-natais, por criar “corredores neurais” para </li></ul><ul><li>os axônios (propriedades sinaptogênicas e de mielinização) </li></ul><ul><li>Segundo Ghashghaei, T. a neurogulina 1, 2 e o </li></ul><ul><li>ErB4 estabelecem as regras de proliferação e </li></ul><ul><li>migração dos neuroblastos na zona </li></ul><ul><li>subventricular cerebral. Estes três hit genéticos </li></ul><ul><li>também são encontrados em astrócitos e células </li></ul><ul><li>epidermóides mais intensamente . </li></ul><ul><li>O’Dovonon Michael et col descobriram que a combinação de um polimorfismo específico dos genes </li></ul><ul><li>neuregulina and ErbB4 aumentavam a suscetibilidade para esquizofrenia. </li></ul>
  78. 101. Na foto da esquerda, migração normal dos precursores neurais, formando um rio verde luminoso que flui da zona de subventricular e direção rostral para o bolbo de olfactorio. Na foto a direita, após aplicação de neuregulina 1, rompe este fluxo .
  79. 102. <ul><li>Na foto à esquerda, astrocito normal processa extensão das fibras longe da </li></ul><ul><li>superfície ventricular. Na foto à esquerda, ErbB4 -deficiência, as fibras parecem </li></ul><ul><li>ter se perdido. </li></ul>

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