SER - POLIEDRO PRÉ - MÉDICOS GENÉTICA Prof. Vagner DETERMINAÇÃO DOS TIPOS DE HERANÇA GENÉTICA HERANÇA MONOGÊNICA OU MONOIBRIDISMO 1. HERANÇA AUTOSSÔMICA Os genes estão situados em cromossomos autossomos e desta forma afeta tanto machos quanto fêmeas na mesma proporção. A) Herança Autossômica Recessiva (P.F. = 3 : 1) - 1ª LEI DE MENDEL COM DOMINÂNCIA COMPLETA - O caráter afetado se comporta como recessivo. A dica principal é: pais normais (caráter dominante) com filho afetado, isto é diferente dos pais (caráter recessivo). O caráter afetado recessivo tende a pular gerações. Esta é uma segunda dica para interpretar genealogias. EX: albinismo, miopia, fenilcetonúria, fibrose cística, galactosemia, anemia falciforme etc. Todas as crianças de duas pessoas afetadas serão afetadas. Homens e mulheres têm a mesma probabilidade de serem afetados. DICA - MED: Anemia falciforme e resistência a malária - Certas populações podem ter uma taxa aumentada de heterozigotos ou portadores por causa de um efeito fundador (por exemplo, o grupo se iniciou com poucos membros, um dos quais foi portador) ou porque a linhagem pode ter dado ao portador uma vantagem seletiva (por exemplo, ser heterozigoto na anemia falciforme confere proteção contra a malária). Em geral, aplicam-se as seguintes regras de herança: Se pais normais têm uma criança afetada, ambos os pais são heterozigotos e, em média, 1 4 de suas crianças serão afetadas, 1 2 serão heterozigotas e 1 4 serão normais. Todas as crianças de um pessoa afetada e de uma pessoa genotipicamente normal serão heterozigotas fenotipicamente normais. Em média, 1 2 das crianças de uma pessoa afetada e de um heterozigoto serão afetadas, e 1 2 serão heterozigotas. Os heterozigotos são fenotipicamente normais, mas são portadores do traço. Se a doença for causada por um defeito de uma proteína específica (por exemplo, uma enzima), o portador terá uma quantidade reduzida dessa proteína. Se a mutação for conhecida, técnicas genéticas moleculares poderão identificar indivíduos heterozigotos fenotipicamente normais. DICA-MED: A consangüinidade (por exemplo, cruzamento de pessoas aparentadas) pode ser importante nas doenças autossômicas recessivas. Pessoas aparentadas têm uma possibilidade maior de compartilhar o mesmo alelo mutante. Estima-se que cada ser humano seja heterozigoto (por exemplo, portador) para seis a oito alelos que podem, nos estados de
homozigoto, levar à doença. Uma história familiar detalhada pode excluir consanguinidade desconhecida ou esquecida. Nas uniões de pais-filhos ou irmão-irmã (em geral, referido como incesto) existe um maior risco de concepto anormal, porque 50% de seus genes são os mesmos. B) Herança Autossômica Dominante (P.F. = 3 : 1) - 1ª LEI DE MENDEL COM DOMINÂNCIA COMPLETA - O caráter afetado se comporta como dominante. A dica principal é pais afetados (caráter dominante) com filho normal (caráter recessivo). O caráter afetado dominante tende a aparecer em todas as gerações nas genealogias. EX: polidactilia, braquidactilia, zigodactilia, prognatismo mandibular etc. DICA - MED: Mutações são alterações na informação genética que aparecem espontaneamente. Uma genealogia autossômica dominante se inicia com uma nova mutação, na qual a informação genética (DNA) herdada dos pais foi alterada. As taxas de mutação variam (1/6.000 a 1/50.000 indivíduos) entre as alterações autossômicas dominantes reconhecidas. Por exemplo, cerca de 80% dos indivíduos com nanismo acondroplásico (um traço autossômico dominante) não têm história familiar, representando, dessa forma, novas mutações. Quase todas as pessoas podem transmitir o novo gene mutante para seus conceptos. Na acondroplasia, as mutações ocorrem em uma localização muito específica no gene. Em geral, aplicam-se as seguintes regras de herança: Se pais normais têm uma criança afetada, ambos os pais são heterozigotos e, em média, 1 4 de suas crianças serão afetadas, 1 2 serão heterozigotas e 1 4 serão normais. Todas as crianças de um pessoa afetada e de uma pessoa genotipicamente normal serão heterozigotas fenotipicamente normais. Em média, 1 2 das crianças de uma pessoa afetada e de um heterozigoto serão afetadas, e 1 2 serão heterozigotas. Todas as crianças de duas pessoas afetadas serão afetadas. Homens e mulheres têm a mesma probabilidade de serem afetados. EXPRESSIVIDADE E PENETRÂNCIA DO GENE Expressividade - O efeito de um gene pode ser influenciado pelo ambiente e por outros genes que podem alterar a expressão fenotípica (expressividade). Dessa maneira, mesmo dentro de uma família, pessoas com a mesma alteração genética (alelo) podem manifestar variações importantes de fenótipo As características clínicas nos distúrbios autossômicos dominantes podem apresentar uma grande variação de pessoa para pessoa expressividade. Exemplo: Polidactilia herança autossômica dominante, algumas pessoas podem manifestar 1 ou mais dedos adicionais em uma das mãos ou nas duas, enquanto algumas poucas podem ter dedos adicionais nas mãos e nos pés. Penetrância Corresponde a % de pessoas portadores de um gene para uma determina característica, que realmente irão manifestá-la. Em muitos casos a penetrância é incompleta. Penetrância completa todos os indivíduos heterozigotos para uma característica dominante manifestam o fenótipo (a penetrância é de 100%). Penetrância incompleta apenas uma porcentagem variável dos indivíduos heterozigotos da população manifestam o caráter. Em raras ocasiões, a expressividade é tão baixa que não é detectada nenhuma anormalidade clínica, embora o portador não afetado possa transmitir essa anormalidade para seus filhos, que poderá desenvolver as características completas. Neste caso, a genealogia parece saltar uma geração. Esse fenômeno é conhecido como ausência de penetrância. DICA MED - FUVEST 2015 No heredograma abaixo estão representadas pessoas que têm uma doença genética muito rara, cuja herança é dominante. A doença é causada por mutação em um gene localizado no cromossomo 6. Essa mutação, entretanto, só se manifesta,
causando a doença, em 80% das pessoas heterozigóticas. sanguíneos, cor da pelagem dos coelhos (C > c ch > c h > c a ) etc. SISTEMA ABO DE GRUPOS SANGUÍNEOS DICA-MED: FALSO O (Efeito Bombaim) - Indivíduos geneticamente de sangue A, B ou AB, mas que não produzem antígenos A e B só os respectivos anticorpos anti-a e anti-b. Observe a penetrância incompleta do gene dominante nos heterozigotos (80%). O indivíduo II-1 apesar de não expressar a doença, apresenta genótipo dominante heterozigoto Aa. Isso é explicado pelo fato de sua filha ser afetada. Os indivíduos II-2 e II-3 não possuem o gene visto que a doença é extremamente rara. C) Herança Autossômica com Letalidade (P.F. = 2 : 1) 1ª LEI DE MENDEL COM LETALIDADE - O gene para o caráter afetado provoca a morte do indivíduo quando em dose dupla (homozigose). EX: acondroplasia (letalidade do indivíduo homozigoto AA), anemia falciforme ou siclemia, talassemia etc. D) Herança Autossômica com Codominância (P.F. = 1 : 2 : 1) Ocorre três fenótipos diferentes, isto é, dois fenótipos extremos e um fenótipo codominante (manifesta os dois traços ou características dos extremos no mesmo indivíduo). EX: sistema MN, padrão malhado da pelagem do gado, sistema AB sanguíneo etc. E) Herança Autossômica com Ausência de Dominância ou Herança Intermediária ou Dominância incompleta (P.F = 1 : 2 : 1) Ocorre um fenótipo intermediário entre os dois extremos. EX: tipo de cabelo (liso, crespo e ondulado), Cor da flor da planta maravilha (vermelha, branca e rosa) etc. F) Herança do tipo Polialelia ou Alelos Múltiplos Ocorre quando três ou mais genes alelos, presentes na população, atuam aos pares na determinação de um caráter. EX: sistema ABO (IA = IB > i) de grupos É importante realizar o teste sanguíneo completo para detectar falso-o (teste cruzado): analise dos antígenos das hemácias e também dos anticorpos do plasma. O falso O não produz também o antígeno H. Para entender o falso O temos que entender o sistema H controla o sistema ABO: HH e Hh = produz glicoproteína H (antígeno H), que é o precursor do antígeno A e do antígeno B. H_Iᴬ_ = sangue A H_ Iᴮ_= sangue B H_IᴬIᴮ = sangue AB H_ii = sangue O ( O verdadeiro ) hh = não produz glicoproteína H ( antígeno H), sendo assim não produz antígenos A e B. hh = Falso O DICA - MED - FUVEST Um homem de tipo sanguíneo AB está com leucemia e necessita urgentemente de um transplante de medula. Sabendo que ele recebeu uma medula de um doador de sangue - O e que sua mulher é de sangue - A heterozigoto, caso o casal venha a ter filhos, como podem ser os descendentes quanto ao sistema - ABO? Resposta: O homem AB recebeu uma medula O, consequentemente ele terá uma nova medula O e irá produzir sangue O. No entanto os gametas produzidos no testículo desse homem continua sendo Iᴬ e Iᴮ. Ao se casar com uma mulher de sangue A heterozigota poderá ter 50% de filhos
de sangue A, 25% de sangue AB e 25% de sangue B. IᴬIᴮ x Iᴬi = descendentes IᴬIᴬ, Iᴬi, IᴬIᴮ, Iᴮi. SISTEMA Rh e Eritroblastose Fetal ocorrer quando o pai é afetado e a mãe portadora do gene ou heterozigota, como ocorre em mulheres daltônicas. A primeira dica para identificar este tipo de herança e diferencia-la das outras é a presença quase exclusiva de homens afetados. A segunda dica é a presença de meninos afetados com pais normais, indicando que o gene afetado é de origem materna (mãe normal portadora). EX: daltonismo, hemofilia, distrofia muscular de Ducchene etc. G) Herança Influenciada Pelo Sexo ou pela Variação de dominância Determinada por genes autossômicos cuja dominância varia com o sexo (o mesmo gene apresenta comportamento dominante no homem e recessivo na mulher). O gene sofre a influência dos hormônios sexuais. O homem calvo apresenta genótipo CCo u Cc, enquanto a mulher calva é apenas CC. Indivíduos cc são sempre não calvos. EX: calvície, presença de chifres nos bovinos etc H) Herança Pleiotrópica ou Pleiotropia Ocorre quando um único par de genes atua simultaneamente em várias características de um indivíduo. EX: no homem certos defeitos estruturais do coração, bem como graves defeitos visuais são condicionados pela ação de um único par gênico. 2) HERANÇA LIGADA AO SEXO (X) Os genes estão localizados exclusivamente na região do cromossomo X (braço curto) que não apresenta homologia com o Y, isto é não possui alelo em Y. A) Herança Ligada ao Sexo Recessiva O gene aparece em Hemizigose nos homens (possuem apenas uma cópia deste). Basta apenas uma cópia para o homem ser afetado. As mulheres raramente serão afetadas, pois seria necessário a presença de duas cópias do gene. Isso só poderá Em geral, são aplicadas as seguintes regras de herança: Quase todas as pessoas afetadas são homens. Se o traço for transmitido através da mãe heterozigota, esta é fenotipicamente normal, com freqüência. O traço pode representar uma nova mutação no homem afetado. Um homem afetado nunca transmite o traço a seus filhos. Todas as filhas de um homem afetado serão portadoras. A mulher portadora transmite o traço a 1 2 de seus filhos. Nenhuma filha de uma mulher portadora mostrará o traço, mas 1 2 será portadora (exceto se herdar também o traço de seu pai, como a cegueira para cores). DICA-MED: Ocasionalmente, mulheres heterozigotas para mutações ligadas ao cromossomo X mostram graus variados de expressão, mas raramente são afetadas de forma tão grave quanto os homens homozigotos. Um rearranjo na estrutura do cromossomo (isto é, translocação autossômica do cromossomo X, um cromossomo X perdido ou deletado) pode permitir a uma mulher ser
afetada, apesar dela ser heterozigota. Outro caso é a inativação do X desde a fase embrionária (corpúsculo de Barr). Exemplo: Uma mulher portadora XD Xd pode ser daltônica para um olho e normal para o outro. Uma mulher portadora do gene para hemofilia XH Xh pode apresentar uma forma branda da doença. Mulheres e homens são dupla e igualmente afetados e terão a doença, exceto se ela for letal nos homens DICA-MED: É difícil diferenciar a herança dominante ligada ao cromossomo X da herança autossômica dominante, sem o uso de provas moleculares. É necessária uma extensa árvore genealógica, com particular atenção para o concepto de homens afetados, porque a transmissão homem-homem exclui a herança ligada ao cromossomo X (homens passam o cromossomo Y para seus filhos). Um meio-circulo sombreado indica uma portadora do sexo feminino. B) Herança Ligada ao Sexo Dominante O gene dominante afeta os dois sexos. Um casal em que o pai é afetado e mãe é normal apresenta todas as filhas afetadas e todos os filhos normais. EX: raquitismo resistente à vitamina D (ossos de vidro) etc. 3) HERANÇA RESTRITA AO SEXO OU HOLÂNDRICA (Y) Afeta apenas o sexo masculino. O gene está restrito ao cromossomo Y, isto é, ocorre no braço curto do cromossomo Y que não apresenta homologia com o cromossomo X. Pai afetado apresenta todos os filhos homens afetados. EX: gene TDF - fator determinante testicular (presença de testículos nos homens). Em geral, são aplicadas as seguintes regras de herança: Homens afetados transmitem o traço para todas as suas filhas, mas não para seus filhos (transmissão homem-homem não ocorre). Mulheres heterozigotas afetadas transmitem a condição para 1 2 de suas crianças, independente do sexo. Mulheres homozigotas afetadas transmitem o traço para todas as suas crianças. HERANÇAS POLIGÊNICAS E AUTOSSÔMICAS 1) HERANÇA DIÍBRIDA (DIIBRIDISMO) OU 2ª LEI DE MENDEL (P.F = 9 A-B- : 3 A-bb : 3 aab-: 1 aabb) ocorre quando se estuda dois caracteres diferentes, determinados por dois pares de genes localizados em cromossomos diferentes, isto é, que segregam independentemente. EX: miopia e sensibilidade ao PTC etc. 2) INTERAÇÃO GÊNICA SIMPLES (P.F = 9 A-B- : 3 A-bb : 3 aab-: 1 aabb) ocorre quando dois pares de genes diferentes interagem para
determinar uma única característica. EX: tipo de crista das galinhas, Humanos: audição normal (A- B-), ausência de um deles ou ambos será surdo (A-bb, aab-, aabb) etc 3) INTERAÇÃO GÊNICA EPISTÁTICA DOMINANTE OU EPISTASIA DOMINANTE (P.F = 12: 3 : 1) ocorre quando o gene A é epistático (inibidor) em relação aos genes B e b de outro par de cromossomos. EX: cor da pelagem dos cães etc. Qual a contribuição do espermatozoide durante a formação do zigoto? Apenas o núcleo com o respectivo material genético é que penetra no citoplasma do gameta feminino. Todas as demais estruturas intracelulares são, portanto, de origem materna. 4) INTERAÇÃO GÊNICA EPISTÁTICA RECESSIVA OU EPISTASIA RECESSIVA (P.F = 9 : 3 : 4) ocorre quando o gene a em dose dupla é epistático (inibidor) em relação aos genes B e b de outro par de cromossomos. EX: cor da pelagem dos cães da raça labrador etc. 5) HERANÇA QUANTITATIVA OU POLIGÊNICA (P.F = 1 : 4 : 6 : 4 : 1) a proporção fenotípica é determinada pela linha do triangulo de paschal. EX: quatro genes e cinco fenótipos (cor da pele humana) usa-se a quinta linha do triangulo e assim sucessivamente, cor do olho, cor da flor do cravo, altura do vegetal, peso, massa etc Herança Mitocondrial Problemas relacionados ao genoma mitocondrial podem desencadear vários tipos de doenças musculares, surdez, danos ao sistema nervoso, dentre outras complicações. HERANÇA MITOCONDRIAL OU MATERNA OU CITOPLASMÁTICA O DNA mitocondrial é adquirido no momento da fecundação a partir do óvulo da mãe. Sendo assim é exclusivamente de origem materna. Em uma genealogia observamos que sempre que a mãe for afetada para uma característica genética, todos os seus filhos serão afetados. No entanto, quando o pai for afetado e a mãe normal, todos os filhos serão normais. EX: cegueira genética etc.