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Genética

 

 

Genética é a ciência que estuda a transmissão das características de geração a geração, e as leis que regem essa hereditariedade.

 

Como ciência, a genética só apareceu em 1900, embora em 1865, um monge austríaco chamado Gregor Mendel (1822-1884) já houvesse apresentado os resultados de oito anos de estudos sobre a transmissão de caracteres em ervilhas (Pisum sativum), numa sociedade de naturalistas, na Áustria.

Seu trabalho passou despercebido, pois, naquela época, o mundo científico estava mais preocupado com as teorias da evolução, após a publicação da famosa obra de Darwin sobre a “Origem das Espécies”.

Em 1900, Hugo de Vries, na Holanda; Carl Correns, na Alemanha; e Tschermak, na Áusttria, chegaram às mesmas conclusões de Mendel, sendo o seu trabalho redescoberto.

Eles foram suficientemente honestos para atribuir a Mendel todo o sucesso das pesquisas, embora nesta época o monge já tivesse morrido, sem saber que seria considerado o Pai da Genética.

O inglês William Bateson, em 1905, deu a essa ciência o nome de Genetikós, que em grego significa gerar.

 

 

CONCEITOS GERAIS EM GENÉTICA

 

Gene

É a unidade hereditária presente nos cromossomos e que, agindo no ambiente, será responsável por determinados caracteres do indivíduo.

Segmento do DNA responsável pela síntese de um RNA.

Cada gene é representado por uma ou mais letras. Ex: A, a, XD, IA, etc.

 

Locus ou loco

É o local certo e invariável que cada gene ocupa no cromossomo.

Loci é o plural de locus.

O posicionamento de um gene fora do seu locus normal em determinado cromossomo implica, quase sempre, uma mutação.

 

Cromossomos Homólogos

São considerados homólogos (homo = igual) entre si os cromossomos que juntos formam um par. Esses pares só existem nas células somáticas, que são diplóides (2n).

Num par, os dois homólogos possuem genes para os mesmos caracteres. Esses genes têm localização idêntica nos dois cromossomos (genes alelos).

Na célula-ovo ou zigoto, um cromossomo é herdado do pai e outro da mãe e ficam emparelhados.

  

Genes Alelos

São aqueles que formam par e se situam em loci correspondentes nos cromossomos homólogos. Respondem pelo mesmo caráter. Cada caráter é determinado pelo menos por um par de genes.

Se num determinado local (locus) de um cromossomo houver um gene responsável pela manifestação da característica ‘cor do olho’, no cromossomo homólogo haverá um gene que determina o mesmo caráter, em locus correspondente.

Se, por exemplo, houver um gene ‘A’ num cromossomo, o gene ‘a’ localizado no homólogo correspondente será alelo de ‘A’. Da mesma forma ‘B’ é alelo de ‘b’; mas ‘A’ não é alelo de ‘b’.

Cada par de genes vai determinar um caráter, podendo ser homozigoto (letras iguais – AA ou aa) ou heterozigoto (letras diferentes – Aa).

 

Existem, no homem, 46 cromossomos nas células somáticas (do corpo). Cada um desses cromossomos tem um homólogo correspondente. Podemos dizer que o homem apresenta 23 pares de homólogos.

Esses cromossomos homólogos sofrerão uma separação (segregação) durante a formação dos espermatozóides e dos óvulos (espermatogênese e ovulogênese), de tal forma que estes células sexuais apresentarão metade do número normal (células haplóides – n).

Os seres humanos possuem 22 pares de cromossomos iguais nos dois sexos e um par diferente. A este par diferente denominou-se X e Y, e são estes cromossomos que determinarão o sexo. Na fêmea temos XX e no macho XY.

O homem apresenta 22 pares iguais (autossomos) e um par sexual XY (22A + XY) (alossomos), enquanto a mulher apresenta 22 pares iguais (autossomos) e um par XX (22A + XX) (alossomos).

Como na formação dos gametas ocorre a separação dos homólogos, nos homens o X irá para um espermatozóide (22A + x) e o Y irá para outro (22A + y). O óvulo terá sempre o cromossomo X (22A + X).

Dependendo do espermatozóide que o fecundou, o óvulo dará origem a um homem ou a uma mulher.

  

Caráter Dominante

É o caráter resultante da presença de um gene que, mesmo sozinho, em dose simples ou heterozigose, encobre a manifestação de outro (chamado de recessivo).

Os genes são representados por letras. Geralmente usamos a primeira letra do recessivo para representá-los.

Para o gene recessivo usamos a letra em minúsculo, e para o gene dominante, a mesma letra, porém em maiúsculo.

Exemplo: no homem existe um gene normal para a pigmentação da pele que domina o gene para a ausência de pigmentação (albinismo). Representamos, pois, esse caráter por A (gene normal) e por a (gene para albinismo).

Um indivíduo Aa terá um fenótipo normal porque o gene A domina o gene a. Entretanto, esse indivíduo irá transmitir para alguns dos seus descendentes o gene a, podendo ter filhos ou netos albinos.

 

Caráter Recessivo

É aquele que só se manifesta quando o gene está em dose dupla ou homozigose. Assim, só teremos indivíduos albinos quando o genótipo for aa. Esses genes são chamados recessivos porque ele fica escondido (em recesso) quando o gene dominante está presente. No caso de herança ligada ou restrita aos cromossomos sexuais, o gene recessivo pode se manifestar, mesmo em dose simples.

 

Homozigoto e Heterozigoto

Quando os pares de alelos são iguais, dizemos que os indivíduos são homozigotos (puros) para aquele caráter, podendo ser dominantes ou recessivos.

Quando os pares de alelos são diferentes, dizemos que os indivíduos são heterozigotos (híbridos) para aquele caráter.

Ex: são homozigotos – AA, aa, BB, bb, etc.

      são heterozigotos – Aa, Bb, etc.

 

Genótipo

É a constituição genética de um indivíduo, a soma dos fatores hereditários (genes) que o indivíduo recebe dos pais, e que transmitirá aos seus próprios filhos.

Não é visível, mas pode ser deduzido pela análise dos ascendentes e descendentes desse indivíduo. É representado por 2 letras para cada caráter.

 

Fenótipo

É a expressão da atividade do genótipo, mostrando-se como a manifestação visível ou detectável do caráter considerado.

É a soma total de suas características de forma, tamanho, cor, tipo sangüíneo, etc.

Dois indivíduos podem apresentar o mesmo fenótipo embora possuam genótipos diferentes.

Por exemplo, a cor do olho pode ser escura para os dois, sendo um homozigoto (puro) e o outro heterozigoto (híbrido). Externamente, porém, não podemos distingui-los, apresentando, portanto, o mesmo fenótipo.

As características fenotípicas não são transmitidas dos pais para os filhos. Transmitem-se os genes que são os fatores potencialmente capazes de determinar o genótipo.

 

Fenocópia

Um indivíduo pode revelar características não-transmissíveis aos descendentes, portanto não-hereditárias, que simulam manifestações tipicamente hereditárias. Essas manifestações não hereditárias são chamadas de fenocópias. Exemplo: tintura dos cabelos.

 

Expressividade de um gene

É a capacidade que tem um gene de revelar a sua expressão com maior ou menor intensidade.

Os genes que condicionam a produção de melanina, dando cor à pele, têm a sua expressividade alterada pela exposição aos raios ultravioleta do Sol. O gene para a calvície e para o desenvolvimento das mamas tem sua expressividade alterada pela presença dos hormônios sexuais masculino ou feminino, respectivamente.

Dois indivíduos podem ter o mesmo genótipo e apresentarem fenótipos diferentes.

 

FENÓTIPO = GENÓTIPO + AMBIENTE

   

Co-dominância, semidominância, dominância intermediária ou ausência de dominância

Quando um gene impede completamente a expressão de outro, na heterozigose, dizemos que aquele gene apresenta dominância completa. Há casos, porém, em que os dois genes alelos, no indivíduo heterozigoto, condicionam a manifestação de um caráter intermediário entre as expressões fenotípicas dos homozigotos. 

Cruzando boninas (Mirabillis jalapa) de flores vermelhas (genótipos BV BV) com boninas de flores brancas (genótipos BB BB), os resultantes são heterozigotos, com o genótipo BV BB, cujas flores são fenotipicamente róseas. Nesse caso, os genes são co-dominantes.

 

Genes letais

São genes que determinam a morte do indivíduo  no estado embrionário ou após o nascimento, quando em homozigose.

Podem ser dominantes ou recessivos.

São letais os genes para a cor amarela em ratos, a Talassemia ou anemia de Cooley, a coréia de Huntington, a idiotia amaurótica infantil, entre outros.

A coréia de huntington é uma degeneração nervosa com tremores generalizados e sinais de deterioração mental, às vezes só manifestados após os 30 anos o que leva à transmissão dos genes aos descendentes.

A idiotia amaurótica infantil causa demência, cegueira progressiva e morte, se manifesta na infância ou adolescência.

 

 

LEMBRETE

 

O genótipo será representado por um ou mais pares de genes.

Nos problemas, por duas ou mais letras.

Um gameta (espermatozóide ou óvulo) será representado por apenas um gene de cada par.

Nos problemas, apenas por uma letra.

 

 

 

LEIS DA HERANÇA – EXPERIMENTOS DE MENDEL

 

Mendel cultivou ervilhas por muitos anos no jardim do mosteiro de Santo Tomás, em Altbrünn (atual Brno), na Eslováquia; e notou que elas diferiam entre si por certas características bem definidas. Algumas plantas eram baixas, enquanto outras eram altas. Umas possuíam sementes amarelas e outras possuíam sementes verdes. Umas tinham sementes lisas e outras sementes rugosas.

Um dos fatores do sucesso de Mendel estava no fato de que as características de um tipo de ervilha eram mantidas, geração após geração, porque a ervilha apresenta auto-fecundaçao, devido à anatomia de sua flor.

A flor da ervilha apresenta duas pétalas soldadas que guardam dentro de si os órgãos masculino e feminino da planta. Desta maneira, não há possibilidade de um inseto polinizá-la, não havendo, pois, mistura de pólen.  Assim, sempre ocorre a fecundação entre as partes feminina e masculina da mesma flor (auto-fecundaçao).

 

São características importantes na escolha de um organismo para experimentos genéticos:

 

Ø        Ciclo reprodutivo curto;

Ø        Prole numerosa;

Ø        Caracteres bem visíveis;

Ø        Conveniência de manuseio;

Ø        Recombinação (combinar características ou expressões de um mesmo caráter);

Ø        Cruzamentos controlados (escolha e acompanhamento de linhagens);

Ø        Economicamente viável.

 

 

Mendel Descobre o Princípio da Dominância

 

A etapa seguinte do trabalho de Mendel consistiu em verificar o que aconteceria se cruzasse duas plantas com características diferentes, como a cor das sementes. Conseqüentemente, escolheu uma planta com sementes amarelas e outra com sementes verdes.

Em seguida ele removeu as anteras da flor de sementes verdes quando ainda estava jovem. Quando a parte feminina amadureceu, ele colocou sobre ela o pólen da flor de sementes amarelas. As plantas que iriam nascer seriam amarelas, seriam verdes, ou teriam uma coloração intermediária? Verificou, porém que todas as plantes descendentes do cruzamento apresentavam sementes amarelas, sendo dominantes sobre as verdes.

 

   P  =  sementes amarelas X sementes verdes     (VV x vv)

   F1 =     sementes amarelas (100%)                      (Vv)

 

Chamamos P a geração dos pais e F a dos filhos.

F1 é a primeira geração e F2 é a geração descendente do cruzamento dos F1 X F1, e assim por diante.

 

Quando ele inverteu o cruzamento, usando o pólen da planta de sementes verdes sobre a parte feminina da planta de sementes amarelas, chegou ao mesmo resultado: todos os descendentes apresentavam sementes amarelas.

 

Seriam essas plantas de sementes amarelas iguais a um dos pais amarelos?

E a característica verde, onde estaria?

 

Resolveu, então, cruzar estas plantas amarelas entre si:

F1 x F1.   (Vv x Vv)

 

Apareceram em F2: 75% de plantas com sementes amarelas e 25% de plantas com sementes verdes. O caráter para verde estava escondido (em recesso), reaparecendo na 2ª geração.

 

 

Possibilidade de cruzamentos entre plantas de sementes amarelas e sementes verdes

 

CRUZAMENTOS

PROPORÇÕES PREVISTAS PARA F1

GENÓTIPOS

FENÓTIPOS

1

VV x VV

100% VV

100% amarela

2

VV x Vv

50% VV – 50% Vv

100% amarela

3

VV x vv

100% Vv

100% amarela

4

Vv x Vv

25% VV – 50% Vv – 25% vv

75% amarela – 25% verde

5

Vv x vv

50% VV – 50% vv

50% amarela – 50% verde

6

vv x vv

100% vv

100% verde

 

 

 

Mendel estudou sete características diferentes nas ervilhas, todas elas com dominância.

 

 

CARACTERES

 

GENES DOMINANTES

 

GENES RECESSIVOS

Forma da semente

R = lisa

r = rugosa

Cor da semente

V = amarela

v = verde

Cor da flor

B = colorida

b = branca

Cor da vagem

A = verde

a = amarela

Forma da vagem

R = lisa

r = rugosa

Flores

T = não terminal

t = terminal

Altura da planta

B = planta alta

b = planta baixa

 

Apesar de não ter conhecimento da existência de cromossomos e de genes, Mendel verificou que havia fatores que passavam inalterados de geração em geração, podendo estar em recesso e reaparecendo em gerações seguintes.

 

O fato de ervilhas amarelas cruzadas com verdes produzirem em F1 ervilhas todas amarelas e o reaparecimento da verde na geração F2, levou Mendel a raciocinar que na planta havia algum elemento controlador que denominou de fator (hoje sabemos que é o gene). Ele imaginou que cada característica era transmitida por um par de fatores que se separariam para formar os gametas (células sexuais).

 

 

Com isto, ele pôde estabelecer algumas leis que até hoje são conhecidas como

 

LEIS DE MENDEL.

 

1ª Lei de Mendel – Monoibridismo

 

Lei da Pureza dos gametas, Lei da Disjunção ou Segregação dos Caracteres.

“Os fatores (genes) se separam na formação dos gametas, onde ocorrem puros”.

 

 

O monoibridismo se refere apenas a uma característica analisada de cada vez.

 

O genótipo de uma planta de sementes amarelas pode ser representado por VV (se for homozigota) ou por Vv (se for heterozigota).

No primeiro caso, os genes V e V se separaram, formando gametas de um só tipo V. No segundo caso, haverá dois tipos de gametas: V e v.

Então, um gameta contém apenas um gene de cada par, sendo que o outro gene estará em outro gameta. Esses genes estarão juntos novamente na formação de um novo indivíduo, após a fecundação. 

Mendel já afirmara que o gene dominante não se mistura com o recessivo, ambos ocorrendo puros na separação.

 

Aplicação da 1ª Lei

 

O cruzamento de uma cobaia pura de pêlo cinzento (AA) com outra pura de pêlo branco ( aa-albina) dá como resultado todos os descendentes cinzentos (serão heterozigotos).

Isto significa que os genes responsáveis pela cor cinzenta são dominantes em relação aos genes responsáveis pela cor branca.

As cobaias da geração F1 apresentam o gene para a cor branca, porém ele não tem “força’ para suplantar os genes para a cor cinzenta.

Se dois indivíduos de pêlo cinzento, heterozigotos -Aa, forem cruzados entre si, a descendência apresentará 75% dos indivíduos com pêlo cinzento (AA-Aa-Aa-aa) e 25% com pêlo branco (aa), na proporção de 3:1.

Entre os indivíduos de pêlo cinzento, 25% serão homozigotos (AA) e 50% serão heterozigotos (Aa).

 

P

 

AA   

 

a

 

Gametas

 

A - A

 

a - a

 

F1

 

Aa

 

Aa

 

F2

 

AA

 

Aa

 

Aa

 

aa

 

 

                                                         

 

Diagrama para Determinação dos Cruzamentos

 

No estudo de Genética, para facilitar a interpretação dos resultados dos cruzamentos, usamos diagramas, genogramas ou quadrados de Punnett, semelhantes ao tabuleiro do jogo da velha.

Antes de procedermos aos cruzamentos nos genogramas, deveremos sempre determinar previamente os tipos de gametas que cada cruzante produz. Para isso, bastará colocar em cada gameta apenas um gene de cada par.

No cruzamento anterior entre as cobaias F1, podemos montar o diagrama assim:

 

 

A

a

A

AA

Aa

a

Aa

aa

 

 

 

Heredogramas

 

São gráficos utilizados em Genética para representar a genealogia ou pedigree de um indivíduo ou de uma família.

Os heredogramas são representações, por meio de símbolos convencionados, dos indivíduos de uma família, de maneira a indicar o sexo, a ordem de nascimento, o grau de parentesco, etc.

 

 

 

 

 

 

sexo masculino

 

 

  indivíduo de sexo não informado

  

 

sexo feminino

 

caráter afetado

 

cruzamento (linha)

 

 Gêmeos  univitelinos

   

 cruzamento consangüíneo

 

gêmeos bivitelinos

 

 

ligação com os filhos

 

1         2        3

  três irmãos

(os números indicam a ordem de nascimento)

 

 

Ao se observar uma genealogia, o primeiro cuidado é descobrir qual é o gene recessivo. Como descobrir?

A melhor maneira é procurar, entre os cruzamentos representados no gráfico, um em que o pai e a mãe sejam iguais e tenham um ou mais filhos diferentes deles. Sempre que isso acontece, no monoibridismo simples com dominância, pode-se garantir que o filho diferente dos pais revela a manifestação recessiva.

Ele é homozigoto recessivo. Os pais são heterozigotos.

 

Pessoas com capacidade de enrolar a língua podem ter descendentes com ou sem essa faculdade. As pessoas que não possuem a capacidade de enrolar a língua, quando cruzadas com outras iguais, nunca geram descendentes com essa capacidade.

A capacidade de enrolar a língua é transmitida por gene dominante.

 

 

 

2ª Lei de Mendel – Poliibridismo

 

Lei da Segregação Independente dos Fatores

“Na formação dos gametas, os fatores (genes) se segregam independentemente em proporções iguais”.

 

Poliibridismo é o processo de análise de várias características ao mesmo tempo.

 

A presença de dois caracteres é chamada de diibridismo e é condicionada por 2 pares de genes. Para três caracteres, teríamos 3 pares de genes ou triibridismo, e assim por diante.

Estudaremos apenas os casos de diibridismo.

 

Essas conclusões foram obtidas por Mendel quando passou a analisar duas características simultaneamente, estabelecendo a sua 2ª Lei.

 

Ele considerou ao mesmo tempo a cor e a forma da semente das ervilhas.

 

Cruzando ervilhas com sementes amarelas e lisas (VVRR) com outras verdes e rugosas (vvrr), obteve em F1 todos os descendentes amarelos e lisos (VvRr).

 

P = VVRR  x  vvrr

 

Para cada gameta irá um gene de cada par, ou seja, VR para um indivíduo e vr para o outro.

Não podemos ter gametas VV, vv, RR ou rr.

 

GAMETAS

VR x vr

F1

VvRr (amarelas lisas heterozigotas)

 

Colocamos as letras em ordem, para facilitar a análise dos descendentes, com o gene dominante à esquerda e o gene recessivo à direita.

 

O cruzamento das plantas F1 (VvRr), entre si, fornece os seguintes resultados:

 

P

VvRr x VvRr

GAMETAS

VR  VR

Vr  Vr

vR  vR

vr  vr

 

Os genótipos dos descendentes estão assim distribuídos:

 

GENÓTIPOS

FENÓTIPOS

PROPORÇÃO

VVRR

Amarelas lisas

9/16

VVrr

Amarelas rugosas

3/16

vvRR

Verdes lisas

3/16

vvrr

Verdes rugosas

1/16

 

Proporção = 9:3:3:1

 

No exemplo acima, o nº 16 do denominador representa o total de descendentes e o numerador representa a quantidade de indivíduos semelhantes.

 

 

Esta lei de Mendel só é válida para os genes localizados em cromossomos diferentes. Sabemos, porém, que em cada cromossomo existem milhares de genes, sendo os resultados diferentes da separação independente. Quando um cromossomo é separado para um gameta, ele leva consigo esses milhares de genes.

 

 

 

ALELOS MÚLTIPLOS OU POLIALELIA - GENÓTIPOS DOS GRUPOS SANGÜÍNEOS ABO

 

Polialelia é a ocorrência de diversos tipos de genes todos alelos entre si, já que ocupam o mesmo locus cromossômico, justificando diversas expressões fenotípicas de um mesmo caráter.

Foi constatado que os grupos sangüíneos são condicionados não por um par de genes, mas por 3 genes que interagem dois a dois.

 

Gene IA, que determina a formação do grupo A;

Gene IB, que determina a formação do grupo B;

Gene i,  que determina a formação do grupo O.

 

 

O I ou i vem de ‘imunidade’. O gene i é recessivo em relação aos outros dois e não ocorre dominância entre os genes IA e IB.

 

IA  = IB > i

 

 

O quadro abaixo mostra as diferentes possibilidades de tipos sangüíneos.

 

GRUPOS

GENÓTIPOS

HOMOZIGOTOS

HETEROZIGOTOS

A

IA IA

IA i

B

IB IB

IB i

AB

-

IA IB

O

i i

-

 

 

 

 

Caracterização dos Grupos Sangüíneos do Sistema ABO

 

 

GRUPOS

HEMÁCIAS

Aglutinogênio

PLASMA

aglutinina

DOA PARA

RECEBE DE

A

A

anti-B

A – AB

A – O

B

B

Anti-A

B – AB

B - O

AB

A e B

-

AB

A-B-AB-O

O

-

Anti-A e anti-B

A-B-AB-O

O

 

 

As pessoas do grupo O são conhecidas como doadoras universais.

As do grupo AB são chamadas de receptoras universais.

 

 

 

Fator Rh

 

Além do grupo sangüíneo, é necessário observar o fator Rh em uma transfusão sangüínea. Esse é um outro sistema de grupos sangüíneos, independente do sistema ABO.

O nome se deve ao fato de ter sido descoberto inicialmente no sangue dos macacos do gênero Rhesus. Não é um caso de polialelia.

O fator Rh é uma proteína (aglutinogênio ou antígeno Rh) que pode ser encontrada nas hemácias de algumas pessoas (ditas Rh+).

 

O gene R condiciona a produção do fator Rh;

O gene r condiciona a não-produção do fator Rh.

 

FENÓTIPOS

GENÓTIPOS

Rh+

RR - Rr

Rh-

rr

 

 

Transfusões possíveis dentro do sistema Rh

 

Rh-   <-->   Rh-      -->      Rh <-->   Rh+

 

Um problema muito importante em relação ao sistema Rh é a incompatibilidade feto-materna.

Quando a mulher tem sangue Rh- e casa com um homem Rh+, existe a possibilidade de que nasçam filhos Rh+.

Durante o parto, quando do descolamento da placenta, ocorre uma passagem de hemácias fetais para a circulação materna. A partir dessa ocasião, passa a haver uma produção e acúmulo de aglutininas (anticorpos) anti-Rh no sangue materno.

Em gestações posteriores, de filhos Rh+, os anticorpos maternos atravessam a placenta, alcançando a circulação do feto. A reação entre os aglutinogênios fetais e as aglutininas maternas provoca a aglutinação e a destruição das hemácias (hemólise) do sangue fetal. A hemoglobina se acumula na pele, provocando a icterícia. A medula óssea lança no sangue células imaturas (eritroblastos).

O quadro apresentado pela criança ao nascer é chamado de eritroblastose fetal (EF) ou doença hemolítica do recém-nascido (DHRN).

Nos casos menos graves, a criança pode sobreviver se for submetida a uma substituição de grande parte do seu sangue Rh+, por outro Rh-, que lentamente será substituído pelo seu próprio sangue Rh+, pelo seu próprio organismo.

Atualmente, o problema é controlado com a aplicação, na mulher Rh-, de uma dose única de aglutinina anti-Rh, obtida do sangue de mulheres já sensibilizadas.

Essa aplicação deve ocorrer nas primeiras 72 horas após cada parto de feto Rh+.

Como as aglutininas injetadas são heterólogas (não produzidas pela própria mulher) logo serão eliminadas do seu organismo.

 

 

Herança dos grupos sangüíneos

 

GRUPOS SANGÜÍNEOS

DOS PAIS

GRUPOS SANGÜÍNEOS

DOS FILHOS

A x A

A – O

A x B

A – B – AB – O

A x AB

A – B – AB

A x O

A – O

B x B

B – O

B x AB

A – B - AB

B x O

B – O

AB x AB

A – B – AB

AB x O

A – B

O x O

O

 

 

 

HERANÇA RELACIONADA AOS CROMOSSOMOS SEXUAIS

 

Os homens são portadores de um cromossomo Y e de um cromossomo X (heterogaméticos), e que as mulheres são portadoras de dois cromossomos X (homogaméticas).

São estes cromossomos que determinam se uma pessoa será do sexo masculino ou feminino. É por isto que receberam o nome de cromossomos sexuais ou heterocromossomos, os genes desses cromossomos são chamados de heterossômicos.

O homem transmite seu cromossomo X para as meninas e o Y para os meninos, logo o menino recebe da mãe o cromossomo X e do pai o Y.

 

Assim temos:   

           

Homens:   44 autossomos + 2 heterossomos       ou      44A + XY   ou   46, XY

Mulheres: 44 autossomos + 2 heterossomos       ou      44A + XX   ou   46, XX

 

Como o cromossomo Y é menor que o cromossomo X, e tem uma forma recurvada, ocorre que, em certa região do cromossomo X aparecerão genes sem alelos correspondentes no Y.

Devido à forma encurvada do cromossomo Y, nesta região aparecerão, também, genes sem alelos correspondentes no X.

 

Já foram estudadas algumas características humanas, cujos genes estão localizados nestas zonas sem alelos. A herança dos genes localizados nos alossomos se divide em:

 

Ø        Ligada ao sexo;

Ø        Restrita ao sexo;

Ø        Parcialmente ligada ao sexo; limitada ao sexo;

Ø        Influenciada pelo sexo

 

 

A herança é considerada ligada ao sexo quando os genes envolvidos situam-se no cromossomo X, em sua porção não-homóloga.

 

Os critérios para identificar características recessivas ligadas ao cromossomo X podem ser resumidos assim:

 

Ø        Ocorrem com mais freqüência em machos do que em fêmeas;

Ø        As características são transmitidas a partir de um macho afetado aos seus netos através de suas filhas (efeito ziguezague);

Ø        Um alelo ligado ao X nunca é transmitido diretamente de pai para filho masculino;

Ø        Todas as fêmeas afetadas têm pai afetado e a mãe afetada ou portadora.

 

Os exemplos mais citados são:

 

Ø        Daltonismo ou discromatopsia: dificuldade de distinguir as cores, mais comumente confundem o verde e o vermelho. Existe uma forma de daltonismo cujos genes estão localizados em autossomos, sendo herdada por homens e mulheres.

Ø        Hemofilia: dificuldade de coagulação sangüínea. Hemofilia A caracterizada pela falta do fator VIII (cerca de 85% dos casos). Hemofilia B ou doença de Christmas caracterizada pela falta do fator IX ou PTC.

Ø        Distrofia muscular de Duchenne: degeneração gradual das fibras musculares estriadas, causando paralisia, os sintomas aparecem entre os dois e seis anos de idade. Os músculos das pernas e ombros ficam rígidos e os indivíduos ficam paralisados e deformados durante a puberdade. Geralmente ocorrem lesões no miocárdio, ocasionando morte por insuficiência cardíaca em 75% dos casos. A maioria morre antes dos 21 anos.

 

 

Como o daltonismo e a hemofilia são características recessivas localizadas no cromossomo X (sem alelos no Y), elas ocorrem mais facilmente nos homens que nas mulheres.

 

Tomemos como exemplo o daltonismo:

 

Como não aparece o alelo D, o homem será daltônico com um simples gene recessivo (hemizigoto), o que não acontece com a mulher que, para ser daltônica, precisa ter os dois genes recessivos dd (homozigota).

 

O mecanismo de transmissão de um caráter ligado ao cromossomo X (ligado ao sexo) pode ser mostrado por meio da herança do daltonismo.

 

Quando o pai é daltônico (d) e a mãe é normal (DD), nenhum dos descendentes será daltônico, porém as filhas serão portadoras do gene (Dd = heterozigotas).

Quando a mãe é daltônica (dd = homozigota recessiva) e o pai é normal (D), as filhas serão portadoras (Dd) e os filhos serão daltônicos (d).

 

Os genótipos para o daltonismo são assim representados:

 

GENÓTIPOS

FENÓTIPOS

OBSERVAÇÕES

XD XD

Mulher normal

Homozigota dominante

XD Xd

Mulher normal

Heterozigota portadora

Xd Xd

Mulher daltônica

Homozigota recessiva

XD Y

Homem normal

Hemizigoto dominante

Xd Y

Homem daltônico

Hemizigoto recessivo

 

 

A hemofilia caracteriza-se por uma insuficiência na produção de tromboplastina, enzima fundamental para o mecanismo da coagulação sangüínea. É condicionada por um gene recessivo (Xh) ligado ao sexo. Sendo XH o gene dominante, temos os seguintes genótipos:

 

GENÓTIPOS

FENÓTIPOS

OBSERVAÇÕES

XH Y

Homem normal

Hemizigoto dominante

Xh Y

Homem hemofílio

Hemizigoto recessivo

XH XH

Mulher normal

Homozigota dominante

XH Xh

Mulher normal

Heterozigota portadora

Xh Xh

Mulher hemofílica

Homozigota recessiva

 

A transmissão da hemofilia é igual à do daltonismo.

 

 

A herança é considerada restrita ao sexo ou holândrica quando os genes envolvidos situam-se no cromossomo Y, na parte não-homóloga ao cromossomo X (genes holândricos = todos masculinos).

Nesse caso, o caráter manifesta-se apenas nos homens.

Um exemplo é a hipertricose auricular (presença de pêlos longos e grossos nas orelhas) e a ictiose (espessamento da pele com descamação).

 

 

A herança é limitada pelo sexo quando os genes que determinam certo caráter expressam-se melhor de acordo com o sexo do indivíduo, estando localizados nos autossomos, podem se expressar em ambos os sexos, todavia a expressão fenotípica dos genes é determinada pela presença ou ausência de hormônios sexuais.

O desenvolvimento da barba e da musculatura manifestam-se na presença de hormônios masculinos. O desenvolvimento dos seios depende de hormônios femininos.

Em bovinos, a produção de leite é determinada geneticamente, os genes estão presentes em machos e fêmeas. Um touro de raça produtora de leite transmitirá os genes às suas filhas, embora não expressem esta característica.

 

 

A herança influenciada pelo sexo pode estar em genes localizados nos autossomos ou na porção homóloga dos alossomos. A dominância ou recessividade é influenciada pelo sexo do portador.

 

O gene C (dominante), que determina a calvície humana, atua melhor na presença de hormônios masculinos. No homem comporta-se como dominante e na mulher como recessivo.

 

Um homem CC (homozigoto dominante) ou Cc (heterozigoto) será calvo, enquanto uma mulher Cc (heterozigota) terá cabelos normais.

Em mulheres, a calvície só se manifesta quando o genótipo é CC (homozigoto dominante).

Fatores de origem interna, certamente os hormônios, influenciam a manifestação desses genes. Por isso, as mulheres heterozigotas apresentam perda acentuada de cabelos, e até mesmo calvície, após a menopausa, quando ocorrem alterações hormonais, aumentando as taxas de hormônios masculinos.

 

 

A herança parcialmente ligada ao sexo está relacionada a genes localizados na porção homóloga dos alossomos e seu mecanismo de transmissão é o mesmo dos genes localizados em autossomos, sendo expressos fenotipicamente tanto em homens como em mulheres.

Acromatopsia total: cegueira total para cores, os indivíduos enxergam tudo em preto e branco.

Retinite pigmentosa: degeneração da retina acompanhada por deposição de pigmento, levando à cegueira.

Xeroderma pigmentosa: caracterizada por sensibilidade extrema da pele, sobretudo aos raios ultravioleta do Sol que produzem lesões ulcerosas no tecido cutâneo.

Paraplegia espástica: paralisia dos membros inferiores.

 

 

 

AS CAUSAS GENÉTICAS DAS MUTAÇÕES

 

As mutações são alterações na expressão individual dos genes, como também qualquer alteração que envolva o número ou a estrutura dos cromossomos, levando em consideração as células diplóides normais da maioria das espécies.

 

 

PRINCIPAIS FATORES MUTAGÊNICOS

 

QUÍMICOS

FÍSICOS

Gás mostarda

Ácido nitroso

Colchicina

Talidomida

Metais pesados

Radiação ultravioleta

Raios-x

Raios gama

 

 

Qualquer fator que aumente a probabilidade de ocorrerem mutações, é chamado de fator mutagênico. Há, na natureza, vários tipos de fatores mutagênicos, sendo os mais conhecidos as radiações e certas substâncias químicas.

 

 

PRINCIPAIS MUTAÇÕES GÊNICAS

 

MUTAÇÃO

CARACTERÍSITCAS

Fenilcetonúria

Metabolismo anômalo da fenilalanina (deficiência mental, pele clara)

Coréia de Huntington

Perda de memória, movimentos incontroláveis, morte

Anemia falciforme

Produção de hemoglobina anormal

Albinismo

Ausência parcial ou total de melanina

Fibrose cística

Produção de muco anormalmente espesso

Doença de Tay-Sachs

Degeneração nervosa progressiva e mortal

 

 

As mutações gênicas são modificações na expressão de genes individuais, devido a alterações envolvendo as bases nitrogenadas do DNA. Muitas vezes, as doenças causadas por um único gene se comportam, em termos de transmissão, de acordo com as leis de Mendel.

 

 

PRINCIPAIS MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS

 

ZIGOTO

ANEUPLOIDIA

NOME CLÍNICO

47, XXX

Trissomia

Síndrome do triplo X

47, XXY

Trissomia

Síndrome de Klinefelter

47, XYY

Trissomia

Síndrome do duplo Y

45, XO

Monossomia

Síndrome de Turner

45, YO

Monossomia

Síndrome do Y inviável

47, XX*(+21)

Trissomia

Síndrome de Down (+21)

47, XX*(+18)

Trissomia

Síndrome de Edwards (+18)

47, XX*(+13)

Trissomia

Síndrome de Patau (+13)

 

 

 

As mutações cromossômicas são causadas por:

 

Ø        defeitos na estrutura dos cromossomos (mutações estruturais);

Ø        variação no número dos cromossomos das células de um indivíduo (mutações numéricas).

 

Entre as mutações estruturais destacamos: síndrome de cri-du-chat ou do miado do gato e a síndrome de duplicação.

 

Ø        Síndrome do miado do gato: o choro dos bebês lembra o miado do gato; apresentam microcefalia (cabeça pequena), nariz achatado (em sela); face alargada; retardo mental, motor e de crescimento. As pessoas afetadas morrem nos primeiros meses de vida ou na primeira fase da infância. A síndrome decorre da deficiência de um segmento do cromossomo 5.

 

Ø        Síndrome da duplicação: o bebê apresenta crânio em forma de cone; veias proeminentes no couro cabeludo; sobrancelhas salientes; pêlos faciais; glaucoma (endurecimento do globo ocular); nariz curto; orelhas implantadas abaixo da posição normal; membros e pescoço curtos; deformações nos pés. É uma mutação no cromossomo 3, onde ocorre a deficiência em um cromossomo 3 e a duplicação do outro cromossomo 3 que recebeu o segmento do seu homólogo.

 

 

Entre os tipos de mutações numéricas mais comuns nas populações, encontramos as aneuploidias, que provocam alterações no patrimônio genético dos homens (44A + XY) e das mulheres (44A + XX), podendo ser:

 

Ø        autossômica (alteração dos cromossomos autossomos).

Ø        sexual (alteração do par sexual).

 

As aneuploidias caracterizam-se pela variação de um ou mais cromossomos no cariótipo do indivíduo, resultante da não-disjunção de certos pares de homólogos durante a gametogênese.

 

Ø        Na perda de um cromossomo, a aneuploidia é do tipo monossomia (2n – 1). 

Ø        No acréscimo de um cromossomo, tem-se a trissomia (2n + 1).

 

Entre as mutações sexuais, podemos citar: síndrome de Klinefelter, síndrome de Turner e síndrome do triplo X, entre outras.

 

Ø        Síndrome do triplo X: mulheres que podem ser normais e férteis ou, eventualmente, ter retardo mental.

 

Ø        Síndrome de Klinefelter: homens que apresentam grande estatura, um fenótipo masculino, testículos atrofiados, deficiência mental, pequenos seios, etc.

 

Ø        Síndrome do duplo Y: homens fenotipicamente normais e férteis, geralmente de grande estatura.

 

Ø        Síndrome de Turner: fenótipo feminino, ovários atrofiados, ausência de mamas, ombros largos, pescoço curto e grosso e estatura baixa.

 

Como exemplos de mutações autossômicas, temos: síndrome de Down, síndrome de Edwards e síndrome de Patau.

 

Ø        Síndrome de Down ou trissomia do 21: foi descrita pelo médico inglês J. Langdon Down. Essa anomalia pode ocorrer tanto em homens como em mulheres, cujos cariótipos serão, respectivamente: 45A + XY e 45A + XX. Os indivíduos apresentam microcefalia, nariz pequeno, retardo mental, prega transversal contínua na palma da mão, prega típica no canto dos olhos (epicântica) que sugere olhos de oriental, mãos curtas e largas, ausência de uma falange com prega única no dedo mínimo, dentição irregular, língua fissurada, boca quase sempre aberta com protusão da língua,  adiposidade, etc.

 

Ø        Síndrome de Edwards ou trissomia do 18: descrita por Edwards e colaboradores. Caracteriza-se por malformações múltiplas como maxilar inferior retraído; dedos flexionados (cerrados); defeitos cardíacos; deformidades do crânio, da face e dos pés; grave retardo mental; podendo apresentar também lábio leporino e palato fendido. A morte ocorre geralmente em cerca de 3 a 4 meses de idade.

 

Ø        Síndrome de Patau ou trissomia do 13: descrita por Patau e colaboradores. O portador apresenta polidactilia; defeito cardíaco e de vários órgãos internos (rins, intestinos); lábio leporino e palato fendido. As crianças que chegam a nascer não ultrapassam os três anos de idade.

 

 

COMO PREVENIR?

 

 Muitas tentativas têm sido feitas para detectar precocemente algumas anomalias genéticas. Além das técnicas de aconselhamento genético, temos exames preventivos que são realizados na fase intra-uterina, como a amniocentese.

 

O aconselhamento genético consiste em transmitir ao casal as informações necessárias sobre os aspectos de malformações que podem ocorrer no recém-nascido. O aconselhamento indica a probabilidade esperada de ocorrer determinadas malformações.

 

A amniocentese é um exame no qual se recolhe o líquido amniótico para análise das células que se descamam do corpo do embrião, para se estudar o cariótipo.                                             

 

 

OS PERIGOS DE UM BOM BRONZEADO

 

A radiação ultravioleta é capaz de alterar a seqüência de bases nitrogenadas da molécula de DNA. Com a alteração na camada de ozônio, a incidência da radiação ultravioleta sobre a Terra, tende a aumentar, elevando o número de casos de câncer de pele.

 

 

 

AS ANOMALIAS CROMOSSÔMICAS

 

NUMÉRICAS

 

            Aneuploidias – não envolvem genomas inteiros

 

                        Nulissomia      2n - 2

                        Monossomia    2n - 1

                        Trissomia        2n + 1

                        Tetrassomia   2n + 2

 

            Euploidias – envolvem genomas inteiros

 

                        Haploidia        n

                        Triploidia        3n

                        Tetraploidia    4n

                        Hexaploidia    6n

 

ESTRUTURAIS

 

Deficiência – Falta um pedaço de cromossomo

Duplicação – Repetição de um segmento do cromossomo

Inversão – Rotação de 180O de um segmento do cromossomo

Translocação - Transferência ou troca de pedaço com cromossomo não-homólogo

 

 

 

 

2003 Amara Maria Pedrosa Silva

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Atualizado em: segunda-feira, 08 de agosto de 2005