Genética Cap 1: Introdução à Genética, Morfologia dos

O PAPEL DA GENÉTICA NA
MEDICINA:
INTRODUÇÃO À GENÉTICA
E DIVISÃO CELULAR
Juliana Zimmermmann
1.1- A Genética Médica e
Humana
• Genética: Tema diverso e envolve-se com a
variação e a hereditariedade em todos os
organismos vivos (Thompson).
• Genética Humana: Ciência da variação e da
hereditariedade de todos os seres humanos.
• Genética Médica: Envolve-se com a
variação genética humana que têm
significado na prática e na pesquisa médica.
1.2- Campos de Interesse da
Genética Médica e Humana
• Citogenética: estudo dos cromossomos.
• Genética Molecular e Bioquímica: Estudo da
estrutura e função dos cromossomos individuais.
• Genômica: Estudo do genoma, sua organização
e funcionamento.
• Genética de populações: Estudo da variação
genética nas populações humanas.
• Genética clínica: Aplicação da genética ao
diagnóstico e cuidado do paciente.
Histórico
• Antiguidade: hebreus e gregos descreveram muitos
fenômenos genéticos e propuseram teorias para explicálos.
• 1865: Gregor Mendel – desenvolveu uma série de
experiências para formular princípios da
hereditariedade.
• 1900: Redescoberta dos trabalhos de Mendel.
• Século XX:
– Landsteiner descobriu o grupo sangüíneo ABO;
– 1950 – Especificação da estrutura do DNA por Jeremy Watson e
Francis Crick;
– 1956 – Especificação correta do número de cromossomos
humanos;
– 1959 – Descoberta da Síndrome de Down ocasionada por um
cromossomo extra.
Tipos de Doenças
Genéticas
• Distúrbios Cromossômicos.
• Distúrbios nos quais são alterados
genes isolados.
• Distúrbios Multifatoriais.
• Distúrbios Mitocondriais.
1.3- Cromossomos
Humanos
• 1.3.1 - Células Germinativas e somáticas
– Todas as células que contribuem para o nosso corpo
são chamadas de células somáticas, exceto as
células responsáveis pela formação dos gametas,
que são as germinativas.
• 1.3.2 – Morfologia e contagem dos
cromossomos humanos
– Na espécie humana, temos 46 cromossomos,
distribuídos em 23 pares, sendo 22 pares
semelhantes em homens e mulheres e, por isso,
chamados de autossomos.
• O par restante, corresponde ao 23o par e constitui o
cromossomo sexual. Nas mulheres os cromossomos
sexuais são indistinguíveis (XX) e, nos homens, os
cromossomos sexuais diferem. Um deles é o X (herdado da
mãe) e o outro é o Y (herdado do pai);
• Os genes distribuem-se linearmente ao longo do
cromossomo e o par de cromossomo apresenta os mesmos
genes (pequenas diferenças) na mesma seqüência.
Quando estes genes ocupam o mesmo lugar no par de
cromossomo são chamados de alelos;
• O locus é o local ocupado pelo gene no cromossomo.
• Cada cromossomo mitótico apresenta uma
região estrangulada denominada centrômero
ou constrição primária que é um ponto de
referência citológico básico dividindo os
cromossomos em dois braços:
– p (de petit) para o braço curto
– q para o longo.
• Os braços são indicados pelo número do cromossomo
seguido de p ou q; por exemplo, 11p é o braço curto
do cromossomo 11.
• De acordo com a posição do centrômero,
distinguem-se alguns tipos gerais de
cromossomos:
– Metacêntrico: Apresenta um centrômero mais ou
menos central e braços de comprimentos
aproximadamente iguais.
– Submetacêntrico: O centrômero é excêntrico e
apresenta braços de comprimentos nitidamente
diferentes.
– Acrocêntrico: Apresenta centrômero próximo a uma
extremidade. Os cromossomos acrocêntricos
humanos (13, 14, 15, 21, 22) têm pequenas massas
de cromatina conhecidas como satélites fixadas aos
seus braços curtos por pedículos estreitos ou
constrições secundárias.
1.3.3- Indicações para
Análise dos Cromossomos
• Problemas de crescimento e
desenvolvimento iniciais
• Natimorto e morte neonatal
• Problemas de fertilidade
• Neoplasia
• Gestação de uma mulher em idade
avançada.
Problemas de crescimento e
desenvolvimento iniciais
•
•
•
•
•
•
Falta ou retardo no desenvolvimento
Fácies dismórfica
Malformações múltiplas
Baixa estatura
Genitália ambígua
Retardo mental
– Combinações desses fatores
Natimorto e Morte
Neonatal
• Natimorto e morte neonatal
– Anomalias cromossômicas – 10%
natimortos
– Morte no período neonatal – 10%
• Suspeita clínica > cariótipo
Problemas de Fertilidade
• Abortos recorrentes
– 6% em um dos genitores > aborto
recorrente
• Mulheres com amenorréia
Gestação de mulher em idade
avançada
• Gestação em pacientes com mais de
35 anos de idade
Neoplasias
• Todos os cânceres estão associados a
uma ou mais anomalias
cromossômicas
– Prognóstico
História familiar
• História familiar positiva
Qual o material ideal para
identificar e estudar os
cromossomos?
• Culturas de células preparadas em sangue
periférico
– Vida curta
• Biópsia de pele
• Linfócitos
• Medula óssea
– Procedimento invasivo
– Alta proporção de células em divisão
– Principal uso: Suspeita de malignidades
hematológicas
• Células fetais
– Líquido amniótica
– Biópsia do vilo corial
Qual a técnica utilizada para
identificar os cromossomos?
– Coloração
– Bandeamento dos cromossomos de
acordo com a coloração a ser usada.
DIVISÃO CELULAR
A- A divisão celular:
Mitose
Mitose
• Conceito: Processo de multiplicação celular
responsável pela criação de novas células
diplóides a partir das existentes.
• Intérfase: Antes de se dividir uma célula
deve duplicar seus conteúdos, incluindo seu
DNA.
– Fases: G1, S e G2.
• Ciclo celular: Alternância de mitose e
intérfase.
A duração do ciclo celular varia de um tipo
celular para outro, podendo variar de algumas
horas a dias/anos.
Intérfase
• Fases:
– G1: intervalo entre a mitose e o início da
replicação. Não há síntese de DNA.
– S: síntese de DNA (cromátides se duplicam).
– G2: finalização e entra em mitose.
Prófase
• Caracterizada por:
– Condensação dos cromossomos
– Centríolos migrando para o pólo da célula
Metáfase
• Inicia-se com o desaparecimento da
membrana nuclear, permitindo que os
cromossomos se dispersem na célula.
• Caracteriza-se por:
– Cromossomos distribuem-se na porção
equatorial da célula;
– Atingem o grau máximo de condensação.
Anáfase
• Inicia-se quando os cromossomos se
separam nos centrômeros
• As cromátides irmãs, agora, se tornam
cromossomos-filhos
Telófase
• Cromossomos começam a se
descondensar
• Reconstituição da membrana nuclear
Citocinese
• Divisão do citoplasma
Mitose – Esquema geral
B- Meiose
Meiose
• Conceito: Trata-se do mecanismo principal pelo
qual os gametas haplóides são formados a
partir de células precursoras diplóides.
• Ciclos:
– Meiose 1: Divisão reducional;
– Meiose 2: Divisão eqüacional.
• Intérfase: Também ocorre em processos
importantes como a replicação do DNA.
C- Crossing ou Permuta
• Consiste na troca de segmentos de
DNA entre cromátides não irmãs de
cromossomos homólogos, garantindo a
variabilidade dos gametas.
Diferenças entre Meiose e
Mitose
MITOSE
MEIOSE
Formam-se 2 células-filhas
Formam-se 4 células-filhas
O número de cromossomos das
células filhas é igual ao original
O número de cromossomos das
células-filhas é a metade do
original
Ocorre nas células somáticas e,
portanto, associada ao
crescimento celular
Ocorre nas células germinativas
Separa as cromátides irmãs
Inicialmente separam-se os
cromossomos e depois separamse as cromátides
Não há emparelhamento de
cromossomos
Há emparelhamento de
cromossomos
PROBLEMAS NA MEIOSE
E NA MITOSE
• Problemas na
Meiose
– Cromossomos
não segregam
– Não há
disjunção
• Trissomias