GENÔMICA NUTRICIONAL: Modulando a Origem e a Saúde Celular Nutricius Vitae/2009 Aulas: 1. Heredograma 2. Padrões de Herança Monogênica 3. Herança multifatorial Cibele Velloso Rodrigues Etiologia das características/doenças 1. Genética - Hereditária cromossômicas 7:1000 nascidos vivos e 1/2 dos abortos espontâneos 1o. trim anomalias Numéricas anomalias Estruturais monogênicas Multifatoriais/distúrbios complexos 2. Não genética ambientais epigenéticas 1 ANAMNESE FAMILIAR e HEREDOGRAMA HISTÓRIA FAMILIAR CONSTRUÇÃO DO HEREDOGRAMA •HEREDOGRAMA - ilustra as relações entre os membros familiares, graus de parentesco, determinar o tipo de herança (se genético), auxilia o diagnóstico, permite calcular o risco de recorrência. •PROBANDO (a) OU PROPÓSITO (a) Heredograma da família Venezuelana com casos de Doença de Huntington (quase 10.000 pessoas incluídas) Exemplo de um heredograma g e r a ç õ e s 1 2 1 2 2 1 1 2 3 4 3 3 3 4 4 5 4 5 5 6 2 http://www.assis.unesp.br/~egalhard/tipoheran.htm SÍMBOLOS USADOS NA CONSTRUÇÃO DO HEREDOGRAMA http://www.assis.unesp.br/~egalhard/tipoheran.htm 3 PADRÕES DE HERANÇA MONOGÊNICA HERANÇA AUTOSSÔMICA O gene está num loco de um dos cromossomos autossômicos (1 a 22) DOMINANTE RECESSIVA HERANÇA LIGADA AO SEXO - Alossômica LIGADA AO X RECESSIVA DOMINANTE LIGADA AO Y = holândrica HERANÇA EXTRA-NUCLEAR - MITOCONDRIAL Heredograma de uma família com um caráter Autossômico dominante CRITÉRIOS DA HERANÇA AUTOSSÔMICA DOMINANTE 1. característica transmitida por ambos os sexos; 2. são afetados aproximadamente igual número de homens e mulheres; 3. um dos pais de cada filho afetado é também afetado; 4. cada geração mostra algum indivíduo afetado; 4 Heredogramas de HAD •Doença de Huntington •Neurofibromatose mutação nova no probando Fig.3 Xantomas papulares em garota de 12 anos, um quadro grave de hipercolesterolemia. Fig.4 Xantomas cutâneos demonstrando grande intensidade de sintomas em homozigotos. Heredograma típico de Herança Autossômica Recessiva 5 Herança autossômica recessiva CRITÉRIOS DA HERANÇA AUTOSSÔMICA RECESSIVA Característica afeta e é transmitida por ambos os sexos; Geralmente os genitores não manifestam a característica ou distúrbio (são portadores assintomáticos); Indivíduos afetados em geral nascem de pais não afetados; A característica aparece geralmente entre irmãos, sem geração anterior afetada; Após o nascimento de um indivíduo afetado, cada filho subsequente tem 25% de chance de ser afetado. Efeito de casamentos consangüineos – (endogâmicos) aumenta a porcentagem de genes em homozigose originados de um ancestral comum. CASAMENTOS CONSANGÜÍNEOS Parentes compartilham genes de ancestral comum R = 1/8 F= 1/16 Alelos em Homozigose por ancestral comum 6 HERANÇA LIGADA AO X recessiva fêmeas normais afetados XHXH XHXh XhXh machos (hemizigóticos) normal XHY XhY afetado XH = alelo dominante Xh = alelo recessivo Exemplos: daltonismo verde-vermelho, hemofilias A e B; distrofia muscular de Duchenne e de Becker, síndrome de Lesch-Nyhan; síndrome de Hunter; deficiência de glicose 6fosfato desidrogenase HERANÇA LIGADA AO X RECESSIVA ☺afeta quase exclusivamente os homens; ☺homens afetados nascem de pais não afetados, a mãe normalmente é portadora assintomática e pode ter parentes homens afetados; ☺não há transmissão homem para homem na genealogia; ☺mulheres portadoras sintomáticas aparecem ocasionalmente como resultado da inativação aleatória do X afetado Herança Ligada ao X recessiva 7 8 HERANÇA LIGADA AO X DOMINANTE •Homens e mulheres são afetados, embora as mulheres sejam em geral menos gravemente afetadas que os homens; •Não pode ocorrer transmissão de homem para homem. •Homens afetados tem todas filhas afetadas •Pai afetado passa o gene para as filhas nunca para os filhos •Em média, metade dos filhos e das filhas de mulher heterozigota serão afetados •Alguns distúrbios são letais nos homens Exemplos: síndrome do X-frágil; raquitismo resistente à vit D; incontinência pigmentar; síndrome de Rett Incontinência pigmentar é desordem multisistêmica afetando predominantemente mulheres e caracterizada por alterações cutâneas em três estágios - vesicobolhoso, verrucoso e hiperpigmentado; embora nem todos os estágios ocorram necessariamente. Sessenta por cento dos pacientes mostram anormalidades no tecido ectodérmico:distrofia da unha, anormalidades dentárias, anomalias pilosas são comuns. A incidência de anormalidades oculares é alta e pode chegar a 40%. A desordem é devida a gene dominante ligado ao X com letalidade em homens afetados 9 HERANÇA LIGADA AO Y •Também denominada HOLÂNDRICA •genes localizados no Y • portanto todos os homens de uma família vão apresentar a característica em questão •no Y existem genes próximos ao centrômero no braço curto que são responsáveis pela diferenciação gonadal dando origem aos testículos •exemplos: Hipertricose auricular (???), azospermia HERANÇA LIMITADA AO SEXO Existem genes que apesar de estarem situados em autossomos, estes se expressam somente em um ou outro sexo, como por exemplo características sexuais secundárias (Barba nos Homens - Volume das mamas - forma feminina do quadril) HERANÇA INFLUENCIADA PELO SEXO Genes localizados nos autossomos com manifestação diferenciada nos sexos - Ex. calvície hereditária. Esquema digitalizado do Livro de Genética Humana (Otto, P.G 1997) Esquema digitalizado do Livro de Genética Humana (Otto, P.G 1997) Penetrância, expressividade 10 RECORDANDO HERANÇA AUTOSSÔMICA ... os genes estão localizados nos cromossomos - Quando que não são os sexuais (1 a 22). GENES ALELOS - Genes que ocupam mesmo lugar (loco) em cromossomos homólogos. HOMOZIGOTO - Quando o indivíduo possui genes iguais (alelos). HETEROZIGOTO - Quando o indivíduo possui genes diferentes. GENE DOMINANTE - Quando seu efeito se faz notar, mesmo que ocorra em dose simples. GENE RECESSIVO - Quando para manifestar seu efeito tem de estar em dose dupla. CODOMINÂNCIA - Quando dois alelos influem de maneira detectável sobre o fenótipo. PSEUDODOMINÂNCIA - Quando na deleção em 1 cromossomo e os genes, mesmo recessivos, do outro cromossomo passam a manifestar-se livremente. PLEIOTROPIA EPISTASIA - Quando um gene atua sobre várias características - Quando um gene oculta ou elimina a atuação de outro não alelo. Modelo conceitual da causa de uma doença multifatorial Fatores ambientais Fatores aleatórios (estocásticos) Multifatorial Genes principais Fatores genéticos Poligenes (ambiente genético) plurilocais Doenças onde há fatores genéticos envolvidos com um limiar A) defeitos comuns de nascimento : ex. Defeitos do tubo neural, fendas labial e palatina, pé torto, doença cardíaca congênita, e outras. B) Psicoses comuns (esquizofrenia e distúrbios afetivos) C) Doenças comuns da meia-idade (diabetes, hipertensão, doença coronariana) 11 Característica poligênica multifatorial Variação Efeitos aditivos de alelos (muitos) genética Alelos dominantes (poucos) Variação ambiental epistasia VP= VA + VD + VI + VE VG EFEITO LIMIAR Limiar – ponto limite de prediposição genética para o surgimento da característica; os indivíduos da população seguem uma distribuição normal Ex.: defeitos cardíacos congênitos, obesidade 12 Critérios para definir Herança multifatorial o risco de recorrência é maior se mais de um membro da família for afetado = presença de mais fatores de risco genético e ambientais; O risco de recorrência é maior se a expressão da doença no probando é mais grave. ex.: fenda labial bilateral e palatina x fenda unilateral; O risco de recorrência é maior se o probando é do sexo oposto ao sexo mais comumente afetado: posição mais extrema na distribuição de tendência;ex.: DCV O risco de recorrência geralmente diminui rapidamente em pessoas com grau de parentesco mais distante. Exemplos de doenças multifatoriais •Mal de Alzheimer (alguns casos) h2 = 0,44 a 0,80 •Depressão •Autismo •Doença arterial-coronariana h2 = 0,5-0,6 •Diabetes mellitus tipos 1 e tipo 2 •Asma •Hipertensão •Esquizofrenia h2 = 0,8-0,85 •Fenda labial/palatina •Pé-torto congênito •Defeito fechamento do tubo neural HERDABILIDADE DE ALGUMAS CARACTERÍSTICAS HUMANAS característica Herdabilidade Pé torto 0,8 Altura 0,8 Pressão sangüínea 0,6 Índice de Massa corporal 0,5 Aptidão verbal 0,7 Aptidão matemática 0,3 Aptidão em soletrar 0,5 Contagem total de cristas dérmicas 0,9 Inteligênica 0,5-0,8 Colesterol sérico total 0,6 13 Estudos com Gêmeos para estudo da influência genética sobre as características Desde 1924 – Dermatologista alemão Hermann Siemens comparou transcritos escolares de gêmeos idênticos versus gêmeos fraternos: propôs que os genes contribuem para a inteligência Taxa de concordância : porcentagem de pares nos quais ambos os gêmeos expressam a característica Ex. surdez musical (detecção de erros musicais) TcMZ = 0,67 TcDz = 0,44 Taxa de concordância Distúrbio Alcoolismo (mulheres) Alcoolismo (homens) Esquizofrenia Doença de Alzheimer Depressão h2 Monozigóticos Dizigóticos 0,35 0,32 0,45 0,32 0,5 0,2 0,6 0,3 0,65 0,2 = 2 x (TcMz – TcDZ) 14