perguntas genética de populações

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Genética de populações 1) A taxa de mutação do genoma humano é de 1.0 – 2.5 x10 ‐8 por par de bases por geração. Como é que explica que sejam transmitidas 30‐75 novas mutações em cada gâmeta? Porque são os valores obtidos quando se multiplica essa taxa de mutação pelo número de pares de bases do genoma humano (3000Mb). Isto significa que de cada vez que nos reproduzimos transmitimos entre 30 e 75 novas variações em cada gameta. A estimativa superior, 2.5 resulta da comparação filogenética da variação humana com variação no chimpanzé. Mais recentemente a observação direta entre sequências de familiares resultou numa estimativa de 1.1 x10‐8 mutações por geração. 2) Considerando os números acima referidos comente a afirmação: O número de variações de bases (SNPs) presentes num alinhamento de sequências de DNA do genoma de indivíduos não relacionados é 1/1,000. Isto significa que dois indivíduos não relacionados são 99.9% geneticamente idênticos ao nível do DNA, que ainda assim, tendo em conta os nossos 3000Mb, representa uma variação de 3 milhões de SNPs. Este número de variações significa ainda assim um reservatório de diversidade substancial. Existem 3 milhões de SNPs em 3 biliões de pares de bases de DNA. Então 3bilioes/3milhoes=1000. 1 (SNP) por cada 1000 pares de bases, ou seja em mil pares de bases nos diferimos num nucleótido (SNP). 3) Considerando que a frequência de variação (SNPs) entre indivíduos não relacionados é 1/1,000, como é que explica que haja 3 milhões de SNPs entre cada par de genomas humanos haploides? Uma frequência de variação de 1/1000 representa 0.1% de variação no genoma humano. 0,1% de 3000 mil milhões (biliões) correspondem a 3 milhões de SNPs. Se somos diferentes 1 em cada mil pares de bases, então em 3 biliões de pares de bases (3 biliões/mil), existem 3 milhões de SNPs. 4) Descreva o que entende por copy number variants (CNVs). CNVs são segmentos de DNA cujo tamanho varia de 1kb até vários Mb e cujo número de cópias varia entre indivíduos, em resultado de eventos de deleção, duplicação, triplicações e translocações de segmentos de DNA. As deleções são mais comuns que os outros tipos de CNVs. Portanto, CNVs são cópias extra de pedaços de DNA ou cópias em falta desses pedaços, afetam 2-3x mais DNA genómico do que os SNPs e, as suas implicações clínicas só agora é que estão a ser descobertas.

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Genticadepopulaes1) A taxa de mutao do genoma humano de 1.0 2.5 x108 por par de bases por gerao. Como que explica que sejam transmitidas 3075 novas mutaes em cada gmeta?Porque so os valores obtidos quando se multiplica essa taxa de mutao pelo nmero de pares de bases do genoma humano (3000Mb). Isto significa que de cada vez que nos reproduzimos transmitimos entre 30 e 75 novas variaes em cada gameta. A estimativa superior, 2.5 resulta da comparao filogentica da variao humana com variao no chimpanz. Mais recentemente a observao direta entre sequncias de familiares resultou numa estimativa de 1.1 x108 mutaes por gerao.

2) Considerando os nmeros acima referidos comente a afirmao: O nmero de variaes de bases (SNPs) presentes num alinhamento de sequncias de DNA do genoma de indivduos no relacionados 1/1,000.Isto significa que dois indivduos no relacionados so 99.9% geneticamente idnticos ao nvel do DNA, que ainda assim, tendo em conta os nossos 3000Mb, representa uma variao de 3 milhes de SNPs. Este nmero de variaes significa ainda assim um reservatrio de diversidade substancial. Existem 3 milhes de SNPs em 3 bilies de pares de bases de DNA. Ento 3bilioes/3milhoes=1000. 1 (SNP) por cada 1000 pares de bases, ou seja em mil pares de bases nos diferimos num nucletido (SNP).

3) Considerando que a frequncia de variao (SNPs) entre indivduos no relacionados 1/1,000, como que explica que haja 3 milhes de SNPs entre cada par de genomas humanos haploides?Uma frequncia de variao de 1/1000 representa 0.1% de variao no genoma humano. 0,1% de 3000 mil milhes (bilies) correspondem a 3 milhes de SNPs.Se somos diferentes 1 em cada mil pares de bases, ento em 3 bilies de pares de bases (3 bilies/mil), existem 3 milhes de SNPs.

4) Descrevaoqueentendeporcopynumbervariants (CNVs).CNVs so segmentos de DNA cujo tamanho varia de 1kb at vrios Mb e cujo nmero de cpias varia entre indivduos, em resultado de eventos de deleo, duplicao, triplicaes e translocaes de segmentos de DNA. As delees so mais comuns que os outros tipos de CNVs. Portanto, CNVs so cpias extra de pedaos de DNA ou cpias em falta desses pedaos, afetam 2-3x mais DNA genmico do que os SNPs e, as suas implicaes clnicas s agora que esto a ser descobertas. Os CNVs podem ser detectados por Comparative genomic hybridization on array (aCGH) ou por NGS. Os genomas humanos diferem em> 1000 CNVs (0.8% do genoma de um indivduo) Alguns CNVs so herdados, enquanto outros aparecem de novo nas clulas germinais. Aparentemente> 250 dos nossos genes podem perder 1 ou mesmo 2 cpias sem alteraes fenotpicas bvias. A maior parte dos CNVs so produzidos por non-allelic homologous recombination (NAHR), tambm conhecido como Crossing-over desigual. No NAHR, dois segmentos homlogos (DNA repetitivo) alinham incorretamente, produzindo duplicaes ou delees com varivel nmero de cpias dos genes presentes entre os segmentos de DNA Repetidos.Os CNV so segmentos de DNA com um tamanho compreendido entre 1 kilobase (Kb) e vrios megabases (Mb) e representam um desequilbrio genmico, que altera o balano biolgico normal da diploidia, num determinado locus. Estes podem ser delees, inseres ou duplicaes e ocorrem em cerca de 12% do DNA genmico humano. Sabe-se que os CNVs tendem a aparecer em regies com sequncias genticas repetitivas como o caso dos Low Copy Repeats (LCR), estando estes envolvidos na sua formao. Alguns CNV so comuns e transmitidos de gerao, enquanto outros aparecem de novo e de uma forma recorrente. Pensa-se que os CNV mais raros so os que apresentam uma maior probabilidade de serem patognicos.

5) Comenteaafirmao:cadaserhumanoheterozigticoempelomenos100 CNVs.Significa que um ser humano tem dois alelos com um nmero de cpias diferente em pelo menos 100 loci diferentes. O que representa cerca de 3Mb de variao entre indivduos sendo, assim, outra fonte importante de variao para alm dos SNPs.

6) Comenteaafirmao:avariaodosgenomashumanosdeveseaSNPseCNVs.Como j referido os SNPs so muito abundantes, existindo cerca de 3 milhes em 3 bilies de pares de bases no ser humano, sendo por isso responsveis por 80 a 90% da variao genmica. Os SNPs ocorrem ainda nos dois alelos e so fceis de detetar.Existem cerca de 3000 CNVs, sendo que 800 ocorrem com uma frequncia superior a 3%. Os CNVs so teis para estudar zonas no codificantes do DNA, permitem ter ideia de vrias variaes estruturais provocadas por inseres, delees e duplicaes.

7) No clculo da variabilidade do genoma de populaes utilizase a frmula FST = HT (HS/HT), sendo: FST = valor da variao gentica que se deve a diferenas entre populaes. HT = heterozigotia total da amostra em estudo HS = mdia da heterozigotia de cada populao Descreva o significado dos valores FST = 0 e FST = 1Fst representa a extenso da contribuio da diferena, existente entre populaes, para a variabilidade gentica total.Fst=0 corresponde a toda a variao existente dentro da populao, ou seja, somente em uma populao encontramos a toda a variabilidade humana.Fst=1 corresponde a toda variabilidade existente entre as populaes, ou seja, preciso mais de 1 populao para termos toda a variabilidade humana.*Considerando HT mximo = 1 na frmula FST = HT (HS/HT) medida que o valor de HS se aproxima do valor de HT (aumento da variao dentro das populaes (HS) para valores prximos da variao do meio (HT)), o valor de FST aproxima-se de 0 (zero). Quando a variao dentro das populaes apresenta o mesmo valor da variao do meio (FST =(1 1) /1) FST = 0. Da mesma forma, medida que o valor de HS se afasta do valor de HT (diminuio da variao dentro das populaes (HS) para valores prximos de zero), o valor de FST aproxima-se de 1. Quando a variao dentro das populaes nula (FST = (1 0) /1) FST = 1.

8) Porque que se utilizam os elementos genticos STRs, RSPs, Alus, L1S e SNPsno mapeamento da diversidade humana?So os mais fceis de detetar e por outro lado so os mais comuns.

9) DescrevaoentendeporSTR,RSP,AlueSNP.STRs (Short Tandem Repeats) - so microssatlites, sequncias de DNA de pequena dimenso (aproximadamente 4 bp), repetidas ao longo do genoma em regies no codificantes, altamente variveis, dotadas de uma elevada tendncia mutacional. A existncia de alelos, no locus dos microssatlites, associados ao progenitor, permite a sua identificao e, consequentemente, o estudo da ancestralidade das populaes. Alu - so sequncias de DNA altamentes mveis, dotadas de uma elevada tendncia mutacional, presentes no genoma de primatas. As mutaes limitam-se grandemente a regies no codificantes, de impacto quase nulo para o organismo, mas capazes de gerar variao detectada em estudos de ancestralidade de populaes. SNPs (Single-Nucleotide Polymorphisms) - so variaes de um nico nucletido em sequncias de DNA, altamente conservadas na populao, presentes geralmente em regies onde a seleco natural actua fixando o alelo do SNP, que corresponde ao adaptao gentica mais favorvel. ptimos marcadores genotpicos.

10) Comente a afirmao: a maior parte da diversidade gentica da populao humana ocorre entre indivduos do mesmo continente e apenas uma pequena parte ocorre entre indivduos de continentes diferentes.Considerando os indivduos do mesmo continente parte da mesma populao, existe uma relao entre distncia gentica e localizao geogrfica. De acordo com a ideia da derivao das populaes de uma populao ancestral, os humanos acumularam variao gentica como consequncia de mutaes, deriva gentica e seleo antes de um pequeno grupo abandonar frica em direo a novos continentes.Existem alelos comuns, antigos que apresentam uma elevada frequncia e provavelmente so partilhados entre populaes de continentes diferentes. No entanto, novos alelos precisam de tempo para atingir a frequncia atingida pelos alelos mais antigos, comuns e estabelecidos nas populaes, sendo provavelmente especficos de uma populao, assegurando que a maior parte da diversidade gentica ocorra entre indivduos do mesmo continente e no entre indivduos de continentes diferentes.

11) Comente a afirmao: a maior parte da variao gentica partilhada entre populaes humanas.De acordo com a ideia da derivao das populaes de uma populao ancestral, um alelo que tenha surgido nos ltimos milhares de anos, provavelmente ser um alelo raro, que ainda no teve tempo para atingir a frequncia atingida pelos alelos mais antigos, especfico de uma populao. Desta forma, considerando que existem SNPs comuns e SNPs raros.Os SNPs raros, mais recentes, apresentam obviamente uma baixa frequncia sendo muito provavelmente especficos de determinadas populaes e, no so partilhados.Ao contrrio, os SNPs comuns, mais antigos, apresentam uma elevada frequncia sendo muito provavelmente partilhados entre as populaes assegurando que a maior parte da variao gentica partilhada entre populaes.

12) Descrevaummtododeclculodadistnciagenticaentrepopulaeshumanas.Para determinar a distncia entre duas populaes humanas, pode-se usar a seguinte frmula: Dij = |pi pj |, onde:Dij distancia entre a populao i e a populao jPi e Pj frequncias allicas de um SNV na populao i e na populao j

13) Descreva como se constroem redes populacionais com dados de polimorfismos (SNPs).A construo de redes populacionais exige dados (de polimorfismos (SNPs)) que demonstrem a similaridade existente entre as populaes (ex. SNP1 para Populao 1 = 0.588, SNP1 para Populao 2 = 0.671, SNP1 para Populao 3 = 792). Selecionam-se dados de SNPs existentes em todas a populaes em estudo (depende grandemente da dimenso do estudo).Descobre-se a diferena entre as frequncias allicas dos SNPs das populaes (l pa pb l). De forma gradual, cria-se um diagrama (Similaridade (y) x Populaes (x)) onde as populaes se unam a um nivel correspondente diferena calculada. Exemplo: - Calcular a diferena entre as frequncias do SNP das populaes 1 e 2 (l p1 p2 l), - Unir populaes no diagrama ao nvel correspondente diferena, - Calcular valor mdio das frequncias do SNP das populaes 1 e 2 - Calcular a diferena entre a frequncia do SNP da populao 3 e o valor mdio das frequncias do SNP das populaes 1 e 2 (l p3 (p1 + p2)/2). - Repetir o processo incluindo uma nova populao.

14) Comente a afirmao: com base nos polimorfismos dos elementos Alu h mais diversidade gentica nas populaes africanas do que nas populaes dos outros continentes.Existe uma relao entre distncia gentica e localizao geogrfica. A maior diversidade gentica encontrada em populaes africanas deve-se maior proximidade das populaes africanas com a populao ancestral. Proximidade geogrfica e temporal (acredita-se que os humanos acumularam variao gentica como consequncia de mutaes, deriva gentica e seleo antes de um pequeno grupo abandonar frica em direo a novos continentes) e gentica (sabendo que um novo alelo precisa de tempo para atingir uma elevada frequncia e que as populaes africanas so mais prximas da populao ancestral, os novos alelos tiveram mais tempo para atingirem uma frequncia capaz de provocar variao gentica nas populaes).De acordo com a bibliografia consultada, o ancestral comum, no possuiria Alu, ou seja no teria este tipo de inseres. A populao africana mais distinta que as restantes populaes devido s maiores distncias observveis na sua populao.

15) Descreva a tecnologia de chips de SNPs utilizada no mapeamento da diversidade humana.Segundo a tecnologia de chips de SNPs, milhares de sondas (volume varia de acordo com a dimenso do chip) desenhadas de forma a apresentarem locais complementares a SNPs so imobilizadas num chip de forma a permitir a hibridao de SNPs. Como os alelos de SNPs variam unicamente num nucletido revela-se difcil conseguir condies de hibridao optimas para todas as sondas do ensaio. De forma a evitar a potencial hibridao do DNA alvo com sondas incompatveis (mismatch) so aplicadas sondas redundantes, capazes de hibridar com mais do que um SNP.O princpio semelhante ao da tecnologia de microarrays de DNA. As amostras de DNA so marcadas fluorescentemente, hibridadas num chip, lavadas e analisadas. As sequncias hibridam de forma complementar com as sondas imobilizadas na superfcie do chip. Um maior nmero de bases complementares representa uma ligao mais forte entre as sequncias, essencial no momento das lavagens dos chips, onde apenas as hibridaes com um elevado grau de complementaridade continuam hibridadas no chip. Hibridaes no especficas so eliminadas.

Em suma, os chips de SNPs baseiam-se na mesma tecnologia dos chips de DNA. Estes chips tem sondas com os diferentes SNP alvo especficos para uma ou vrias populaes, que hibridizam com sequencias complementares da amostra, ocorrendo uma reao de fluorescncia. As sondas esto desenhadas de modo a possurem o SNP em vrios locais diferentes, bem como locais de mismatche no SNP. Atualmente existem chips com cerca de 500.000 SNPs de humanos.

16) PorquequeseutilizamChipsdeSNPsde250Knoestudodadiversidadehumana?A aplicao de chips de SNPs permite a deteo de SNPs dentro de uma populao em estudo, o processo de variao mais frequente no genoma. O elevado volume de SNPs identificados no genoma humano (aproximadamente 50 milhes) associado a elevada capacidade de conservao dentro das populaes ao longo do processo evolutivo, transforma-os em timas ferramentas no estudo do genoma. Os chips de 250K so capazes de genotipar um valor inigualvel de aproximadamente 250.000 SNPs, cobrindo eficientemente diferentes populaes, permitindo uma resoluo elevada entre variaes genticas de populaes.

17) No estudo da diversidade gentica quais as vantagens da sequenciao de genomas completos relativamente aos chips de alta densidade de SNPs (250K)?A sequenciao do genoma completo supera alguns dos problemas dos chips de SNPs, tais como serem selecionadas para uma maior frequncia e diversidade nos europeus, pois a maior parte dos estudos de mapeamento foram realizadas nestas populaes. Por outro lado se olharmos para sequenciao do genoma completo temos uma avaliao imparcial da diversidade gentica em cada populao, e no obtemos apenas informaes sobre as variantes comuns que esto nas SNPs, mas sobre as variantes raras, ou seja, sequenciao de genomas completos so imparciais e incluem informao sobre as variantes raras. At recentemente, os custos de incluir variantes comuns e raras em tais estudos era altamente proibitivo, empurrando o foco no sentido de identificar variantes relativamente comuns que ocorrem em uma alta frequncia na populao, porm atualmente comea a ser possvel tambm incluir as variantes raras.

A informao obtida pela sequenciao de um genoma completo imparcial e, ao contrrio dos chips de SNPs, permite obter informao sobre SNPs mais raros. Por outro lado, os chips de SNPs apenas permitem a obteno de informao sobre variaes comuns de SNPs e a informao baseia-se nas sondas selecionadas para a anlise.

18) DescrevaoentendepeloconceitoPopulationBlotleneckUm evento Population Bottleneck corresponde a uma reduo drstica no tamanho da populao. O bottleneck pode ser causado por vrios eventos, tais como um desastre ambiental, a caa de uma espcie para o ponto de extino, ou destruio do seu habitat, que resulta na morte de organismos. O bottleneck da populao produz um decrscimo no conjunto de genes da populao, pois muitos alelos, ou variantes genticas, que estavam presentes na populao original perdido. Devido ao evento, a populao restante tem um nvel muito baixo de diversidade gentica, o que significa que a populao como um todo, tem algumas caractersticas genticas.

Population botleneck entendido como sendo uma reduo drstica do nmero de indivduos de uma populao por influncia de fatores ambientais (como desastres naturais) ou atividades humanas. Um tipo especfico de botleneck o founder effect. Neste caso, um pequeno grupo de indivduos, proveniente de uma populao maior, fixa-se noutra regio geogrfica e d origem a uma nova populao, que ter menor diversidade gentica em relao populao original.

19) Como que uma reduo na dimenso de uma populao (Blotleneck) influncia a diversidade gentica dessa populao?Na sequncia de um population bottleneck, a populao resultante enfrenta um nvel mais elevado de deriva gentica, que descreve as flutuaes aleatrias na presena de alelos numa populao. Em pequenas populaes, alelos que ocorrem raramente tm uma maior chance de serem perdidos, o que pode diminuir ainda mais o conjunto de genes. Devido perda de variao gentica, a nova populao pode ser geneticamente distinta da populao original, o que levou hiptese de que os pontos de estrangulamento da populao podem levar evoluo de novas espcies.

20) Com base no conceito population botleneck, como que explica a diferena de diversidade gentica entre as populaes humanas?Durante a evoluo da espcie humana houve uma perda progressiva da diversidade gentica quer atravs de eventos de migrao (divergncia geogrfica) dos povos quer atravs eventos catastrficos, durante os quais a maioria dos indivduos morria sem passar os seus genes. Os poucos sobreviventes (pequena populao com baixa variabilidade gentica) desses "botleneck" evolutivos eram os que reproduziam-se e passavam o seu legado gentico aos descendentes, devido a isso e a rpida expanso dos povos, o resultando foi o aparecimento de populaes distintas. A consequncia deste efeito foi a fundao de populaes humanas geneticamente diferentes, populaes estas, que estiveram sujeitas a diferentes botleneck durante a sua evoluo e a fatores demogrficos, nomeadamente a migrao, que fez com que alguns povos se misturassem, resultando assim na diversidade gentica atual.Isso pode ser explicado pelo founders effect ocorrido de forma consecutiva. Ou seja, um pequeno grupo de indivduos de uma populao maior, ir povoar uma nova rea e estabelecer uma populao nova com menos variabilidade gentica. Dentro desta nova populao, um grupo pequeno de indivduos ir estabelecer uma nova populao com menos variabilidade gentica, e assim sucessivamente. Por fim, devido a fatores ambientais, podem ocorrer novos fenmenos de population botleneck que iro atuar de forma a selecionar indivduos com determinadas caratersticas que iro ser passadas descendncia, dando origem aos fentipos caratersticos que conhecemos atualmente.

21) Porque que diferentes plataformas de sequenciao de genomas produzem resultados de diversidade gentica ligeiramente diferentes?Diferentes plataformas produzem resultados diferentes na sequenciao de genomas, porque tem diferentes mecanismos de deteo inerentes a causas diferentes de erros. Embora as taxas de erro estejam a diminuir desde a primeira introduo das plataformas massivas de sequenciao (rpidas e baratas), ainda difcil de afirmar com certeza absoluta se uma variante genmica encontrada, por exemplo, uma SNP, de fato real ou um falso positivo.Foram levantadas questes quanto ao saber se estamos neste momento a preencher as bases de dados de variantes comuns, por causa dos erros inerentes as plataformas e, com a grande quantidade de dados que esto a ser para verificarmos se esto corretos ou no Mltiplas repeties em grandes amostras fornecem o caminho mais simples para identificar associaes robustas e amplamente relevante. Atualmente, o sequenciamento Sanger continua a ser a referncia para verificao de novas variantes genmicas esto corretas.

22) Oqueumhapltipo?Hapltipo um grupo de genes dentro de um organismo que so herdados juntos a partir de um nico parente. O termo "hapltipo" derivado da palavra "haplide", que descreve as clulas com apenas um conjunto de cromossomas, e de o termo "gentipo", que se refere constituio gentica de um organismo. O hapltipo pode descrever um par de genes herdados juntos de um dos pais em um cromossomo, ou pode descrever todos os genes em um cromossomo que foram herdados juntos de uma single parente. Este grupo de genes foi herdado conjuntamente por causa da ligao gentica, ou por causa do fenmeno pelo qual os genes que esto perto um do outro no mesmo cromossoma so frequentemente herdados em conjunto. Alm disso, o termo "hapltipo" tambm pode referir-se a herana de um conjunto de polimorfismos de nucleotdeo nico (SNPs), que so as variaes nas posies individuais na sequncia de DNA entre os indivduos. Ao examinar hapltipos, os cientistas podem identificar padres de variao gentica que esto associados com estados de sade e doena. Por exemplo, se um hapltipo est associado com uma determinada doena, em seguida, os cientistas podem examinar trechos de ADN perto do conjunto de SNP para tentar identificar o gene ou genes responsveis por causar a doena.De uma maneira geral pode ser definido como uma combinao de alelos localizados em loci adjacentes num mesmo cromossoma que so transmitidos para a prxima gerao.Existe outro significado do termo hapltipo, um conjunto de (SNPs) nicos, em um nico cromossomo de um par de cromossomos que esto associados estatisticamente. Pensa-se que estas associaes, bem como a identificao de alguns alelos de uma sequncia de hapltipos, podem identificar inequivocamente todos os outros locais polimrficos na sua regio. Essa informao muito valiosa para investigar a gentica de doenas comuns, e tem sido investigada para a espcie humana pelo Projeto Internacional HapMap

23) DescrevaoqueentendepordimensovariveldeumhapltipoO termo "hapltipo" pode tambm referir-se a herana de um conjunto de polimorfismos de nucleotdeo nico (SNPs), que so as variaes nas posies individuais na sequncia de DNA entre os indivduos. Ao examinar hapltipos, os cientistas podem identificar padres de variao gentica que esto associados com estados de sade e doena. A dimenso varivel dos hapltipos pode orientar a anlise de estudos de associao gentica, lanar luz sobre variao estrutural e recombinao, e identificar loci que podem ter sido sujeito seleo natural durante a evoluo humana. A dimenso varivel dos hapltipos entende-se com o conjunto varivel de polimorfismos (SNPs) entre indivduos da mesma espcie. No futuro, com estudo dessa variabilidade podero ser desenvolvidas tcnicas biomdicas especficas para cada individuo, tornando assim a medicina muito mais eficaz.

24) Porque que um nmero elevado de SNPs pode dar indicaes sobre os nossos antepassados (histria evolutiva, ancestry)?O elevado nmero de SNPs pode nos dar indicaes sobre a histria evolutiva, na medida em que quando comparamos estes polimorfismos entre populaes diferentes podemos avaliar a distncia entre elas em relao a um ancestral comum. Para alm disso, o estudo das SNPs entre as populaes pode nos dar informaes sobre os fluxos migratrios que ocorreram no passado, por outras palavras a distribuio da populao pelo globo.Com um nmero pequeno de SNPs no possumos informao suficiente para confirmar possveis relaes com os ancestrais comuns. Uma anlise com um maior nmero de SNPs permite-nos encontrar, de acordo com a frequncia de SNPs, SNPs ancestrais.

25) DescrevaoconceitodeLinkagedisequilibrium.Em gentica populacional, o desequilbrio de ligao a associao no aleatria de alelos em dois ou mais loci, que pode ou no estar no mesmo cromossoma. Em outras palavras, o desequilbrio de ligao a ocorrncia de algumas combinaes de alelos ou marcadores genticos em uma populao mais frequentemente ou menos frequentemente do que seria esperado a partir de uma formao aleatria de hapltipos a partir de alelos com base nas suas frequncias. um fenmeno de segunda ordem derivada da ligao, que a presena de dois ou mais loci de um cromossoma com limitada a recombinao entre elas. A quantidade de desequilbrio de ligao depende da diferena entre as frequncias allicas observadas e esperadas a partir de um modelo homogneo, distribudo aleatoriamente. O nvel de desequilbrio de ligao influenciada por um nmero de factores, incluindo a ligao gentica, a taxa de recombinao, a taxa de mutao e estrutura da populao etc .

Associaes no aleatrias de alelos em loci relacionados. Assim sendo as frequncias de combinaes no podem ser previstas. Quanto menor a distancia entre dois loci, menor ser a probabilidade de crossing-over para os separar. Com o tempo e processos de recombinao, a sua frequncia acumulvel ser maior do que seria de prever, em comparao com o comportamento normal dos alelos. So o resultado do tempo e o processo de recombinao.

26) ComoquecalculaoLinkagedisequilibrium?O linkage disequilibrium (LD) calculado atravs da comparao da frequncia observada e esperada de um hapltipo, a diferena entre estes dois valores considerado o desvio.

Vrias medidas foram criadas para se quantificar LDs. A mais antiga das medidas propostas para desequilbrio chamada D. Esta medida quantifica um LD como sendo a diferena entre a frequncia observada entre um hapltipo de dois loci e a frequncia que seria esperada se os alelos fossem aleatrios.A equao seria D = PAB Pa x Pb, onde A e B so alelos, Pb e Pa so as probabilidades de apario dos alelos separadamente e PAB a probabilidade dos dois alelos aparecerem juntos.

27) Quais so as vantagens da metodologia de linkage disequilibrium relativamente das rvores genealgicas?O LD possui algumas vantagens no mapeamento de genes, pois os dados da famlia no so necessariamente necessrios. Tal mtodo pode ser aplicado a uma populao utilizando microarrays (SNPs detectados a cada 3kB ou ainda mais densos). Para alm disto, os estudos de associao que utilizam tal metodologia podem incorporar muitas geraes de recombinao passada, permitindo a identificao de forma efetiva da regio candidata do gene. Nas rvores genealgicas, no mximo, so avaliadas 3 geraes de uma dada famlia, e a recombinao avaliada por visualizao direta dos indivduos afetados e esta contabilizada. Contudo, a recombinao apenas pode ser averiguada durante 2/3 geraes. No caso do LD, podem ser avaliadas todas as recombinaes ocorridas desde o aparecimento da mutao responsvel pela doena em causa ou por outros fentipos, que ocorreu muitas geraes antes. Dado que nas rvores genealgicas h um reduzido nmero de eventos de recombinao, ento, a resoluo baixa, ao invs do LD, na qual a resoluo elevada. Para alm disto, o mesmo mapa de LD pode ser usado para um elevado nmero de caractersticas que variam na populao analisada.

28) Paraqueserveaanlisedelinkagedisequilibrium?O LD serve para estudar as mutaes registadas e mapeamento gentico e averiguar a relao de tais mutaes com determinadas doenas. Permite ainda estimar a idade de um dado alelo, e averiguar a ocorrncia de seleo natural. No mbito da gentica populacional, o LD usado em estudos de associao (genome wide association studies) permitindo ento comparar diferentes populaes, averiguar se as mesmas doenas em diferentes populaes so causadas pela mesma mutao, em suma, averiguar semelhanas e diferenas. Neste tipo de estudos, permite tambm estudar a evoluo das populaes.

29) Quaisosfatoresqueafetamolinkagedisequilibrium?Localizao no cromossoma: na regio telomrica onde se verifica maior recombinao, tendendo para um menor desequilbrio de ligao. Na regio do centrmero verifica-se o oposto. Para alm disto, o desequilbrio observado tende a ser menor na regio extragnica do que na regio intragnica. Sequncia de DNA: o contedo em GC parece influenciar a recombinao, e deste modo o desequilbrio. Hotspots de recombinao: o genoma humano contm regies cromossomais nas quais a frequncia de recombinao superior aproximadamente 10x relativamente s regies de recombinao normal do genoma. Estes contm regies degeneradas de 13 nucleotidos (13-mer) que se ligam ao produto obtido a partir do seu gene protenas especficas de hotspot, PRDM9. Este acontecimento responsvel por pelo menos 40% da actividade total dos hotspots. A variao da recombinao entre indivduos depende ento da expresso do gene que codifica para a protena PRDM9. Factores de evoluo: o linkage disequilibrium varia entre populaes devido tambm seleo natural e seleo especifica de combinaes de alelos. Tambm o fluxo de genes (transferncia de genes entre as populaes) pode gerar desequilbrio, sendo o desequilbrio de ligao ser tanto maior quanto mais mais distintas em termos gentipicos forem as populaes em estudo. As mutaes em converso gnica, bem como o drift gentico (mecanismo microevolutivo que modifica aleatoriamente as frequncias allicas ao longo do tempo) podem afetar os padres de desequilbrio. Idade da populao: ou seja, h quanto tempo foi a populao fundada. Pode afetar a estrutura do hapltipo e deste modo o desequilbrio.

30) Porque que a idade de uma populao afeta o linkage disequilibrium, ou seja, a estrutura dos hapltipos? Numa populao fundada h muitos atrs, houve muitas geraes em que as recombinaes ocorreram. Assim, em populaes antigas vem-se muito mais hapltipos, mas em blocos de menores dimenses, dado que as combinaes allicas foram quebradas durante um longo perodo de tempo. Nestes casos, verifica-se menor desequilbrio. Numa populao fundada mais recentemente, tm-se poucas geraes, sendo ento o nmero de mutaes menor e estas mais pontuais. Ento, observar-se-o poucos hapltipos, mas em blocos de dimenses muito maiores. Cada bloco um alelo de SNP, e ento tendem a ser vistos no mesmo bloco um grande n de SNPs, pois a recombinao teve pouco tempo para quebrar as combinaes. Nestes casos, verifica-se maior desequilbrio.Em termos prticos, se uma mutao responsvel pelo aparecimento de uma doena ocorrer mais tarde em termos temporais, esta ser ento encontrada em associao com um elevado n de alelos de SNPs numa populao jovem (maior desequilbrio). Se tal mutao ocorrer numa populao antiga, ver-se- a mutao em combinao com alelos de SNPs muito diferentes. Como os hapltipos tendem a ser mais curtos, estes foram mais quebrados devido a eventos de recombinao (menor desequilbrio). Ento, em diferentes populaes espera-se observar diferentes padres de desequilbrio de ligao.

31) QuaissoosobjetivosdoprojetoHAPMAP?Os objetivos deste projeto so comparar sequncias genticas de diferentes indivduos para identificar regies cromossomais idnticas nas quais variantes genticas so partilhadas. Devido ao fato de ser pblico, a informao proveniente deste projeto permitir ajudar os investigadores da rea da biomedicina na pesquisa de genes responsveis por doenas, bem como os responsveis pela resposta a frmacos. De forma mais especfica, este projeto consiste numa organizao q tem por objeto desenvolver, atravs da utilizao de SNPs, o mapa de hapltipos (geralmente partilhados entre populaes, mas a sua frequncia difere) por LD do genoma humano, que permitir descrever os padres comuns da variao gentica entre seres humanos. Numa primeira fase, foram analisados ento indivduos de diferentes continentes, Amrica, sia e Europa, permitindo avaliar os padres de LD e a estrutura dos seus hapltipos, o que possibilitou verificar a variao em diferentes regies genmicas e a variao entre diferentes populaes. *Um hapltipo uma combinao de alelos em loci adjacentes, que fazem parte do mesmo cromossoma e so transmitidos em conjunto.

32) ComoquesepodeutilizaroHAPMAPparaestudarpopulaeshumanas?Uma vez que este projeto determinou quais as regies genmicas sujeitas a maior variao entre e intra populaes, ento possvel estudar cada populao de forma mais detalhada e ir de encontro a um s gene e estudar as consequncias da sua variao, por exemplo. Deste modo, a partir do HAPMAP e escolhendo um gene candidato possvel estudar o gene em questo, suas mutaes e relacion-lo com doenas. O hapmap tem inmeras aplicaes no ramo da Gentica: Compreenso da diversidade de hapltipos entre humanos; Deteo de hotspots de recombinao; Deteo de genes que foram j sujeitos a forte seleo natural; Deteo de mutaes causadoras de doenas.Os resultados do projeto hapmap podem tambm ser utilizados como ferramenta de comparao com outras populaes (association studies), de modo a averiguar semelhanas e diferenas.

33) DescrevaoqueentendeporrecombinationhotspotHotspots de recombinao so regies nas quais a frequncia de recombinao elevada, pelo menos 10 vez quando comparada com a frequncia de recombinao normal. So regies de cerca de 1-2 kB das quais se espera que o desequilbrio de ligao seja reduzido (relativamente aos pares de bases includos nestas regies). Os hotspots so os principais responsveis pela atividade de crossover. Atravs da linkage disequilibrium mapping, possvel identificar ento os hotspots do genoma humano. Estes locais contm, em humanos, regies degeneradas de 13 nucletidos (13-mer) que se ligam ao produto obtido a partir do seu gene protenas especficas de hotspot, PRDM9. O mesmo no se verifica no chimpanz, por exemplo.

34) Qualonmeroderecombinationhotspotspresentesnogenomahumano?Pelo linkage disequilibrium mapping, pode-se afirmar que o n de hotspots total ser 25.000-50.000, o que indica que existe 1 hotspot por cada 50-100 kb.

35) Comente a afirmao: 60% dos crossovers humanos ocorrem em apenas 6% do Genoma.Isto indica que 6% do genoma so regies com elevada frequncia de recombinao, ou seja, hotspots de recombinao. Deste modo, os hotspots contm a maioria da atividade de crossover no genoma 60%. Tal indica tambm que a maioria das diferenas entre os seres humanos ocorre em apenas 6% do genoma, sendo os restantes 94% muito mais conservados (40% da atividade de crossover).

36) Descreva a importncia e vantagens do projeto de sequenciao de 1000 genomas humanos.Fornece sequncias controlo para a anlise de variaes. Exemplo, podemos estimar a raridade de uma variao em determinadas populaes. Foi determinado neste projeto que a maioria dos alelos raros no partilhada entre populaes.Permite avaliar a significncia funcional de uma variao, percebendo assim, se a seleo natural tem ou no eliminado seletivamente uma varincia, compreendendo se aquela ou no uma zona funcional.O 1 objetivo deste projeto foi criar um catlogo completo e detalhado das variaes genticas entre seres humanos, que foi usado para estudos de associao comparando a variao gentica com a ocorrncia de doena. O 2 objetivo inclui a otimizao da escolha das sondas para plataformas futuras de genotipagem e a melhoria da sequncia genmica de referencia do ser humano. Este foi um projeto de importncia extrema, pois permitiu o desenvolvimento da tecnologia de sequenciao, melhorando performance e diminuindo custos dos aparelhos de sequenciao, bem como de ferramentas de anlise de dados da rea da bioinformtica. Este foi o projeto genmico mais detalhado at aos dias de hoje, permitindo a deteo de 95% variaes com frequncias allicas de pelo menos 1%. Permitiu tanto a cobertura de variaes comuns como raras, utilizando populaes representativas. Este projeto foi tambm aquele que mais amostras usou, mais de 1000, oferecendo assim oportunidades sem precedentes para comparao de fentipos complexos (expresso genica e resposta a frmacos). Permitiu assim expandir a rea da farmacogenmica. Permitiu tambm um melhor conhecimento de como a variao gentica contribui para a ocorrncia de doenas, sendo mais amplo q o HAPMAP. As vantagens deste projeto so o facto de terem um bom grupo controlo, pois os genomas do o background das frequncias de modo a se saber se uma variante comum ou rara. As variantes raras so especficas para determinadas populaes, no sendo partilhadas normalmente entre populaes, pelo que a utilizao de um bom grupo controlo e com o maior n de amostras possvel crucial, tornando-se numa vantagem neste projeto. Outra vantagem deste projeto prende-se com o facto de disponibilizar as amostras de DNA usadas a investigadores de modo procederem a estudos mais detalhados de variaes em regies especficas.