profª ilíada rainha de souza...thompson e thompson: genética médica. 6ª, 7ª ou 8ª ed....

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U NIVERSIDADE F EDERAL DE S ANTA C ATARINA C ENTRO DE C IÊNCIAS B IOLÓGICAS D EPARTAMENTO DE BIOLOGIA C ELULAR , E MBRIOLOGIA E G ENÉTICA 2019-1 Profª Ilíada Rainha de Souza

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Page 1: Profª Ilíada Rainha de Souza...Thompson e Thompson: Genética Médica. 6ª, 7ª ou 8ª ed. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2002, 2008 e 2016. Capítulo 6 no XEROX ou no Moodle

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR, EMBRIOLOGIA E GENÉTICA

2019-1

Profª Ilíada Rainha de Souza

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Quais os objetivos do estudo da Variabilidade Genética?

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OBJETIVOS

1. Conceituar mutações e polimorfismos, diferenciando-os;

2. Explicar a mutação como fonte de variabilidade;

3. Identificar os diferentes tipos de mutações (ou polimorfismos);

4. Explicar as consequências das mutações e/ou polimorfismos

na expressão gênica: funcionais e não funcionais;

5. Citar as aplicações dos polimorfismos na área biológica e da

saúde.

6. Descrever os sistemas de reparo de DNA: BER e NER

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Bibliografias recomendadas:

• NUSSBAUM, R.L.; McINNES, R.R. e WILLARD, H.F. Thompson e Thompson: Genética Médica. 6ª, 7ª ou 8ª ed. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2002, 2008 e 2016. Capítulo 6 no XEROX ou no Moodle (pag 69-82; 2002).

• STRACHAN, T. E READ, A. P. Genética Molecular Humana. 4ª ed. Artmed. Porto Alegre, 2013. Capítulo 13 (Biblioteca).

• Griffiths e colaboradores. Introdução à Genética. 2009 e 2016, 9ª e 11ª ed. Cap. 15 e 16.

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MUTAÇÃO - Classificada em categorias:

Mutação Gênica:

✓Alterações em genes individuais

Mutação Genômica:

✓Alteração do número de cromossomos

(cromossomos intactos = aneuploidias)

Mutação Cromossômica:

✓Alteração na estrutura de cromossomos (deleções,

translocações, duplicações, inversões)

MUTANTE:

✓ organismo que apresenta um novo fenótipo resultante

da presença da mutação.

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MUTAÇÃO ocorre em:

Células Somáticas = células do indivíduo com replicação mitótica

Células Germinais = células do indivíduo com replicação meiótica

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Mutações em células germinativas são passadas de uma geração para outra.

Mutações em células somáticas, adquiridas ao longo da vida não são

hereditárias!Podem levar ao câncer

Para pensar...

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MUTAÇÃO ocorre em:

Células Somáticas = células do indivíduo com replicação mitótica

Células Germinais = células do indivíduo com replicação meiótica

Espontânea: decorrentes do funcionamento celular normal, na ausência de reparo.

Induzida: exposição do organismo à agentes mutagênicos, que podem ser:

✓ (1) físicos, como radiação;

✓ (2) químicos, como substâncias tóxicas;

✓ (3) biológicos, como vírus.

De que maneira pode ocorrer?

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Outras maneiras de conceituar MUTAÇÃO:

✓ Alteração do material genético

✓Processo de alteração da sequência de DNA

✓Alteração na sequência de nucleotídeos

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Mas, quando ocorrem mutações deletérias ou patogênicas, elas podem ser:

Dominantes: quando a presença de um alelo mutado é suficientepara provocar uma doença;

Recessivas: quando são necessários dois alelos mutados paraprovocar uma doença.

Mutações

A maioria das mutações presentes no genoma de uma pessoa é NEUTRA ou quase neutra

(não causam efeitos drásticos sobre o fenótipo)

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Mutação: Bom ou Ruim?

Como temos esta imensa variedade de formas, cores, espécies?!

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Outras maneiras de conceituar MUTAÇÃO:

✓ Alteração do material genético

✓Processo de alteração da sequência de DNA

✓Alteração na sequência de nucleotídeos

Ou ainda:

✓É a fonte de variabilidade genética

✓É quem possibilita a adaptação a novos ambientes

✓É quem gera material para evolução

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1988 – cientistas norte-

americanos criaram→ HUGO=

Human Genome Organization

1990 – o Congresso EUA

propôs o HGP = Human

Genomic Project, com

previsão de execução de 15

anos.

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A GENOTIPAGEM:

Identificação dos genes e de seus

alelos na molécula do DNA

O SEQUENCIAMENTO

DO DNA:

Identificação da sequência dos nucleotídeos

O PROJETO GENOMA HUMANO REALIZOU:

... E PROPICIOU:

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In:http://www.scienceworld.wolfram.com/ biography

(The International HapMap

Project, phase I, phase II e

phase III),

Projetos sobre a diversidade do

genoma nas diversas

populações, que levaram à

descoberta de sequências de

variantes de DNA entre os

indivíduos de diferentes

populações (INTERNATIONAL

HAPMAP CONSORTIUM 2003;

2005; 2007; 2009).

OS PROJETOS

HAPMAP

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VARIABILIDADE GENÉTICA

INTERÉTNICA E INTERINDIVIDUAL

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VARIABILIDADE GENÉTICA

INTERÉTNICA E INTERINDIVIDUAL

O genoma humano (n) tem 3.000.000.000 de pares de bases (pb); 1 SNP

(variante) a cada 300 a 500 pb; logo tem cerca de 10.000.000 a 5.000.000

SNPs por genoma.

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Curiosidade:

O cientista e empresário Craig Venter (Celera) foi o

primeiro a ter o genoma completo sequenciado e

comparado à sequência de referência obtida através

de doadores anônimos.

Variantes encontradas:• 3,2 milhões de SNPs• 849 mil in/dels• 90 inversões grandes• 62 variantes com alto número de cópias• 12.290.978 nucleotídeos diferentes

PROJETOS

HAPMAP

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Variações genéticas – São divididas em dois grandes grupos:

Mutações – variações presentes em frequência muito baixa (< que 1%).

Polimorfismos – variações genéticas encontradas em pelo menos 2% dos indivíduos de uma amostra populacional aleatória, sendo a frequência alélica igual ou maior que 1%.

CONCEITOS

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Mutação Polimorfismo

Frequência do alelo é ≥ 0,01 (1%) na

população

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APÓS SEQUENCIAMENTO DO GENOMA HUMANO, UMA DAS MANEIRAS DE SE CLASSIFICAR AS SEQUÊNCIAS DO DNA GENÔMCO FOI A SEGUINTE:

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Promotores Intron 1 Intron 2

Início da

Transcrição

Início da

Tradução

Parada de

Tradução

Transcrição

Splicing

Transcrito primário

Transcrito maduro

Início da

Tradução

Tradução

Parada de

Tradução

Proteína

Cauda Poli A (adenilada)

Sítio

doadorSítio

aceptor

Quepe 5’

(5’ CAP)

Enhancers

Estrutura do Gene dos Eucariotos

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Polimorfismo de Nucleotídeo Único

(Devido a Substituições)

SNPs(Single Nucleotide Polymorphisms)

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Polimorfismos de SNPs

Determinado Locus

(posição do

cromossomo) haverá

variabilidade entre

indivíduos

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Polimorfismos de SNPs

Determinado Locus

(posição do

cromossomo) haverá

variabilidade entre

indivíduos

✓A variabilidade de SNPs ocorre não somente entre pessoas

de grupos étnicos diferentes, mas também entre pessoas de

um mesmo grupo étnico.

✓ Estudos populacionais mostraram que a variabilidade

intra-populacional muitas vezes é maior que a variabilidade

inter-populacional => espécie humana “única raça”

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Os três genes diferem no tamanho da sequência, mas os produto gênicos (proteínas)têm tamanho semelhantes, pois geralmente as variações ao tamanhodiferenciado dos íntrons. HPRT= hipoxanthine phosphoribosiltransferase (G→ GMP)

Exemplo de tamanho de genes com Éxons e Íntrons

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SNPs – Polimorfismos de um único

nucleotídeo

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POR QUE ESTUDAR OS SNPs?

Os SNPs podem muitas vezes alterar a

função ou a transcrição dos genes aos

quais pertencem.

Ex: gene que forma a cadeia beta da

hemoglobina ->HBB).

HBB*A (alelo *A: mais frequente)

HBB*S (alelo *S: segundo mais frequente

em populações afrodescendentes)ALELOS SÃO VARIANTES DE UM MESMO GENE

Nomenclatura= letras do nome do gene + * + letra do alelo

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TIPOS DE MUTAÇÃO DE PONTO NA REGIÃO CODIFICADORA

SINÔNIMA

SENTIDO

TROCADO

SEM

SENTIDO

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INSERÇÃO E DELEÇÃO CAUSAM ALTERAÇÕES NO QUADRO DE LEITURA (frameshift)

UMA DELEÇÃO DE G CAUSA O TÉRMINO PREMATURO DA CADEIA E UMA INSERÇÃO DE G OBLITERA O CÓDON DE FINALIZAÇÃO

INSERÇÃO

DELEÇÃO

NOS EXEMPLOS ACIMA:

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MUTAÇÕES GÊNICAS

EM REGIÕES CODIFICANTES

Mutação silenciosa ou sinônima - não altera

aminoácido (devido ao código degenerado)

Mutação com sentido trocado não conservativa -

altera aminoácido, com alteração da função da

proteína.

Mutação com sentido trocado conservativa - troca de

aminoácido sem alteração da função da proteína.

Mutação sem sentido – surge um stop códon

Mutação de janela de leitura ou frameshift - deleção

ou inserção de nucleotídeos em número diferente de

3 e seus múltiplos.

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SEQUENCIA

CODIFICANTE

5’

5’

5’

5’

5’

5’

3’

3’

3’

3’

3’

3’

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Observe com atenção a figura abaixo de uma sequência gênica e responda as questões:

Há duas sequências sense (5’ → 3’) de DNA, A e B, respectivamente, umaanterior e outra posterior à ocorrência de um evento mutacional (inserção denucleotídeo) sobre o sexto (6º) códon da primeira sequência (TCA). Estaalteração resultou na presença de um nucleotídeo, cuja base nitrogenada éuma Guanina (G), entre os nucleotídeos com Citosina e Adenina do códon TCA.

1- O que você espera como consequência deste evento na formação do 6º edos quatro próximos códons (7º, 8º,9º e 10º) em relação a sequência denucleotídeos?2-Qual a sequência de aminoácidos que resultará deste evento após atradução? Como se denomina este evento mutacional?

? ? ? ? ?

Ginserção

? ? ? ?

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CÓDIGO GENÉTICO

Turmas C – A - B

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CONTINUAÇÃO...Exemplos de mutações:

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Anemia falciforme

http://www.biobras.com.br/adam/encyclopedia/ency/article/000527.htm#

A anemia falciforme ou siclemia se caracteriza por uma alteração nos glóbu-

los vermelhos, que perdem a forma arredondada e elástica, adquirem o aspe-

cto de uma foice (daí o nome falciforme) e endurecem dificultando a passa-

gem do sangue pelos vasos de pequeno calibre e a oxigenação dos tecidos.

1º) Anemia falciforme (pag. 164 a 167, 6ªed. e pag. 250 a 253, 7ªed.)

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Estrutura da Hemoglobina...

Hb

Site: https://www.youtube.com/watch?v=wvTv8TqWC48

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Proteína alterada pode causar doença: anemia falciforme

Hemoglobinas difusas no

citoplasma da hemácia

Hemoglobinas continuam difusas no

citoplasma, após hipóxia.

Hemoglobinas difusas no

citoplasma da hemácia

Hemoglobinas se ligam umas às outras no citoplasma,

formando um feixe, após

hipóxia.

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Proteína alterada pode causar doença: anemia falciforme

Hemoglobinas difusas no

citoplasma da hemácia

Hemoglobinas continuam difusas no

citoplasma, após hipóxia.

Hemoglobinas difusas no

citoplasma da hemácia

Hemoglobinas se ligam umas às outras no citoplasma,

formando um feixe, após

hipóxia.

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ANEMIA FALCIFORME: SUBSTITUIÇÃO DE NUCLEOTÍDEO

Sequência de amino-ácidos da cadeia β

da Hb A, normal

Sequência de amino-ácidos da cadeia β

da Hb S, falciforme

A alteração de um único aminoácido na cadeia β deve-se a uma

substituição de um único nucleotídeo no gene, que alterou o códon.

Início da sequência codificante não considerando ATG

3’5’

5’3’

3’5’

5’3’

Fita molde

Fita sense

Fita molde

Fita sense

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CÓDIGO GENÉTICO

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Anemia falciforme

• Considerada uma das doenças mais comuns no Brasil, ela afetaprincipalmente pessoas afrodescendentes.

• Cerca de 1 em 8 afro-brasileiros tem o chamado traço falcêmico (sãoheterozigotos).

• Os principais sintomas são: dor forte provocada pelo bloqueio dofluxo sanguíneo e pela falta de oxigenação nos tecidos, doresarticulares, fadiga intensa, palidez e icterícia (cor amarelada na pele,mucosas e olhos), atraso no crescimento, feridas nas pernas,tendência a infecções, cálculos biliares, problemas neurológicos,cardiovasculares, pulmonares e renais e priapismo (ereçãopersistente).

• O diagnóstico é feito através de testes hematológicos, estudo dahemoglobina e de um de seus genes. À medida que a populaçãotoma consciência da gravidade dessa doença e de sua altaprevalência, mais deverá buscar diagnóstico precoce por meio doTeste do Pezinho em recém nascidos.

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FIBROSE CÍSTICA

2º) EXEMPLO: DELEÇÃO DE NUCLEOTÍDEOS

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A FIBROSE CÍSTICA ou MUCOVISCIDOSE é uma condição com

herança autossômica recessiva que acarreta um funcionamento

anormal das glândulas que produzem o muco, suor, saliva, lágrima

e suco digestivo, gerando diversas intercorrências ao longo da vida

dos portadores como obstrução das passagens de ar do pulmão

pelo acúmulo de muco espesso e pegajoso, e alterações

pancreáticas.

Esta condição é decorrente de mutações no gene regulador de

condutância transmembranar - CFTR.

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Em 70% dos pacientes a mutação observada é uma deleção de 3 pares de bases

que resulta na perda da fenilalanina na posição 508 da proteína.

F508del ou ΔF508 = deleção da fenilalanina da posição 508.

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( causado pela herança de um único gene)

Exemplo clínico de

Distúrbio monogênico

Doença autossômica recessiva

Ex: Fibrose Cística (FC)

É uma desordem do transporte de íons epitelial causada pela

deficiência do gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmenbrane Factor).

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Localização e estrutura do gene CFTR

Fibrose Cística (FC)

O gene CFTR está situado no braço longo do cromossomo 7 (7q31.2)

e é composto por 27 éxons e cerca de 190.000 pb.

Exemplo clínico de

Distúrbio monogênico ( causado pela herança de um único gene)

, com seus éxons e íntrons

Regiãocodificante dos éxons forma a CADEIA POLIPEPTÍDICA, com seusaminoácidos

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Padrões de Herança nas Populações Humanas

Base molecular

Fibrose Cística (FC)

Classe I

Proteina ausente

Mutação que cria um novo sítio

de splice no Intron 4 (G→T)Classe IV

Alteração do canal de Cloro

Arg334Trp

Classe II

Processamento

alterado

F508

507 508 509

IIe Phe Gly

ATC TTT GGTSer1255Pro

Classe III

Regulação deficiente

Exemplo clínico

Distúrbios monogênicos

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Aumento das concentrações de Na+ e Cl- no suor –

transporte anormal de eletrólitos através das

membranas epiteliais apicais.

Classe I – Proteína ausente

Classe II – Defeito de processamento

Classe III – Regulação defeituosa

Classe IV – Alteração de canal de Cl-

Mutações

Primeira mutação identificada – deleção de uma

fenilalanina na posição 508 na primeira dobra de

ligação de ATP.

70% dos alelos alterados em populações euro-descendentes

têm esta deleção

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Fenótipos idênticos ou

similares podem ser causados

por alelos diferentes

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MUTAÇÕES NO DNA:

ETRANSIÇÕES TRANSVERSÕES

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TIPOS DE MUTAÇÃO

AAGGCAAACCTACTGGTCTTATGT

AAGGCAAATCTACTGGTCTTATGT

AAGGCAAACCTACTGCTCTTATGT

SEQUÊNCIA

ORIGINAL

TRANSIÇÃO

TRANSVERSÃO

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TIPOS DE MUTAÇÃO

DELEÇÃO

INSERÇÃO

INVERSÃO

AAGGCAAACCTACTAAAGGGTCTTATGT

SEQUÊNCIA

ORIGINALAAGGCAAACCTACTGGTCTTATGT

AAGGCAACTGGTCTTATGT

ACCTA

AAGGCAAACCTACTGGTCTTATGT

AAGGTTTGCCTACTGGTCTTATGT

TTCCAAACGGATGACCAGAATACACAAACG

5’

5’

3’

3’

...CGTTTG...

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Frequência e estimativas das taxas de mutações:

A taxa de mutação de um gene é expressa pelo número

de novas mutações por locus, por geração.

Bactéria: 1mutação / 108pb Humano: 1 mutação/109pb

(100.000.000 pb) (1.000.000.000 pb)

Estas frequências relacionam-se à:

- Acuracidade da maquinária de replicação do DNA

- Eficiência do Sistema de Reparo (humanos)

- Exposição à agentes mutagênicos

- Proporcionalidade do tamanho do gene

Há “HOTSPOTS “– regiões preferenciais de mutação !!.

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DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação*

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

Distrofia Muscular Duchene

Ligada ao X recessiva

DMD (distrofina)3,5 – 10,5

x 10-5

Hemofilia ALigada ao X

recessivaF8 (fator VIII de

coagulação)3,2 – 5,7

x 10-5

Neurofibroma-tose, tipo 1

Autossômica Dominante

NF1 (neurofibromina)4 – 10 x 10-5

* =Taxa de mutação é estimada por locus, por geração (mutações novas que não

estavam presentes nos genitores). Exemplo: 1 em 100.000 = 1 x 10-5

ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

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DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

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ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

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DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

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DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

Distrofia Muscular Duchenne

Ligada ao X recessiva

DMD (distrofina)3,5 – 10,5

x 10-5

ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

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DOENÇAPADRÃO DE HERANÇA

GENE ou LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

Distrofia Muscular Duchenne

Ligada ao X recessiva

DMD (distrofina)3,5 – 10,5

x 10-5

Hemofilia ALigada ao X

recessivaF8 (fator VIII de

coagulação)3,2 – 5,7

x 10-5

ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

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ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

Distrofia Muscular Duchene

Ligada ao X recessiva

DMD (distrofina)3,5 – 10,5

x 10-5

Hemofilia ALigada ao X

recessivaF8 (fator VIII de

coagulação)3,2 – 5,7

x 10-5

Neurofibroma-tose, tipo 1

Autossômica Dominante

NF1 (neurofibromina)4 – 10 x 10-5

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ESTIMATIVAS DE TAXAS DE MUTAÇÃO PARA GENES HUMANOS SELECIONADOS

DOENÇA HERANÇA LOCUS (proteína)Taxa de

mutação*

AcondroplasiaAutossômica Dominante

FGFR3 (receptor 3 do fator de crescimento de

fibroblasto)

0,6 – 1,4 x 10-5

AniridiaAutossômica Dominante

AN2 (Pax6)0,3 – 0,5

x 10-5

Distrofia Muscular Duchene

Ligada ao X recessiva

DMD (distrofina)3,5 – 10,5

x 10-5

Hemofilia ALigada ao X

recessivaF8 (fator VIII de

coagulação)3,2 – 5,7

x 10-5

Neurofibroma-tose, tipo 1

Autossômica Dominante

NF1 (neurofibromina)4 – 10 x 10-5

* =Taxa de mutação é estimada por locus, por geração (mutações novas que não

estavam presentes nos genitores)

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Nomenclaturas

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NOMENCLATURA PARA DESCRIÇÃO DAS MUTAÇÕES (Antonarakiset al. ,1998)

1. SUBSTITUIÇÃO DE AMINOÁCIDOS

2. SUBSTITUIÇÃO DE NUCLEOTÍDEO

3. DELEÇÕES E INSERÇÕES

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NOMENCLATURA PARA DESCRIÇÃO DAS MUTAÇÕES

1. SUBSTITUIÇÃO DE AMINOÁCIDOSUsa-se o código de uma letra para os aminoácidos (aa.) anterior e posterior à mutação, intercalados pela posição de ambos na cadeia peptídica.

Código de uma letra: A = alanina; C = cisteína; D= ácido aspártico; E= ácido glutâmico; F= phenilalanina; G= glicina; H= histidina; I= isoleucina; K= lisina; M= metionina; N= asparagina; P= prolina; Q= glutamina; R= arginina; S= serina; T= treonina; V= valina; W= triptofano; Y= tirosina; X= parada (stop).

R117H – substituição de arginina na posição 117 pela histidina, (o códon iniciador - metionina - é o códon de número 1).G542X – a glicina no códon 542 é substituída pelo códon de terminação (stop códon).

O código de 3 letras também é aceito:Ex.: Arg117His ; Gly542Stop

Antonarakis et al. (1998)

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NOMENCLATURA PARA DESCRIÇÃO DAS MUTAÇÕES Antonarakis et al. (1998)

2. SUBSTITUIÇÃO DE NUCLEOTÍDEO.

O primeiro nucleotídeo transcrito do gene é o de posição +1.

A base imediatamente precedente é -1. Não há zero. Número do nucleotídeo seguido pela alteração.

O códon de iniciação ATG (é a primeira trinca codificante do éxon).

Se necessário usar g ou c para designar sequências genômicas de cDNA.

1162G>A - substitui guanina na posição 1162 pela adenina.

TAXA DE MUTAÇAO = 0,6 a 1,4 x (10)-5

= 0,6 a 1,4 nt. em 100.000 pb

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NANISMO =

ACONDROPLASIA

Exemplo de mutação na espécie humana, com

frequência elevada de MUTAÇÃO NOVA -

TAXA DE MUTAÇAO = 0,6 A 1,4 X 10(-5)

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A ACONDROPLASIA é a causa mais comum de nanismo humano, causada por mutações

específicas no gene FGFR3. Este gene é um receptor transmembranar de tirosina quinase

que se liga aos fatores de crescimento de fibroblastos (FGF).

Esta condição apresenta herança autossômica dominante, sendo as mutações G1138A

presente em ~98% dos afetados e G1138C presente em 1-2% dos afetados.

A descrição da mutação está de acordo com a nomenclatura:

G1138A - a Guanina da posição 1138 foi substituída pela Adenina-TRANSIÇÃO (1)

G1138C - a Guanina da posição 1138 foi substituída pela Citosina-TRANSVERSÃO (2)

Ambas as mutações resultam na substituição da GLICINA pela ARGININAna posição 380,

comprometendo o sítio funcional da proteína (Gly380Arg)

Nucleotídeo 1138 = G→ A e G→ C Aminoácido 380 - Glicina→ Arginina (Gly→Arg)

Glicina (Gly) Arginina (Arg)

GGU – GGC – GGA – GGG CGU – CGC – CGA – CGG – AGA – AGGCÓDONS

AMINOÁCIDO

(2) (1)

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CÓDIGO GENÉTICO

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NOMENCLATURA PARA DESCRIÇÃO DAS MUTAÇÕES ( Antonarakiset al. (1998)

3. DELEÇÕES E INSERÇÕES

Use del para deleções e ins para inserções.

Como anteriormente,

(a) para alterações no DNA , alterações na posição do nucleotídeo ou intervalovem primeiro,

Ex.: 6232-6236del ou 6232-6236delATAAG→ deleção de 5 nucleotídeos (os quais podem ser especificados) começando com nt 6232.

409-410insC→ inserção de C entre nucleotídeos (nt) 409 e 410

(b) para alterações nos aminoácidos, o símbolo vêm primeiro.

Ex.: F508del - deleção da fenilalanina na posição 508 (exemplo da fibrose cística).

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR, EMBRIOLOGIA E GENÉTICA

2018-1

Profª Ilíada Rainha de Souza

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Sumário das alterações espontâneas normalmente requerem reparo de DNA

setas vermelhas: danos oxidativos espontâneos;

setas azuis: ataque hidrolítico;

setas verdes: metilação não-controlada

O tamanho de cada seta indica a frequência relativa de cada evento.

Por que há “HOTSPOTS “ (regiões preferenciais) de mutação ?

Turma C

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DESAMINAÇÃO E DEPURINAÇÃO

Estas reações hidrolíticas são as duas reações espontâneas maisfrequentes que causam danos no DNA da célula.

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Principais vias de reparo de DNA(1) REPARO POR EXCISÃO DE BASE (BER)

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Mecanismos que aumentam a taxa de evolução

(geram maior número de alelos)

1) Hot spots (pontos quentes mutacionais): formadospor citosinas que podem ser metiladasenzimaticamente .

C U (reparada por DNA não ter U)

metil C T ( pode não ser reparada)

desaminação

desaminação

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Alteração espontânea que requer reparo de DNA: dímero entre pirimidinas

Dímero entre timinas:

tipo de dano introduzido no

DNA, em células que são

expostas a irradiação ultra-

violeta (como na luz solar).

Dímero similar é formado entre

uma C e uma T vizinhas no

DNA.

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Principais vias de reparo de DNA(2) REPARO POR EXCISÃO DE NUCLEOTÍDEOS (NER)

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Xeroderma pigmentosum (XP)

É uma desordem genética de herança autossômica recessiva. Está associada com a inativação do processo de reparo do DNA, na qual a capacidade normal do organismo para remover o dano causado pela radiação ultravioleta (UV) é deficiente. O Xeroderma pigmentosum apresenta heterogeneidade genética (nove genes conhecidos), e os genes associados codificam proteínas indispensáveis para o reparo de DNA por excisão de nucleotídeos (NER).

✓ 1 - 2 indivíduos a cada

100.000 pessoas.

Frequência

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Sintomas

• Curto tempo debaixo do sol pode causar queimaduras e a ferida permanece durante semanas.

• Envelhecimento prematuro nas áreas expostas ao sol.

• Presença de pigmento preto na pele.

• Pele excessivamente seca.

• 15%~20% dos pacientes apresentam degeneração do sistema nervoso.

• Cegueira em razão de lesões nos olhos ou de cirurgias na região ocular.

• Perda de audição (relacionada com a degeneração do sistema nervoso).

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BOA SEMANA E BOM ESTUDO !!!

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Não esqueça dos exercícios...

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Bibliografias:

• NUSSBAUM, R.L.; McINNES, R.R. e WILLARD, H.F. Thompson e Thompson: Genética Médica. 6ª, 7ª ou 8ª ed. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2002, 2008 e 2016 - capítulo 06 no XEROX ou no Moodle (pag 69-82; 2002).

• STRACHAN, T. E READ, A. P. Genética Molecular Humana. 4ª ed. Artmed. Porto Alegre, 2013. Capítulo 13 (Biblioteca).

2008 e 2016

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http://www.cstl.nist.gov/div831/strbase/str_f13b.htm

PARTE DA SEQUÊNCIA DE DNA DO GENE F13B NO CROMOSSOMO 1

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BOA SEMANA E BOM ESTUDO !!!

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Não esqueça dos exercícios...

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Bibliografias:

• NUSSBAUM, R.L.; McINNES, R.R. e WILLARD, H.F. Thompson e Thompson: Genética Médica. 6ª, 7ª ou 8ª ed. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2002, 2008 e 2016 - capítulo 06 no XEROX ou no Moodle (pag 69-82; 2002).

• STRACHAN, T. E READ, A. P. Genética Molecular Humana. 4ª ed. Artmed. Porto Alegre, 2013. Capítulo 13 (Biblioteca).

2008 e 2016