Do Gene ao Fenótipo: Transcrição e Tradução

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 44 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr DO GENE AO FENÓTIPO 1 Revendo a transcrição e a tradução No módulo Biologia Molecular você terá a oportunidade de aprofundar seus conhecimentos sobre a organização molecular dos genes e os processos de transcri ção e tradução No entanto precisamos lembrar de alguns conceitos fundamentais desses processos para entender esta aula Você deve se recordar que os genes são segmentos da molécula de DNA res ponsáveis por armazenar e transmitir as informações genéticas De acordo com o dogma central da Biologia Molecular a informação genética flui do DNA para o DNA processo de replicação durante sua transmissão de geração a geração e do DNA para a proteína durante sua expressão fenotípica em um organismo A maioria dos genes contém informações para a síntese de RNA mensageiros mRNA processo de transcrição que por sua vez conterão as informações para a síntese de prote ínas processo de tradução No final da década de 1950 os cientistas demonstraram a natureza tríplice do código genético cada aminoácido de uma proteína é especificado por uma sequên cia de três pares de nucleotídeos no DNA Logo em seguida decifrouse o código genético e demonstrouse a correspondência entre as trincas de bases nitrogenadas do mRNA códons e os aminoácidos nas proteínas O código é inequívoco cada có don corresponde a um único aminoácido e degenerado pois quase todos os amino ácidos têm mais de um códon Você encontra a tabela com o código genético no final desta aula Mas há também aqueles genes que codifi cam para RNA nucleares snRNA RNA transportadores tRNA e RNA ribossômicos rRNA e todos estes RNAs nunca são traduzidos Um resumo dos processos de transcrição e tradução está apresentado na Figura 1 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 45 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Figura 1 Uma revisão da síntese de proteínas Os tRNA são pequenas moléculas de RNA que funcionam como adaptadores entre os aminoácidos e os códons do mRNA durante a tradução Os rRNA são componentes estruturais dos ribossomos organelas celulares responsáveis pela tradução do mRNA em proteínas Os snRNA são componentes estruturais dos spliceossomos estruturas nucleares responsáveis pela retirada dos íntrons das seqüências dos prémRNA Nos procariontes os produtos da transcrição transcritos primários em geral são equivalentes à molécula de mRNA a ser traduzida Já nos eucariontes os trans critos primários de muitos genes contêm sequências específicas que deverão ser re tiradas para a completa formação do mRNA daí serem chamados prémRNA O pro cessamento do prémRNA inclui a retirada de sequências de nucleotídeos não co difcantes chamadas íntrons que se inserem entre as sequências codificantes cha CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 46 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr madas éxons dos genes A remoção dos íntrons é realizada por estruturas macromo leculares chamadas spliceossomos do inglês splicing Além da excisão dos íntrons o processamento do prémRNA em mRNA inclui modificações em suas duas extremi dades o capeamento da extremidade 5 e a poliadenilação da extremidade 3 Figura 2 Processamento do prémRNA em mRNA incluindo a excisão de sequências de íntrons e modificações nas duas extremidades dos transcritos primários Como resultado da tradução do mRNA temos a síntese de polipeptídios se quências de aminoácidos ligados por uniões peptídicas Um ou mais polipeptídios associados formam macroestruturas que chamamos proteínas As proteínas exercem inúmeras funções na célula podendo participar da estrutura de organelas ou do con trole das reações químicas proteínas enzimáticas ou simplesmente enzimas A função de uma proteína é em última análise determinada por sua sequência de aminoácidos aa que como vimos depende da sequência de nucleotídeos de seu gene correspondente Mudanças na sequência de nucleotídeos do DNA podem alterar a sequência de aa causando a perda ou modificação da função da proteína CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 47 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr 2 Revisitando as ervilhas de Mendel Voltando às ervilhas estudadas por Mendel hoje sabemos que a espécie Pisum sativum é uma espécie diplóide com 2n 14 cromossomos Isto significa que esta espécie possui 7 tipos de cromossomos ou moléculas de DNA diferentes que se apre sentam em dose dupla Em um desses cromossomos há um gene responsável por determinar a característica textura da semente Mas como isso acontece Para que as sementes sejam lisas parte substancial da glicose contida nos cotilédones deve ser transformada em moléculas de amido grandes e ramificadas A síntese do amido ramificado depende de uma proteína enzimática chamada SBEI do inglês StarchBranching Enzyme E a síntese desta enzima depende da transcrição e tradução de um segmento de DNA com 3300 pares de nucleotídeos localizado em uma região específica de um dos cromossomos da ervilha Chamaremos essa versão do gene que condiciona a síntese da enzima SBEI funcional de alelo R Mas há uma outra versão para este gene pois esse segmento de DNA pode ter sua seqüência de nucleotídeos alterada pela inserção de 800 pares de nucleotí deos Essa forma alterada do gene não produz a enzima SBEI funcional sendo um ALELO não funcional desse gene que chamaremos alelo r FIGURA 3 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 48 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Figura 3 Origem molecular da alteração da forma da semente de ervilha O fenótipo rugoso resulta da inserção de uma cadeia de nucleotídeos no gene que codifica a proteína SBEI responsável pela síntese de amido ramificado a partir da glicose a alelo normal b alelo mutante RELEMBRANDO o termo alelo é usado para identificar versões diferentes de um mesmo gene ou seja pequenas variações de um mesmo segmento de DNA As plantas com sementes rugosas possuem genótipo rr Isto é os dois cromos somos do par de homólogos que possui a sequência de DNA que codifica a proteína SBEI possuem a versão r deste gene Já vimos que o alelo r produz uma proteína que não é capaz de catalisar a reação que transforma a glicose no amido ramificado o que resulta num acúmulo de sacarose aumentando a pressão osmótica no interior CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 49 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr das células dos cotilédones Consequentemente as células dos cotilédones absorvem e acumulam grande quantidade de água durante seu desenvolvimento Com o amadurecimento das sementes há perda de grande quantidade de água o que provoca o enrugamento de sua casca As plantas que possuem em seu genótipo pelo menos uma cópia do alelo R RR ou Rr a versão do gene capaz de sintetizar a enzima SBEI funcional sintetizam o amido ramificado e têm nas células dos cotilédones pressão osmótica menor não acumulando tanta água Quando amadurecem seus cotilédones perdem muito pouca água mantendose praticamente com o mesmo tamanho e por isso não enrugam sua casca Note que nesse caso a presença de um único alelo R produz a quantidade sufi ciente da enzima para que a reação de transformação de glicose em amido rami ficado ocorra nos níveis necessários para que a forma da semente seja lisa FIGURA 4 Figura 4 As bases moleculares dos fatores de Mendel 3 Como surgem novos alelos No exemplo da textura da semente em ervilha usamos as letras R e r para nomear os dois alelos responsáveis pela determinação da variação dessa caracterís tica Vimos que a diferença entre estes alelos está na diferença entre a sequência de CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 50 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr nucleotídeos do segmento de DNA que codifica a enzima SBEI O alelo r possui 800 pares de base a mais do que o alelo R na sua sequência Bhattacharya et al 1990 publicaram um trabalho no qual mostram que esta diferença teve origem na inserção de um elemento de transposição no gene SBEI resultado no alelo r a partir do alelo R Dizemos então que o gene SBEI sofreu uma mutação ou seja uma alteração na sua sequência de nucleotídeos Elementos de transposição ou transposons são segmentos de DNA que têm a propriedade de mudar de posição no genoma Quando os elementos de transposição se movem de um local para o outro eles podem quebrar cromossomos ou mutar genes tendo assim um importante significado genético O primeiro relato sobre a existência de elementos de transposição foi publicado em 1948 pela cientista americana BARBARA MCCLINTOCK que devotou grande parte de sua vida às pesquisas com genética de milho A princípio suas ideias sobre a possibilidade de existirem segmentos de DNA que mudavam de lugar não foram bem acei tas O conceito de transposição contradizia o ponto de vista esta belecido de que os genes ocupam posições fixas nos cromosso mos Nas décadas de 1960 e 1970 elementos de transposição foram observados também em bactérias e em drosófilas e hoje sabemos que ocorrem em muitas espécies inclusive na espécie humana Mc Clintock ganhou em 1983 o Prêmio Nobel de Fisi ologia e Medicina por seu trabalho Só para não haver dúvida nosso conhecimento atual sobre os genomas dos seres vivos confirma que os genes ocupam posições fixas nos cromossomos Os elementos de transposição são segmentos de DNA que apre sentam um comportamento particular Nesse caso a mutação ocorreu devido a uma inserção mas outros tipos de mutação podem modificar as sequências de DNA Você poderia identificar outros processos que poderiam alterar a sequên cia de nucleotídeos da molécula de DNA Vejamos se você respondeu bem a sequência de nucleotídeos do DNA de um gene pode ser alterada por 1 inserção ou adição de um ou mais pares de nucleotídeos 2 deleção ou perda de um ou mais pares de nucleotídeos 3 substituição de um ou mais pares de nucleotídeos CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 51 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Qualquer mutação que ocorra dentro de um determinado gene produzirá um alelo novo deste gene Os genes podem possuir múltiplos alelos como é o caso do gene que codifica a proteína da molécula de hemoglobina FIGURA 5 Figura 5 Exemplos de sequências de aminoácidos na cadeia β da hemoglobina Cada cadeia apre senta a troca de um aminoácido quando comparada à cadeia βA que compõe a Hemoglobina A HbA normal Todos os exemplos apresentados resultam da substituição de um par de bases na sequên cia de nucleotídeos do gene que codifica a proteína β Assim cada uma dessas mutações deu origem a um novo alelo do gene para a cadeia β Nesse gene a mutação mais conhecida é a que causa a anemia falciforme ou siclemia na espécie humana Se compararmos o DNA do alelo que codifica a cadeia beta normal βA e o alelo que codifica a cadeia mutante βS que causa a siclemia verificare mos que a diferença entre elas se resume na substituição de um único nucleotídeo entre os 438 pares que codificam essa cadeia polipeptídica Na região do DNA que codifica o sexto aminoácido a trinca de bases é CTC no alelo normal e CAC no alelo siclêmico Verifique na tabela do código genético que esta substituição da timina por adenina causa a substituição de um ácido glutâmico por uma valina na sequência de aminoácidos da proteína CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 52 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr 4 Os efeitos das mutações na função das proteínas Nem toda variação no DNA mutação resulta em variação no fenótipo Por exemplo pode ocorrer uma substituição de um nucleotídeo que não resulte em mu dança na sequência de aminoácidos da proteína a ser codificada Dê outra olhada na tabela do código genético e você verá que o código é degenerado ou seja há mais de uma trinca de bases que codificam um mesmo aminoácido Outra possibilidade é quando mesmo havendo a substituição de um ou mais aminoácidos a proteína continua desempenhando perfeitamente a sua função A mudança do aa pode ocorrer por exemplo numa região da proteína que não seja fundamental para a sua atividade região de íntrons A Figura 6 apresenta as possibilidades de alteração da função de uma proteína quando seu gene correspon dente sofre mutação Figura 6 Tipos de mutação segundo a alteração que causa na função da proteína CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 53 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr 5 As relações de dominância entre alelos do mesmo gene Dominância é a relação entre dois alelos de um mesmo gene que é definida pelo fenótipo de indivíduos heterozigóticos para esses dois alelos No estudo realizado por Mendel para os sete caracteres analisados os alelos apresentavam uma relação de dominância completa Ou seja o fenótipo das plantas heterozigóticas era idêntico ao das homozigóticas para um dos alelos Há casos em que o fenótipo do heterozigoto é intermediário em relação aos dois homozigotos daí dizermos que há uma dominância incompleta Um exemplo de dominância incompleta é o caso do gene que determina a cor da flor em Mirabilis jalapa Um dos alelos conhecidos desse gene A1 condiciona a cor vermelha à flor e o outro alelo A2 a cor branca Os indivíduos heterozigóticos A1A2 possuem flor de cor rosa Um ponto que em geral causa confusão é a diferença entre os conceitos de dominância incompleta e codominância Vamos ver se conseguimos resolver isso Di zemos que há codominância quando somos capazes de perceber no heterozigoto o fenótipo expresso pelos dois alelos em questão A maior parte dos exemplos de co dominância ocorre quando estamos analisando características cujo fenótipo está re lacionado diretamente com a identificação da proteína codificada pelo gene Ainda não está claro Como podemos identificar diretamente a proteína codificada pelo gene A técnica conhecida como eletroforese do grego phóresis migração permite separar moléculas com cargas eou pesos moleculares diferentes Para isso devese colocar as amostras a serem testadas em uma das extremidades de um gel e aplica se a este gel uma corrente elétrica As proteínas irão migrar mais ou menos rápido segundo seu peso molecular e sua carga elétrica que dependem da sequência dos aminoácidos Após a migração a posição de cada molécula pode ser identificada indicando possíveis diferenças ou semelhanças entre as amostras A técnica de ele troforese é usada também para separar moléculas de DNA e RNA CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 54 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Figura 7 Representação esquemática de um gel de eletroforese onde amostras de indivíduos com diferentes genótipos foram analisadas Note que os indivíduos homozigóticos formam apenas uma banda na corrida eletroforética enquanto o heterozigoto forma duas Isto se dá porque nos homozigo tos os dois alelos formam proteínas idênticas Já os heterozigotos possuem dois alelos diferentes e consequentemente podem formar proteínas com diferenças em suas sequências de aminoácidos Vamos ao exemplo clássico grupos sanguíneos O sistema sanguíneo ABO em seres humanos é controlado por um gene Gene I que possui vários alelos Den tre estes alelos existe o alelo IA que produz o antígeno específico A e o alelo IB que produz o antígeno específico B Os homozigotos IAIA só produzem proteínas do tipo A o fenótipo desses indivíduos para o sistema ABO é grupo sanguíneo A Da mesma forma os homozigotos IBIB são do grupo sanguíneo B Os heterozigotos IAIB produzem os dois tipos de proteínas mas não é só isso somos capazes de identificar estes produtos isoladamente por isso dizemos que esses alelos apresentam codominância Os heterozigotos IAIB são do grupo sanguíneo AB No caso do gene que codifica os antígenos do sistema ABO costumase identificar a diferença entre o produto do alelo IA antígeno A e do alelo IB antígeno B através de reações antígeno anticorpo uma alternativa à técnica de eletroforese Há um outro caso em que os indivíduos heterozigóticos têm fenótipo mais ex tremo do que ambos os homozigotos Neste caso dizemos que a relação entre os alelos é de sobredominância Em Arabidopsis thaliana uma planta muito usada como modelo experimental em Genética observouse que há um gene cujo alelo mutante CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 55 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr an em homozigose produz o fenótipo plantas anãs Mas as plantas heterozigóticas portadoras de um alelo normal An e um alelo mutante an possuem um tamanho maior do que as homozigóticas AnAn 6 Alelos de um mesmo gene podem apresentar diferentes relações de dominância Um dos genes que condiciona a cor dos olhos em Drosophila melanogaster está localizado no cromossomo X posteriormente iremos estudar heranças genéticas ligadas aos cromossomos sexuais e é denominado gene white O alelo normal ou selvagem w deste gene codifica uma proteína que está relacionada à deposição de pigmentos nos olhos das drosófilas As drosófilas normais possuem olhos vermelhoescuros resultado da deposi ção de dois pigmentos o pigmento vermelho e o pigmento marrom Existem no en tanto alelos mutantes desse gene que causam o aparecimento de diferentes fenótipos relacionados à variação na cor dos olhos Dentre esses alelos estão o alelo white w e o alelo whiteapricot wa A proteína codificada pelo alelo w perde completamente sua função e não é capaz de fazer a deposição dos pigmentos A proteína codificada pelo alelo wa em bora ainda seja capaz de depositar os pigmentos tem sua função reduzida Resul tado os indivíduos homozigóticos para o alelo w possuem olhos brancos pois não são capazes de depositar nenhuma quantidade de pigmento nos olhos Indivíduos homozigóticos para o alelo wa possuem olhos de cor alaranjada Quanto às relações de dominância o alelo selvagem w possui dominância completa em relação a estes dois genes fêmeas heterozigóticas ww ou wwa pos suem olhos de cor vermelhoescuros No entanto o alelo wa apresenta dominância incompleta em relação ao alelo w pois fêmeas waw apresentam olhos com um tom de laranja mais claro do que as fêmeas homozigóticas wawa Um alelo que codifica uma proteína defeituosa é recessivo quando em heterozigose com o alelo normal esse último ainda é capaz de fornecer a quantidade adequada de proteína para suprir as necessidades da célula haplosuficiência Se este não for o caso haploinsufici ência o alelo defeituoso é o dominante No nosso exemplo o alelo normal w é capaz de suprir as necessidades para que a cor dos olhos seja normal mesmo quando CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 56 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr em heterozigose com os alelos defeituosos logo há uma haplosuficiência desse alelo 7 Alguns exemplos das bases moleculares de algumas doenças ge néticas na espécie humana Fibrose cística A fibrose cística FC ou mucoviscosidade é uma doença hereditária onde um alelo defeituoso de um único gene é responsável por disfunções em diversos órgãos do organismo como pulmões fígado pâncreas intestinos e trato reprodutivo A prin cipal causa dessas disfunções é a obstrução dos ductos em diversos órgãos por se creções de viscosidade muito aumentada Os indivíduos afetados por essa doença se caracterizam ainda por apresentar uma alta concentração de sais no suor e em geral morrem sufocados pelo espesso muco que obstrui suas vias respiratórias A FC é uma doença autossômica recessiva Isso significa que o gene cujo alelo mutante causa esta doença está localizado em um cromossomo autossômico e para que uma pessoa seja afetada suas duas cópias do gene devem ser defeituosas O gene cuja mutação causa a FC Gene CFTR está localizado no braço longo do cro mossomo 7 Uma pessoa que leva o alelo normal do gene em um de seus cromosso mos e um alelo defeituoso no cromossomo homólogo não apresenta a doença Neste caso como nos exemplos do gene para a textura da semente de ervilha e da cor dos olhos da drosófi la dizemos que há uma haplosuficiência ou seja a presença de um único alelo normal produz a quantidade sufi ciente de proteína para prover o funcio namento normal da célula e consequentemente o fenótipo normal do indivíduo Mas qual a causa primária da fibrose cística Como vimos a FC é uma doença monogênica Isso indica que a causa primária deve ser um defeito ou falta das funções de uma proteína Nesse caso a doença tem como causa primária a inativação de uma proteína que controla a passagem de íons através da membrana celular nos tecidos secretores Figura 88 A perda do canal proteico por onde passam os íons causa um desbalanço CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 57 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr das concentrações de Na e Cl levando à produção do muco muito espesso e da obstrução dos ductos nos diversos órgãos Figura 8 Membrana celular com proteínas codificada pelo gene CFTR desempenhando função de controle das concentrações iônicas Já foram detectados mais de 1000 alelos com diferentes mutações que causam a perda da função dessa proteína Contudo a maioria dos indivíduos afetados são portadores do alelo mutante denominado ΔF508 A diferença entre este alelo e o alelo normal consiste em uma deleção de 3 pares de bases A perda desses nucleotídeos corresponde à produção de uma proteína com a perda do aminoácido fenilalanina na 508ª posição FIGURA 9 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 58 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Figura 9 Localização de gene cuja mutação causa a doença fibrose cística no braço longo do cro mossomo 7 A perda dos três pares de bases marcados em cinza resulta na remoção do aminoácido fenilalanina na proteína correspondente Consulte a tabela do código genético e verifique a sequência de aminoácidos na proteína normal e na mutante Doença de TaySachs As crianças homozigóticas para o alelo mutante que causa a doença de Tay Sachs são normais ao nascimento mas após alguns meses tornamse hipersensíveis a barulhos e desenvolvem pontos vermelhos na retina do olho Entre seis meses e um ano após o nascimento começam a sofrer uma progressiva degeneração neurológica que rapidamente leva ao retardo mental cegueira surdez e perda geral do controle de funções corpóreas A morte em geral ocorre entre três e quatro anos de idade outras variabilidades genéticas existem Na maioria das populações mundiais o alelo que causa a doença de TaySachs é raro no entanto entre a população de judeus ashkenazi da Europa Central o número de crianças que nasce com a doença é de cerca de 1 em 3600 e o número de adultos heterozigóticos portadores do alelo mutante é de cerca de 1 em 30 A mutação que causa a doença de TaySachs está no gene HEXA que codifica a enzima hexosaminidase A Essa enzima atua clivando o complexo lipídeo gangliosídeo GM2 em um gangliosídeo menor GM3 e em NacetilDgalactosamina CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 59 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr A função do gangliosídeo GM2 é revestir as células nervosas isolandoas de eventos que ocorrem nas células vizinhas e acelerando a transmissão dos impulsos nervosos Na ausência da enzima que o degrade há excesso de GM2 que se acumula na célula sufocandoa O acúmulo de lipídeos complexos na célula nervosa bloqueia sua ação levando à deterioração do sistema nervoso e à paralisia Anemia falciforme A hemoglobina é uma proteína responsável pelo transporte de gás oxigênio em nosso corpo Ela consiste tipicamente em dois pares diferentes de cadeias polipeptí dicas Na hemoglobina normal do adulto Hemoglobina A HbA essas cadeias são designadas α alfa e β beta As quatro cadeias se organizam formando uma estru tura globular com a fórmula αA2βA2 onde o índice A indica que as cadeias polipeptídi cas α e β são do tipo normal e o índice 2 que estão representadas em dose dupla Figura 10 A cadeia α é codificada por um gene localizado no cromossomo 16 en quanto o gene que codifica a cadeia β está no cromossomo 11 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 60 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Figura 10 Os quatro níveis de organização da hemoglobina humana estrutura primária secundária terciária e quaternária da proteína com destaque para a cadeia β A anemia falciforme do latim falcis foice ou siclemia do inglês sickle foice é uma doença hereditária caracterizada por uma severa anemia frequentemente fatal Como já vimos este tipo de anemia é causada por uma mutação na cadeia beta da hemoglobina que resulta na mudança de um ácido glutâmico por uma valina na posi ção 6 Essa cadeia mutante é denominada βS e a hemoglobina que possui é a He molobina S HbS cuja fórmula é αA2βS2 QUADRO 1 As hemoglobinas alteradas tendem a se agregar formando massas em forma de bastão que distorcem as hemá cias para a forma de foice Essas hemácias deformadas não se deslocam com facili dade pelos finos capilares sanguíneos causando danos a diversos tecidos principal mente ossos e rins Além disso as hemácias deformadas rompemse com facilidade CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC EAD DISCIPLINA GENÉTICA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Página 61 Professor Juscélio Clemente de Abreu biotecabreuyahoocombr Quadro 1 Os três possíveis genótipos quanto aos dois alelos βA e βS seus respec tivos fenótipos e as relações de dominância entre estes alelos Observe que o conceito de dominância é relativo dependendo do que estamos considerando como o fenótipo Com os conteúdos que vimos até aqui esperamos que você se sinta familiari zado com a organização do genoma e com os processos de expressão e transmissão da herança biológica Esperamos também que você consiga estabelecer as relações entre as Leis de Mendel e os processos celulares