Construção e a Analise Heredograma

MATERIAL DE APOIO PARA A DISCIPLINA GENÉTICA ANIMAL IB461 e GENÉTICA BÁSICA IB450 Jennifer Guerra Ferreira¹ Bruno Cardoso Pimenta¹ e Marina Mortati Dias Barbero² ¹discente de graduação em medicina veterinária da UFFRJ e monitor da disciplina ²docente da UFRRJ CONSTRUÇÃO E ANÁLISE DE HEREDOGRAMA O heredograma também conhecido como árvore genealógica é uma importante ferramenta genética que tem como objetivo representar graficamente as relações familiares de determinados indivíduos Ele é obtido a partir do levantamento de dados de reprodução da família Figura 1 Exemplo de um heredograma Fonte Adaptado de IWSMT Para analisar um heredograma é observado o propósito que é o membro da família que chama atenção durante a análise A partir dele é montada a história daquele fenótipo que chama atenção nesse indivíduo Figura 2 Legenda dos componentes de um heredograma Fonte Elaborado pelos autores Para melhor entendimento os indivíduos são colocados em ordem de seu nascimento esquerda para a direita O heredograma também contém números os algarismos romanos representam as gerações F1 F2 etc e os arábicos mostram os indivíduos de uma geração O heredograma segue diferentes padrões de acordo com a herança das características que são estão sendo estudadas 1 Herança autossômica dominante 2 Herança autossômica recessiva 3 Herança dominante ligada ao sexo 4 Herança recessiva ligada ao sexo 5 Herança ligada ao Y 6 Herança citoplasmática HERANÇA AUTOSSÔMICA A herança autossômica seja dominante ou recessiva é caracterizada pela presença de genes em cromossomos que não determinam o sexo Portanto tanto o sexo masculino quanto o feminino podem ser portadores dessas características e transmitem à sua prole igualmente Dominante Ambos os sexos Afetados Aa e AA Não afetados aa Os indivíduos afetados são homozigotos dominantes transmitem para toda a prole ou heterozigotos transmitem para em média metade dos descendentes A menos que apresente penetrância incompleta a característica aparece em todas gerações até o último descendente afetado O afetado deve ter pelo menos um progenitor portador do fenótipo a não ser que haja penetrância incompleta ou seja uma mutação que é um evento raro Os não portadores são homozigotos recessivos Portanto não possuem o gene que causa o aparecimento da característica e não são capazes de transmitila aos seus descendentes Em humanos doenças com esse tipo de herança que podem ser citadas são o nanismo pseudoacondroplasia e a doença de Huntington uma alteração que gera a neurodegeneração progressiva do sistema nervoso central Para exemplificar a herança autossômica dominante em animais podemos citar a Paralisia Hipercalêmica Periódica em Equinos HYPP Ela ocorre a partir de uma mutação no gene que codifica a cadeia alfa do canal de sódio no músculo esquelético levando a fasciculação muscular fraqueza muscular e espasmos Essa doença é mais severa em animais homozigotos Figura 3 Heredograma de uma herança autossômica dominante Fonte Material M M Barbero Recessiva Ambos os sexos Afetados aa Não afetados Aa e AA A característica pode pular gerações pois o alelo recessivo está presente em heterozigotos os quais não a expressam Um indivíduo com a característica não necessariamente possui pais com o mesmo fenótipo A probabilidade de ocorrência no acasalamento entre heterozigotos é de 25 Caso o fenótipo seja prejudicial em um cruzamento controlado o ideal é buscar os heterozigotos e afastálos da reprodução Se os dois reprodutores apresentarem a característica o descendente também expressará É mais comum ocorrer em acasalamentos consanguíneos Em humanos essa herança é exemplificada pela sensibilidade ao PTC Feniltiocarbamida e a Fenilcetonúria uma doença que causa a incapacidade de quebrar o aminoácido fenilalanina A Deficiência de Adesão Leucocitária Bovina e a Acondroplasia Telemark em bovinos são doenças que seguem o padrão dessa herança A primeira acontece a partir da mutação do gene CD18 ocasionando crescimento retardado perda de dentes comprometimento do sistema imune e susceptibilidade a desenvolver pneumonia A Acondroplasia Telemark é uma forma de nanismo que ocorre nas raças Jersey e Holandês Figura 4 Heredograma de uma herança autossômica recessiva Fonte Material MM Barbero HERANÇA LIGADA AO X Essa herança está associada a genes que estão ligados à porção não homóloga do cromossomo X presente tanto em fêmeas quanto em machos Os dois sexos podem ser portadores e transmitir o fenótipo mas não nas mesmas proporções Dominante Fêmea XX Macho XY Afetados XDXd e XDXD XDY Não afetados XdXd XdY Um macho heterozigoto cruzado com uma fêmea sem a característica não é capaz de transmitir o fenótipo para seus filhos somente para as filhas Se o pai for homozigoto dominante todas as filhas expressarão o fenótipo É mais comum que fêmeas tenham o alelo dominante em seu genótipo porque recebem X tanto do pai quanto da mãe O cromossomo X presente nos machos é somente de origem materna reduzindo a possibilidade de receber um dominante As fêmeas homozigotas afetadas transmitem para todos os filhos independentemente do sexo As heterozigotas transmitem para os filhos e filhas na mesma proporção Todos os afetados possuem pelo menos um progenitor com o fenótipo O heredograma dessa herança se parece com o da autossômica dominante A melhor forma de diferenciar é a observação da prole do sexo masculino Figura 5 Heredograma de uma herança ligada ao sexo dominante Fonte Material M M Barbero Recessiva Fêmea XX Macho XY Afetados XdXd XdY Não afetados XDXd e XDXD XDY Diferentemente da herança ligada ao X dominante a recessiva é mais comum no sexo masculino do que no feminino uma vez que as fêmeas precisam receber dois cromossomos X com gene recessivo para expressar o fenótipo Descendentes não afetados podem ter pais sem a característica heterozigotos Se os dois progenitores expressarem todos os descendentes expressão independentemente do sexo Se a mãe for homozigota dominante todos os filhos e filhas serão afetados Se o pai expressar a característica todos as suas filhas também o farão mas ele não transmite o fenótipo a seus filhos O daltonismo e a hemofilia distúrbio na coagulação sanguínea são dois exemplos de doenças humanas que seguem esse padrão Em animais especialmente cães das raças Golden Retriever e Terrier Islandês existe uma condição denominada distrofia muscular recessiva ligada ao X Essa alteração causa níveis elevados de da enzima Creatinoquinase CK no soro e leva a um andar anormal os membros posteriores apresentam movimentos semelhantes ao andar de coelhos Figura 6 Heredograma de uma herança ligada ao sexo recessiva Fonte Material M M Barbero HERANÇA LIGADA AO Y Somente os machos são afetados por esse tipo de herança Os machos portadores transmitem a característica para apenas os filhos e não há salto de gerações Um exemplo dessa herança é a presença de abundantes pelos nos ouvidos de indivíduos de sexo masculino condição denominada hipertricose auricular Figura 7 Heredograma de uma herança ligada ao Y Fonte Enem Estuda HERANÇA CITOPLASMÁTICA Nesse caso é importante ressaltar que as mitocôndrias e os cloroplastos são organelas oriundas apenas da mãe tanto para descendentes machos quanto fêmeas Por isso características que seguem esse padrão de herança são transmitidas de mãe afetadas para todos os descendentes afetados No entanto machos afetados não são capazes de transmitir para sua prole Figura 8 Heredograma de uma herança citoplasmática Fonte M M Barbero EXERCÍCIOS 1 VunespSP Considere o heredograma que representa uma família portadora de caráter recessivo condicionado por gene situado em um dos cromossomos sexuais Fonte SARDINHA Vanessa A respeito dessa genealogia podemos afirmar que a a mulher 2 é homozigota b as filhas do casal 3 e 4 são certamente portadoras do gene c as mulheres 2 e 3 são certamente portadoras do gene d todas as filhas do casal 1 e 2 são portadoras do gene e os homens 1 e 4 são certamente portadores do gene 2 UEMG O heredograma a seguir apresenta um caso familiar de daltonismo herança determinada por um gene recessivo localizado no cromossomo X Pela análise das informações contidas no heredograma e de outros conhecimentos que você possui sobre o assunto só se pode afirmar CORRETAMENTE que Fonte SARDINHA Vanessa a o indivíduo II1 tem 50 de chance de apresentar o gene para o caráter b todas as filhas do indivíduo II2 serão daltônicas c qualquer descendente de II4 receberá o gene para daltonismo d o indivíduo II2 herdou o gene de qualquer um dos genitores Para mais exercícios sobre o tema httpsexerciciosbrasilescolauolcombrexerciciosbiologiaexerciciossobre interpretacaoheredogramashtm httpsexerciciosbrasilescolauolcombrexerciciosbiologiaexerciciossobreheranca sexohtm Bibliografia Biologia Net Heredograma Disponível em httpswwwbiologianetcomgeneticaheredogramahtm Acessado em 04092020 Brasil Escola Interpretação de herodogramas Disponível em httpsbrasilescolauolcombrbiologiainterpretacaoheredogramashtm Acessado em 05092020 Enem Estuda Questões Disponível em httpsenemestudacomquestoesid483962 Acessado em 06092020 IWSMT THE PRIDELANDS FAMILY TREE Disponível em httpsiwastesomuchtimecom69846 Acessado em 04092020 SNUSTAD DP e SIMMONS MJ Fundamentos de genética 6 ed Rio de Janeiro Guanabara Kogan 2013 SARDINHA Vanessa EXERCÍCIOS SOBRE HERANÇA DO SEXO Disponível em httpsexerciciosbrasilescolauolcombrexerciciosbiologiaexerciciossobreheranca sexohtm Acessado em 03092020 SARDINHA Vanessa EXERCÍCIOS SOBRE INTERPRETAÇÃO DE HEREDOGRAMAS Disponível em httpsexerciciosbrasilescolauolcombrexercicios biologiaexerciciossobreinterpretacaoheredogramashtm Acessado em 06092020 GABARITO 1 Resposta D A mulher 3 é portadora porque tem um filho afetado e é responsável por doar o cromossomo X a ele podese afirmar que ela é XDXd e o indivíduo número 4 C seria XDY Como a 3 é heterozigota a mãe de número 2 também é pois algum dos progenitores da 3 é responsável por doar o gene recessivo e não é possível que seja o pai porque ele obrigatoriamente expressaria o fenótipo afetado se possuísse o gene 2 Resposta C A mulher é responsável por doar o cromossomo X tanto para os filhos quanto para as filhas Sendo ela uma portadora podemos afirmar que seu genótipo seria XdXd uma vez que se trata de um fenótipo de origem recessiva associada ao sexo Portanto todos os filhos serão daltônicos independentemente do pai No caso das filhas o fenótipo será igual ao do pai quando forem geradas por essa mãe II4 Acondroplasia A acondroplasia também conhecida como nanismo é a displasia esquelética primária humana mais comum com caráter de herança autossômica dominante com penetração total podendo ser herdada ou ocasionada por uma mutação de novo no gene FGFR3 localizado no cromossomo 4p163 Mais de 80 possuem mutação de novo mutações que ocorrem esporadicamente sem necessidade de progenitor afetado as quais ocorrem exclusivamente na linhagem germinativa do pai tendo sua frequência relativamente aumentada quando a idade paterna é avançada 35 anos As mutações mais frequentes responsáveis pela acondroplasia cerca de 99 dos casos são 1138GA e 1138GC e resultam na substituição Gly380Arg substituição de uma guanina para uma adenina resultando na troca do aminoácido glicina Gly por arginina Arg acarretando ganho de função do receptor FGFR3 O gene FGFR3 codifica o receptor de tirosina quinase transmembrana de mesmo nome o qual se liga a fatores de crescimento dos fibroblastos ativando o domínio intracelular de tirosina quinase e dando início a uma cascata de sinalização inibindo a proliferação e diferenciação dos condrócitos na placa de crescimento ou seja inibindo a proliferação de cartilagem Quando há mutação haverá ativação do receptor FGFR3 de forma constante independente do ligante inibindo de forma inadequada a proliferação de condrócitos na placa de crescimento resultando no crescimento longitudinal insuficiente e na diferenciação anormal dos outros ossos Apesar disso o crescimento transversal está conservando dando um aspecto de curto e largo ao osso Clinicamente os indivíduos com acondroplasia apresentam ao nascimento comprimento ligeiramente menor que os padrões de normalidade encurtamento rizomélico dos braços e pernas tronco longo e estreito dedos das mãos dispostos em tridente separação entre o terceiro e o quarto dedos macrocefalia hipoplasia da face média nariz em sela macrognatia aglomeração dentária desalinhamento entre as arcadas dentárias superior e inferior e testa proeminente Observase que comprimento e até mesmo o peso caem progressivamente para muito abaixo da faixa normal à medida que crescem e acabam tendo uma baixa estatura desproporcional O desenvolvimento motor pode estar atrasado por conta da hipotonia articulações hiperextensíveis cotovelos com extensão e rotação limitadas dificuldade mecânica de equilibrar suas cabeças grandes e até mesmo por conta de estenose do forame magno com compressão do tronco encefálico Durante o primeiro ano de vida podemos encontrar hiperlordose ou cifose lombar e em idades mais avançadas protusão abdominal Nos adultos podemos esperar uma estatura média de 130 cm variação de 120145 cm em homens e de 125 cm variação de 115137 cm em mulheres Geralmente o diagnóstico é clínico confirmado por meio de achados radiográficos podendo utilizar testes de biologia molecular para a identificação do gene em questão em caso de ambiguidade Há também o diagnóstico pré natal através do ultrassom porém há dificuldade em se detectar antes da 16ª semana gestacional O tratamento gira em torno das complicações decorrentes dessa doença e no acompanhamento multidisciplinar Importante realizar monitoramento de quadros de otite média crônica hidrocefalia compressão do tronco cerebral hematomas subdurais deficiência auditiva e apneia obstrutiva durante o período de lactação tratando quando necessário Ao final da infância e no início da vida adulta devese ficar atento para estenose espinal sintomática ao joelho varo sintomático desalinhamento de membros inferiores estenose espinhal obesidade hipertensão complicações dentárias e à otite média crônica Recomendase evitar alguns tipos de atividades física por risco de lesão à junção crânio cervical tais como trampolim esportes de colisão saltos na ginástica ou pendurarse de cabeça para baixo dos joelhos ou pés Acompanhamento com fisioterapia fortalecimento de musculatura atividade física correção postural suporte psicológico e com ortopedista é excencial Há controvérsias quando alguns tratamentos cirúrgicos alongamento cirúrgico dos membros inferiores e hormonais hormônio do crescimento Em suma a acondroplasia é uma condição genética que afeta o desenvolvimento ósseo de maneira significativa Embora apresente desafios ao longo da vida dos indivíduos afetados um manejo adequado das complicações e um acompanhamento multidisciplinar podem melhorar significativamente a qualidade de vida O avanço contínuo na compreensão molecular e no tratamento das manifestações clínicas oferecem novas perspectivas para aqueles que vivem com essa condição permitindo uma melhor qualidade de vida Referência Guimarães M C P Silva N R F da Abrahão A L de A Siqueira E C de 2023 Acondroplasia uma revisão de literatura Revista Eletrônica Acervo Médico 233 e12334e12334 httpsdoiorg1025248REAMEDE123342023 LeivaGea A Martos Lirio M F Barreda Bonis A C Marín del Barrio S Heath K E Marín Reina P GuillénNavarro E Santos Simarro F Riaño Galán I Yeste Fernández D LeivaGea I 2022 Achondroplasia Update on diagnosis followup and treatment Anales de Pediatría English Edition 976 423e1423e11 httpsdoiorg101016JANPEDE202210004 Nussbaum R McInnes R Willard H F 2016 Thompson Thompson Genética médica In Elsevier Vol 8o edição 8a Issue 1 Elsevier Yuri Trentini Frade L De Oliveira J Alfredo Lacerda De Jesus J 2012 Acondroplasia diagnóstico clínico precoce Brasília Med