Dúvidas Frequentes

PERGUNTAS SOBRE AS ATAXIAS

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O QUE SIGNIFICAM GENÓTIPO E FENÓTIPO?

O genótipo é o conjunto completo de material genético de um organismo. Estima-se que o genoma humano contenha entre 20.000 e 25.000 genes codificadores de proteínas, que variam de tamanho de alguns milhares até mais de 2 milhões de nucleotídeos.

O fenótipo é o conjunto completo de características observáveis que resultam da expressão genética de um organismo. O fenótipo de um organismo inclui todas as suas características externas, por exemplo, peso e cor dos olhos, bem como características internas menos aparentes como tipo sanguíneo e inteligência. Por exemplo, os genes que determinam a quantidade de pigmento na minha pele são parte do meu genótipo, mas a cor da minha pele (que é aparente) é parte do meu fenótipo.

Enquanto o genótipo é determinado unicamente por fatores biológicos, o fenótipo de uma pessoa é determinado por interações complexas entre fatores biológicos e ambientais. Esta distinção entre genótipo e fenótipo é evidente no caso de gêmeos idênticos - apesar de terem o mesmo genótipo, eles podem ter características e comportamentos distintos (fenótipos diferentes), em função de fatores ambientais e estilo de vida.

Fonte: Artigo "O que é um gene?" escrito pela Dra. Chloe Soutar publicado originalmente na SCAsource.

Última atualização: 09/04/2023

O QUE É ANTECIPAÇÃO GENÉTICA?

Muitas doenças neurodegenerativas têm como causa primária uma mutação genética onde expansões (repetições) de nucleotídeos (como C, A, G ou outros) estão presentes no DNA. Estas repetições podem ser "normais" ou "expandidas", e neste último caso podem ser patológicas, ou seja, provocar doenças (incluindo as ataxias hereditárias).

Por exemplo, nas ataxias espinocerebelares SCA1, SCA2, SCA3, SCA6, SCA7, SCA12 , SCA17 e outras, a expansão é dos nucleotídeos CAG, e a transmissão é autossômica dominante (isto significa que a pessoa precisa herdar um gene com mutação do pai OU da mãe para desenvolver a doença).

As repetições "normais" de nucleotídeos são estáveis, ou seja, o tamanho da repetição não se altera de geração para geração. Já as repetições "expandidas" são instáveis, de modo que o tamanho da repetição pode variar de geração para geração.

Por conta da instabilidade na transmissão das repetições "expandidas", um fenômeno chamado "antecipação" pode ocorrer nas SCAs com repetições CAG. Neste caso, as sequências expandidas podem se tornam maiores nas próximas gerações, o que leva a um início mais precoce dos sintomas, e provavelmente um fenótipo (conjunto de sintomas) de maior severidade e com progressão mais rápida da doença. Ou seja, os sintomas aparecem mais cedo, e podem ser mais graves nos filhos do que foram nos pais.

Em particular, na ataxia SCA7 a antecipação pode ser tão marcada que o filho pode apresentar sintomas da ataxia antes mesmo do pai ou da mãe que transmitiu o gene com mutação descobrir que tem a doença.

Última atualização: 09/04/2023

O QUE SÃO NUCLEOTÍDEOS?

Os nucleotídeos são as unidades básicas que formam os ácidos nucleicos, como o DNA e o RNA, que carregam e transmitem a informação genética em todas as formas de vida. Eles são moléculas compostas por três componentes principais:

1 - Base nitrogenada: Existem cinco tipos de bases nitrogenadas, que são classificadas em dois grupos:

• Purinas: Adenina (A) e Guanina (G)

• Pirimidinas: Citosina (C), Timina (T) (no DNA), e Uracila (U) (no RNA)

2 - Açúcar (pentose): Um açúcar de cinco carbonos. No DNA, o açúcar é a desoxirribose, enquanto no RNA é a ribose.

3 - Grupo fosfato: Um ou mais grupos fosfato estão ligados ao carbono 5' do açúcar. Os grupos fosfato são responsáveis por formar as ligações que mantêm os nucleotídeos unidos em uma cadeia.

Função dos nucleotídeos

• Formação de ácidos nucleicos: Nucleotídeos são os blocos construtores do DNA e do RNA. No DNA, eles armazenam a informação genética, enquanto no RNA estão envolvidos no processo de tradução dessa informação para a síntese de proteínas.

• Fonte de energia celular: Alguns nucleotídeos, como o ATP (adenosina trifosfato), atuam como fontes primárias de energia para reações celulares.

• Coenzimas: Nucleotídeos também formam parte de coenzimas como o NAD+ e o FAD, que participam em processos metabólicos.

Os nucleotídeos se ligam entre si através de ligações que unem o grupo fosfato de um nucleotídeo ao açúcar do próximo. Isso forma a espinha dorsal da molécula de DNA ou RNA, enquanto as bases nitrogenadas se projetam para dentro e formam as pontes de hidrogênio entre as fitas complementares no DNA.

Os nucleotídeos desempenham um papel fundamental em uma ampla variedade de processos biológicos, incluindo a transmissão da informação genética e a regulação da atividade celular.

Última atualização: 18/05/2023

O QUE SÃO DNA e RNA?

O DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico) são moléculas (polímeros) formadas por polinucleotídeos, ou ligações entre nucleotídeos. O DNA é responsável por armazenar as informações genéticas dos seres vivos, que são transmitidas entre gerações. Já o RNA contém informações para sintetizar (produzir) proteínas essenciais para a vida.

As estruturas do DNA e do RNA diferenciam-se quanto ao tipo de açúcar (pentose) e de base nitrogenada presentes em seus nucleotídeos.

  • No DNA, o açúcar observado é a desoxirribose, e as bases são Adenina, Guanina, Citosina e Timina.

  • No RNA, os nucleotídeos possuem ribose, e as bases nitrogenadas são Adenina, Guanina, Citosina e Uracila.

Os formatos das moléculas de DNA e RNA também são diferentes. O DNA aparece na forma de molécula de fita dupla, onde os nucleotídeos espiralam-se ao redor de um eixo imaginário formando uma dupla hélice. Os blocos componentes do DNA são os nucleotídeos, formados por um fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada (C - Citosina, G - Guanina, A - Adenina, T - Timina). O fostafo e o açúcar formam a hélice dupla, e as bases dos nucleotídeos em cada fita se conectam (A sempre com T, C com G) através de ligações químicas (ligações de Hidrogênio) como nos degraus de uma escada.

Já o RNA geralmente está presente na forma de cadeias individuais de polinucleotídeos. O RNA é formado por quatro tipos de nucleotídeos, que consistem em uma base nitrogenada, uma molécula de ribose (açúcar) e um grupo fosfato. As bases nitrogenadas que compõem o RNA são a Adenina (A), a Citosina (C), a Guanina (G) e a Uracila (U).

A principal diferença entre o RNA e o DNA em termos de nucleotídeos é que, no RNA, a Uracila (U) substitui a Timina (T), que é encontrada no DNA. Além disso, o RNA usa o açúcar ribose, enquanto o DNA usa a desoxirribose. Esses nucleotídeos formam a sequência do RNA, que é crucial para o processo de tradução genética, em que o RNA é usado para sintetizar proteínas.

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/nucleotideo.htm

Transcrição: No processo de transcrição, uma fita do DNA é usada como molde para a produção de uma molécula de RNA. A transcrição (formação do RNA a partir do DNA) ocorre no núcleo das células e é necessária para que os genes consigam se expressar.

Veja mais sobre "Transcrição" em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/transcricao.htm

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/nucleotideo.htm

Última atualização: 18/05/2023

QUAIS ATAXIAS ESPINOCEREBELARES (SCAs) JÁ TÊM GENES CONHECIDOS?

Já são conhecidos cerca de 50 subtipos de ataxias espinocerebelares (SCAs), todos com transmissão autossômica dominate. A lista seguinte mostra o código da ataxia, o gene associado, a localização (cromossoma e locus) e entrada no #OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man).

Ataxia SCA1 - gene ATXN1 - Localização 6p22.3

OMIM #164400

https://www.omim.org/entry/164400

Ataxia SCA2 - gene ATXN2 - Localização 12q24.12

OMIM #183090

https://omim.org/entry/183090

Ataxia SCA3 (Machado-Joseph) - gene ATXN3 - Localização 14q32.12

OMIM #109150

https://omim.org/entry/109150

Ataxia SCA4 - gene ZFHX3 - Localização 16q22.2-q22.3

OMIM #600223

https://omim.org/entry/600223

Ataxia SCA5 - gene SPTBN2 - Localização 11q13.2

OMIM #600224

https://omim.org/entry/600224

Ataxia SCA6 - gene CACNA1A - Localização 19p13.13

OMIM #183086

https://omim.org/entry/183086

Ataxia SCA7 - gene ATXN7 - Localização 3p14.1

OMIM #164500

https://omim.org/entry/164500

Ataxia SCA8 - genes ATXN8, ATXN8OS - Localização 13q21 (ATXN8) e 13q21.33 (ATXN8OS)

OMIM #608768

https://omim.org/entry/608768

Ataxia SCA9 - gene ainda desconhecido

OMIM #612876

https://omim.org/entry/612876

Ataxia SCA10 - gene ATXN10 - Localização 22q13.31

OMIM #603516

https://omim.org/entry/603516

Ataxia SCA11 - gene TTBK2 - Localização 15q15.2

OMIM #604432

https://www.omim.org/entry/604432

Ataxia SCA12 - gene PPP2R2B - Localização 5q32

OMIM #604326

https://www.omim.org/entry/604326

Ataxia SCA13 - gene KCNC3 - Localização 19q13.33

OMIM #605259

https://omim.org/entry/605259

Ataxia SCA14 - gene PRKCG - Localização 19q13.42

OMIM #605361

https://omim.org/entry/605361

Ataxia SCA15, SCA16 (Nota 1) - gene ITPR1 - Localização 3p26.1

OMIM #606658

https://omim.org/entry/606658

Ataxia SCA17 - gene TPB - Localização 6q27

OMIM #607136

https://omim.org/entry/607136

Ataxia SCA18 - gene IFRD1 - Localização 7q22-q32

OMIM #607458

https://www.omim.org/entry/607458

Ataxia SCA19, SCA22 (Nota 2) - gene KCND3 - Localização 1p13.2

OMIM #607346

https://omim.org/entry/607346

Ataxia SCA20 (Nota 3) - gene SCA20 - Localização 11q12

OMIM #608687

https://omim.org/entry/608687

Ataxia SCA21 - gene TMEM240 - Localização 1p36.33

OMIM #607454

https://omim.org/entry/607454

Ataxia SCA23 - gene PDYN - Localização 20p13

OMIM # 610245

https://omim.org/entry/610245

Atxia SCA25 - gene PNPT1 - Localização 2p16.1

OMIM # 608703

https://omim.org/entry/608703

Ataxia SCA26 - gene EEF2 - Localização 19p13.3

OMIM # 609306

https://omim.org/entry/609306

Ataxia SCA27A (Nota 5) - gene FGF14 - Localização 13q33.1

OMIM # 193003

https://www.omim.org/entry/193003

Ataxia SCA27B (Nota 5) - gene FGF14 - Localização 13q33.1

OMIM # 620174

https://omim.org/entry/620174

Ataxia SCA28 - gene AFG3L2 - Localização 18p11.21

OMIM # 610246

https://omim.org/entry/610246

Ataxias SCA29, SCA30 (Nota 6) - gene ITPR1 - Localização 3p26.1

OMIM #117360

https://omim.org/entry/117360

Ataxia SCA31 - gene BEAN1 - Localização 16q21

OMIM # 117210

https://omim.org/entry/117210

Ataxia SCA32 (Nota 7) - gene SCA32 ainda deconhecido - Localização 7q32-q33

OMIM % 613909

https://omim.org/entry/613909

Ataxia SCA34 - gene ELOVL4 - Localização 6q14.1

OMIM # 133190

https://omim.org/entry/133190

Ataxia SCA35 - gene TGM6 - Localização 20p13

OMIM # 613908

https://omim.org/entry/613908

Ataxia SCA36 - gene NOP56 - Localização 20p13

OMIM #614153

https://omim.org/entry/614153

Ataxia SCA37 - gene DAB1 - Localização 1p32.2-p32.1

OMIM # 615945

https://omim.org/entry/615945

Ataxia SCA38 - gene ELOVL5 - Localização 6p12.1

OMIM # 615957

https://omim.org/entry/615957

Ataxia SCA40 - gene CCDC88C - Localização 14q32.11-q32.12

OMIM # 616053

https://omim.org/entry/616053

Ataxia SCA41 - gene TRPC3 - Localização 4q27

OMIM # 616410

https://omim.org/entry/616410

Ataxia SCA42 - gene CACNA1G - Localização 17q21.33

OMIM # 616795

https://www.omim.org/entry/616795

Ataxia SCA43 - gene MME - Localização 3q25.2

OMIM # 617018

https://omim.org/entry/617018

Ataxia SCA44 - gene GRM1 - Localização 6q24.3

OMIM # 617691

https://www.omim.org/entry/617691

Ataxia SCA45 - gene FAT2 - Localização 5q33.1

OMIM # 617769

https://omim.org/entry/617769

Ataxia SCA46 - gene PLD3 - Localização 19q13.2

OMIM # 617770

https://www.omim.org/entry/617770

Ataxia SCA47 - gene PUM1 - Localização 1p35.2

OMIM # 617931

https://www.omim.org/entry/617931

Ataxia SCA48 - gene STUB1 - Localização 16p13.3

OMIM # 618093

https://www.omim.org/entry/618093

Ataxia SCA49 - gene SAMD9L - Localização 7q21.2

OMIM # 619806

https://www.omim.org/entry/619806

Ataxia SCA50 - gene NPTX1 - Localização 17q25.3

OMIM # 620158

https://omim.org/entry/620158

Notas

(1) SCA16 foi inicialmente descrita como uma condição separada, mas foi mais tarde combinada com SCA15 devido ao gene comum.

(2) SCA19 e SCA22 foram inicialmente descritas como duas condições separadas, mas posteriormente foi descoberto que ambas são causadas por mutações no mesmo gene, KCND3. Como resultado, SCA19 e SCA22 são agora consideradas a mesma condição genética, apenas com denominações diferentes em estudos iniciais.

(3) A ataxia SCA20 foi mapeada, mas o gene exato ainda é objeto de investigação.

(4) Não existe oficialmente uma SCA24. Inicialmente, esse número foi reservado para uma possível nova forma de ataxia espinocerebelar, mas até o momento, nenhum gene ou condição específica foi definitivamente associado a esse número.

(5) SCA27A e SCA27B estão associadas ao mesmo gene, FGF14, mas são consideradas diferentes formas de ataxia. Ambas foram identificadas a partir de mutações no mesmo gene, mas apresentam características clínicas distintas. SCA27A é caracterizada por uma forma mais leve de ataxia, enquanto SCA27B tende a apresentar um padrão de sintomas mais grave, incluindo a ataxia progressiva. As diferenças podem estar relacionadas à variedade de mutações específicas dentro do gene FGF14 que afetam a gravidade e a manifestação da doença

(6) SCA29 e SCA30 são consideradas diferentes formas de ataxia, apesar de ambas serem associadas ao mesmo gene, ITPR1, que também está relacionado a SCA15 e SCA16.

(7) Gene da SCA32 ainda não identificado, sendo investigado.

Última atualização: 16/10/2024

O QUE SIGNIFICAM "INDIVÍDUO HOMOZIGOTO" E "INDIVÍDUO HETEROZIGOTO"?

Homozigoto (em relação a um determinado gene) é a pessoa que possui dois alelos iguais de um gene para uma mesma característica genética.

Heterozigoto é a pessoa que possui dois alelos diferentes do gene para uma mesma característica.

Hereditariedade é a transmissão de genes e características de uma geração para a próxima. Quase todas as células humanas possuem 23 pares de cromossomos. As células do óvulo e do esperma são únicas, no sentido de que possuem apenas um conjunto de 23 cromossomos (e não um par, como as demais células). Assim, nós herdamos um conjunto de 23 cromossomos do óvulo de nossa mãe, e outro conjunto de 23 cromossomos do esperma de nosso pai, obtendo assim duas cópias de cada gene (a exceção para isso é um pequeno conjunto de genes que são únicos para os cromossomas X e Y, que determinam o sexo do organismo).

Variantes de genes que diferem ligeiramente em uma sequência de nucleotídeos são denominadas alelos. Um indivíduo com duas cópias do mesmo alelo é chamado de homozigoto para o gene correspondente. Neste caso, o indivíduo possui dois alelos iguais para a mesma característica (por exemplo, cor dos olhos). Inversamente, um indivíduo com dois alelos diferentes para um determinado gene é chamado heterozigoto para aquele gene.

Alelos dominantes são alelos para o qual uma única cópia herdada é suficiente para resultar em uma determinada característica. Alelos recessivos são alelos para os quais duas cópias são necessárias para que a característica correspondente se manifeste no indivíduo. Alelos recessivos são escondidos pela sua contraparte dominante em um indivíduo heterozigoto. A maioria de nossas características são poligênicas, o que significa que são determinadas pela expressão de múltiplos genes (por exemplo, cor dos olhos, cor da pele etc.).

. Fonte: Artigo "O que é um gene?" escrito pela Dra. Chloe Soutar publicado originalmente na SCAsource.

Última atualização: 09/04/2023

O QUE É MUTAÇÃO "DE NOVO"?

O QUE É MUTAÇÃO "DE NOVO"?

As mutações genéticas são alterações na sequência do DNA que podem surgir de duas formas principais:

  • Erros durante a replicação celular, quando as células se dividem e o DNA é copiado.

  • Danos externos ao DNA, como a exposição à radiação ultravioleta (UV) – comum em células da pele após longa exposição solar.

Normalmente, o corpo possui sistemas de reparo que corrigem essas alterações. No entanto, se falharem, as mutações tornam-se permanentes no código genético.

Nem todas as mutações causam doenças. Na verdade, a maioria das muitações são neutras, no sentido de que não afetam a produção de proteínas (ocorrem em regiões não codificantes do DNA), ou não afetam a estrutura de proteínas essenciais, ou ainda alteram as proteínas de forma irrelevante, sem consequências para o organismo humano.

Porém, há também mutações (mais raras) com alteração funcional, que podem modificar a estrutura e a função de proteínas essenciais. Algumas destas mutações podem ser prejudiciais e causar por exempo doenças neurológicas (como as ataxias espinocerebelares) ou câncer, onde uma única mutação pode comprometer funções vitais.

Em alguns casos excepcionais, as mutações também podem trazer benefícios, conferindo vantagens adaptativas (por exemplo, maior resistência a doenças).

Mutações "de novo"

Uma mutação é classificada como "de novo" quando surge pela primeira vez em uma família, (ou seja, nem o pai nem a mãe do indivíduo afetado tinham a mutação). Essa mutação pode surgirespontaneamente, seja durante a formação dos gametas (óvulos ou espermatozoides) dos progenitores, seja nas fases iniciais do desenvolvimento embrionário da criança.

A maioria das mutações "de novo" que surgem em uma pessoa são mutações somáticas, isto é, acontecem em células do corpo (como da pele, ou do fígado) e não são herdadas pelos descendentes. Porém, também podem ser mutações germinativas, que ocorrem nos gametas (células reprodutivas) e podem ser transmitidas para os filhos. Isso explica por que filhos podem ter uma mutação genética específica que os pais não tinham.

Assim, as mutações "de novo" são importantes no diagnóstico de doenças de causa genética sem histórico familiar, como algumas epilepsias ou malformações congênitas.

Texto criado por Márcio Galvão com apoio de IA Generativa (DeepSeek)

Última atualização: 04/05/2025

QUAL A DIFERENÇA ENTRE AS MUTAÇÕES MISSENSE E NONSENSE?

As mutações missense e nonsense são tipos de mutações genéticas que ocorrem em genes, resultando em alterações na sequência de aminoácidos das proteínas. A diferença entre elas está no impacto que cada uma provoca na proteína final.

  • Mutação missense: ocorre quando uma única base de DNA é alterada, o que leva à substituição de um aminoácido por outro na proteína resultante. Essa mudança pode ou não afetar significativamente a função da proteína, dependendo de quão importante é o aminoácido alterado para a estrutura ou função dela. Por exemplo, se o novo aminoácido tiver propriedades químicas semelhantes ao original, o impacto pode ser pequeno; caso contrário, pode comprometer a função da proteína.

  • Mutação nonsense: ocorre quando uma alteração de uma base no DNA resulta em um códon de parada (um sinal para a tradução proteica ser interrompida) no lugar de um códon que deveria codificar um aminoácido. Como resultado, a tradução da proteína é interrompida precocemente, levando a uma proteína truncada (incompleta), que geralmente é não funcional ou menos funcional.

Por exemplo, o códon CAG (Citosina – Adenina – Guanina) codifica o aminoácido glutamina no código genético. Se a segunda base do códon CAG for alterada para U, o códon se tornará CUG, que codifica o aminoácido leucina. Isso é uma mutação missense, pois houve a substituição do aminoácido glutamina por leucina na proteína, o que pode ou não afetar sua função, dependendo da importância da glutamina no local alterado.

Já se a primeira base do códon CAG for alterada para U, o códon se tornará UAG. UAG é um códon de parada. Isso é uma mutação nonsense, pois a alteração gera um códon de parada prematuro, interrompendo a tradução e resultando em uma proteína truncada. Essas proteínas truncadas são frequentemente não funcionais e, em muitos casos, são degradadas rapidamente pela célula, aumentando o impacto da mutação. Assim, as mutações nonsense geralmente têm um impacto mais severo na saúde do que as mutações missense

Conteúdo gerado com apoio de IA Generativa.

Última atualização: 11/11/2024

TODAS AS DOENÇAS GENÉTICAS SÃO HEREDITÁRIAS?

Não. Há doenças genéticas hereditárias, e outras doenças genéticas causadas por mutações somáticas (não herdadas dos pais).

As doenças genéticas são causadas por uma ou mais mutações no DNA. Essas mutações podem ser passadas de geração em geração, com diferentes padrões de herança (autossômica recessiva, autossômica dominante, herança ligada ao X). Neste caso, se estas mutações forem causa de doenças, estas doenças serão hereditárias (o gene com a mutação poderá ser transmitido dos pais para os filhos, com maior ou menor probabilidade, dependendo da forma de transmissão ou padrão de herança).

Porém, as mutações genéticas que podem causar doenças também podem surgir durante a vida por diferentes causas. Neste caso, são chamadas de mutações somáticas.

Doenças genéticas monogênicas e poligênicas

Há centenas de milhares de doenças genéticas e cerca de 10.000 delas são monogênicas, isto é, podem ser causadas por alterações em um único gene. Como exemplo de doeças genéticas monogênicas, podemos citar a ataxiar espinocerebelar tipo 3 (SCA3, ou Doença de Machado Joseph), que pode ser transmitida entre gerações pela mutação de um único gene (ATXN3)

Também há doenças poligênicas, que requerem mutações em múltiplos genes diferentes para que se manifestem. Alguns exemplos de doenças genéticas poligênicas são a doença de Alzheimer, a hipertensão, e o câncer.

Observar que embora tenha um componente genético (poligênico), o câncer também pode ser adquirido por mutações somáticas (não herdadas). Na verdade, ao menos 90% dos casos de câncer são causados por mutações somáticas em vários genes e acumuladas ao longo da vida, que não foram herdadas.

As mutações somáticas que podem causar câncer podem ocorrer por diversos fatores, que em geral podem ser evitados:

  • Exposição excessiva à radiação UV, como a solar

  • Hábito de fumar

  • Exposição excessiva à fumaças (cigarro, poluição)

  • Exposição excessiva à outros compostos cancerígenos (pesticidas, carnes curadas, fontes de radiação

Fonte: Texto adaptado de

https://blog.mendelics.com.br/padrao-de-heranca-genetica/amp/

Última atualização: 18/05/2023

MUTAÇÕES "DE NOVO" (SEM HISTÓRICO FAMILIAR) PODEM CAUSAR ATAXIA?

Sim. Uma mutação genética "de novo" é a que surge em uma pessoa pela primeira vez, sem ter sido herdada de nenhum dos pais (sem histórico familiar). Estas mutações podem (ou não) ser causas de doenças progressiva, inclusive ataxias. Podem ocorrer aleatoriamente, seja por falhas no processo de replicação do DNA durante a divisão celular, por falhas no sistema de reparo de erros no processamento do DNA ou ainda por exposição à radiação e produtos químicos que possam causar mutações.

Ver https://blog.mendelics.com.br/glossario-de-genetica-parte-3/

Última atualização: 30/07/2023

O QUE É UM GENE?

Um gene é uma sequência específica de DNA (ácido desoxirribonucleico) que são grandes moléculas (polímeros) que controlam a atividade celular e a hereditariedade, ou a transmissão de características genéticas dos seres vivos de uma geração para a outra.

O DNA contém as instruções necessárias para a síntese de proteínas ou moléculas de RNA, que desempenham papéis fundamentais no funcionamento das células e organismos. Em outras palavras, os genes são as unidades básicas da hereditariedade, transmitindo informações genéticas de uma geração para a próxima.

Estruturalmente, um gene é composto por uma sequência de nucleotídeos, que são os blocos constituintes do DNA. Esses nucleotídeos são formados por quatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). A ordem dessas bases ao longo da cadeia de DNA define a informação genética.

A principal função dos genes é codificar proteínas. Cada gene contém as instruções para construir uma proteína específica, e essas proteínas desempenham várias funções estruturais e catalíticas no organismo. Para a síntese de proteínas, o gene é transcrito em uma molécula de RNA mensageiro (mRNA), que é então traduzida em aminoácidos para formar proteínas.

Uma outra função dos genes é a regulação genética. Nem todos os genes codificam proteínas; alguns controlam a expressão de outros genes, agindo como reguladores. Isso significa que eles desempenham papéis importantes no controle do desenvolvimento, da diferenciação celular e de vários processos metabólicos.

Os genes são herdados dos pais e determinam características físicas e biológicas, como cor dos olhos, altura, predisposição a doenças, e muito mais. Eles são organizados em estruturas chamadas cromossomos, que se encontram no núcleo das células.

Alterações na sequência de um gene, conhecidas como mutações, podem afetar a função da proteína resultante. Essas mutações podem ser benéficas, prejudiciais ou neutras. Algumas mutações são a base de doenças genéticas, como a fibrose cística ou as ataxias hereditárias. As mutações em genes específicos podem causar várias doenças, tanto hereditárias quanto adquiridas. Por exemplo, nas ataxias espinocerebelares (SCA), uma mutação em determinados genes causa a degeneração das células nervosas no cerebelo, levando à perda de coordenação motora e equilíbrio.

O conjunto completo de genes de um organismo é chamado de genoma. O Projeto Genoma Humano, completado no início dos anos 2000, mapeou todos os genes humanos, fornecendo uma compreensão abrangente de como esses genes afetam nossa biologia e saúde.

Em resumo, os genes são responsáveis por armazenar as informações genéticas que regulam a produção de proteínas e, portanto, controlam muitas das características e funções dos organismos vivos. A função correta dos genes é essencial para a saúde, e mutações nos genes podem levar a diversas doenças.

Ver artigo "Instantâneo: O que é um gene?"

Conteúdo gerado com apoio de IA Generativa.

Última atualização: 16/10/2024

O QUE É EPIGENÉTICA?

A epigenética é o campo de estudo que investiga mudanças na expressividade dos genes através de "marcas" químicas que regulam como e quando os genes são ativados ou desativados. Essas alterações são chamadas de modificações epigenéticas e incluem processos como:

• Metilação do DNA: Adição de grupos metila (CH₃) a regiões específicas do DNA, o que pode silenciar genes.

• Modificações nas histonas: As histonas são proteínas ao redor das quais o DNA se enrola, e modificações químicas nessas proteínas podem alterar a forma como o DNA é compactado, afetando a acessibilidade dos genes para a transcrição.

• RNA não codificante: Pequenas moléculas de RNA que podem interferir na expressão gênica, seja ativando ou inibindo genes.

Essas modificações epigenéticas são influenciadas por fatores externos, como alimentação, exposição a poluentes, estresse, hábitos de vida e até interações sociais. Isso significa que, embora o DNA (genoma) de uma pessoa seja fixo, o epigenoma (o conjunto dessas marcas epigenéticas) pode mudar ao longo da vida.

A epigenética tem um papel importante na proteção contra doenças genéticas (inclusive ataxias hereditárias), e isso ocorre de várias maneiras:

• Regulação da Expressão Gênica: Certos genes que podem causar doenças estão presentes no DNA de uma pessoa, mas podem ser "desligados" por mecanismos epigenéticos. Por exemplo, se uma pessoa herda uma mutação genética associada a uma doença, o gene mutado pode não ser expresso se estiver sob controle epigenético, reduzindo ou eliminando os efeitos da doença.

• Imprinting Genômico: Em alguns casos, o corpo usa marcas epigenéticas para ativar apenas um alelo de um gene (o de um dos pais) e silenciar o outro. Isso é importante em doenças causadas por desequilíbrios na expressão de genes específicos. Se uma mutação estiver presente no alelo de um gene, mas o alelo funcional for expresso devido à marcação epigenética, a pessoa pode ser protegida contra os sintomas da doença.

• Epigenética e Câncer: Muitos cânceres estão associados a alterações epigenéticas que ativam oncogenes (genes que promovem o crescimento descontrolado de células) ou inativam genes supressores de tumor (genes que previnem o câncer). Compreender como essas mudanças ocorrem permite o desenvolvimento de terapias epigenéticas, que visam restaurar a expressão gênica normal através da reversão das marcas epigenéticas defeituosas.

• Plasticidade Epigenética e Estilos de Vida Saudáveis: Fatores ambientais, como uma dieta equilibrada, atividade física e a ausência de estresse crônico, podem influenciar as marcas epigenéticas e contribuir para a prevenção de doenças. Por exemplo, nutrientes como folato, vitamina B12 e metionina podem influenciar a metilação do DNA, ajudando a manter o controle sobre a expressão de genes associados a doenças crônicas como diabetes, doenças cardiovasculares e até mesmo certos tipos de câncer.

Assim, há modificadores genéticos que as pessoas podem ter naturalmente que podem aumentar ou reduzir o risco de que desenvolvam certas doenças hereditárias, causados por mutações (também genéticas). Ou seja, modificações epigenética podem tanto agravar sintomas, quanto reduzir a severidade de sintomas.

Embora a maioria das marcas epigenéticas sejam reconfiguradas após a concepção, há indícios de que algumas modificações epigenéticas podem ser transmitidas entre gerações. Isso significa que as experiências e exposições de uma pessoa podem afetar seus descendentes. Além disso, fatores ambientais e estilos de vida (qualidade de vida, alimentação, fisioterapia, exercícios, sono, amparo familiar etc.) podem influenciar o epigenoma, impactando a manifestação e a gravidade das ataxias.

Por exemplo, é sabido que mesmo pessoas com o mesmo tipo de ataxia, na mesma família, ou a mesma idade, e o mesmo número de repetições CAG (no caso da SCA3) podem variar bastante na severidade de sintomas, pois (é plausível supor) que algumas têm uma "proteção genética natural" maior que outras, o que pode influenciar para melhor ou pior o curso da doença.

Em artigo recente pesquisadores chineses descobriram que uma mutação no gene PIAS1 (a variante PIAS1 S510G) que algumas pessoas podem ter naturalmente oferece proteção contra a progressão da ataxia SCA3, pois combate os efeitos neurotóxicos da agregação da proteína ATXN3 mal formada. Ou seja, se esta pesquisa estiver correta, o PIAS1 S510G age como um modificador genético que oferece proteção para os pacientes com SCA3.

Ver https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1357272524001547

Última atualização: 16/10/2024

O QUE SIGNIFICA TRANSMISSÃO AUTOSSÔMICA DOMINANTE?

As doenças genéticas hereditárias são aquelas causadas por alterações do DNA que são herdadas de pelo menos um dos pais.

Os seres humanos têm 46 cromossomos (*), sendo que metade (23 cromossomos) são herdados da mãe, e a outra metade é herdada do pai. Desses 46 cromossomos, 44 são chamados autossômicos e são encontrados sempre em pares (uma cópia da mãe e uma do pai). Já os outros dois cromossomos são os sexuais, X e Y, sendo que mulheres possuem dois cromossomos X, e os homens um X e um Y.

Pensando nisso, podemos classificar as doenças genéticas hereditárias de acordo com o padrão de herança, ou seja, a forma como elas precisam ser herdadas para se manifestarem.

Padrão de herança autossômico dominante

Nas doenças de padrão de herança autossômico dominante uma única cópia da alteração, herdada do pai ou da mãe, pode ser suficiente para a manifestação dos sintomas. Esse padrão de herança é menos comum e compreende cerca de 32% das doenças genéticas raras.

É importante notar que existem doenças com esse padrão em que, mesmo herdando uma cópia da alteração, alguns indivíduos não manifestam os sintomas. Isso pode acontecer por diversos motivos, como efeitos ambientais relacionados ao estilo de vida ou mecanismos biológicos que compensam ou anulam o efeito da mutação no organismo. Quando isso acontece, dizemos que a alteração causadora da doença tem penetrância incompleta, ou seja, não afeta todas as pessoas que possuem a mutação.

Representamos abaixo a probabilidade de herança da alteração genética, que pode não corresponder à probabilidade de desenvolver os sintomas.

  • Se somente o pai ou a mãe possui uma cópia da alteração (gene com mutação) que causa a doença, existe 50% de chance do filho receber a alteração.

  • Se ambos os pais possuírem uma cópia alterada cada um, existe 75% de chances da criança herdar pelo menos uma das cópias alteradas que podem causar a doença, e 25% de chance de não herdar nenhuma alteração.

Fonte: Toda doença genética é herdada?

Letícia Marcorin Letícia Marcorin

(*) Nota MG - Cromossomos são estruturas dentro das células que contêm os genes de uma pessoa. Ou seja, um cromossoma é um agrupamento de genes, ou um gene é uma sequência específica de DNA dentro de um cromossomo. Genes são segmentos de uma molécula de DNA (ou RNA) contendo uma sequência específica de bases nitrogenadas (Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Timina (T) para o DNA, e Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Uracila (U) para o RNA). Os genes contêm instruções para codificar (produzir, criar) proteínas essenciais para a vida.

Última atualização: 18/05/2023

É POSSÍVEL HERDAR DUAS ATAXIAS HEREDITÁRIAS DIFERENTES?

A Dra. Susan Perlman informou em um webinar que há algumas famílias onde há mais de um tipo de mutação genética circulando, ou seja, as pessoas da família podem ser afetadas por mais de um tipo de ataxia, se herdar um alelo de um gene com mutação que cause um tipo de ataxia com transmissão autossômica dominante do pai, e herdar outro alelo de um outro gene diferente com mutação que cause outro tipo de ataxia com transmissão autossômica dominante da mãe por exemplo. Porém, isso é bastante raro.

No caso geral, se há apenas um tipo de gene com mutação sendo transmitido na família, então não é possível que os filhos herdem uma ataxia diferente da que foi transmitida. Trata-se de uma doença hereditária, portanto os pais só podem passar a mutação genética que eles tiverem, e não alguma outra diferente. Assim, por exemplo, se um dois pais têm a ataxia espinocerebelar tipo 2 (SCA2) por exemplo, esta é a ataxia que poderá ser transmitida para os filhos.

Última atualização: 27/09/2023

O QUE SÃO EXPANSÕES SOMÁTICAS?

Expansões somáticas referem-se a um fenômeno genético no qual repetições de trinucleotídeos (sequências repetitivas de três bases de DNA) se tornam progressivamente mais longas nas células somáticas (não reprodutivas) ao longo da vida de uma pessoa. Esse fenômeno é particularmente relevante em certas doenças neurodegenerativas causadas por repetições de trinucleotídeos, como a doença de Huntington e várias ataxias espinocerebelares (SCA).

Como funcionam as expansões somáticas

• Repetições de trinucleotídeos: Em algumas doenças, uma sequência repetida de três nucleotídeos (como CAG) dentro de um gene específico é expandida além do normal. Por exemplo, na doença de Huntington, o gene HTT contém repetições anormais de CAG.

• Progressão da expansão somática: Embora a pessoa já tenha nascido com uma expansão do trinucleotídeo, essa repetição pode se expandir ainda mais nas células somáticas ao longo da vida. Essas expansões não acontecem nas células germinativas (que produzem espermatozoides ou óvulos), mas sim nas células que compõem tecidos e órgãos, como os neurônios.

• Contribuição para a gravidade da doença: Nas doenças associadas a repetições de trinucleotídeos, as expansões somáticas podem contribuir para a progressão da doença. Por exemplo, as células cerebrais podem apresentar mais repetições de trinucleotídeos do que outras partes do corpo devido às expansões somáticas, exacerbando a degeneração neurológica.

• Nas ataxias espinocerebelares (SCA), as expansões somáticas podem ocorrer em genes que contêm repetições de trinucleotídeos, como o gene ATXN1 (SCA1) ou ATXN3 (SCA3). As expansões somáticas nessas regiões podem aumentar o número de repetições de trinucleotídeos no decorrer da vida de uma pessoa, potencialmente agravando os sintomas da ataxia, como problemas de coordenação motora, equilíbrio e fala.

As expansões somáticas são importantes porque:

• Podem influenciar a gravidade e o início dos sintomas da doença. Pessoas com maior instabilidade e expansão somática podem apresentar os sintomas de forma mais precoce ou severa.

• Estão sendo estudadas como possíveis alvos terapêuticos. Se for possível estabilizar ou reduzir as expansões somáticas, pode-se retardar a progressão de doenças como as ataxias e a doença de Huntington.

Em resumo, as expansões somáticas são um processo em que repetições de trinucleotídeos aumentam ao longo do tempo em células somáticas, contribuindo para a gravidade de doenças neurodegenerativas como as ataxias espinocerebelares.

Ver artigo "Snapshot: O que são expansões somáticas?"

Conteúdo gerado com apoio de IA Generativa.

Última atualização: 07/05/2023

O QUE SIGNIFICA PADRÃO DE HERANÇA LIGADA AO X?

As doenças genéticas hereditárias são aquelas causadas por alterações do DNA que são herdadas de pelo menos um dos pais.

Os seres humanos têm 46 cromossomos (*), sendo que metade (23 cromossomos) são herdados da mãe, e a outra metade é herdada do pai. Desses 46 cromossomos, 44 são chamados autossômicos e são encontrados sempre em pares (uma cópia da mãe e uma do pai). Já os outros dois cromossomos são os sexuais, X e Y, sendo que mulheres possuem dois cromossomos X, e os homens um X e um Y.

Pensando nisso, podemos classificar as doenças genéticas hereditárias de acordo com o padrão de herança, ou seja, a forma como elas precisam ser herdadas para se manifestarem.

Padrão de herança ligado ao X

As doenças de padrão de herança ligado ao X são causadas por alterações genéticas no cromossomo X e portanto, podem ter efeitos diferentes em homens e mulheres. Doenças ligadas à cromossomos sexuais (X e Y) são ainda menos comuns e compreendem somente cerca de 10% das doenças genéticas raras. O padrão de herança ligado ao X pode ser recessivo ou dominante.

A) Padrão de herança recessiva ligada ao X

Como homens só possuem um cromossomo X, uma cópia do gene alterado é suficiente para causar a doença. Já no caso das mulheres, como possuem dois cromossomos X, é necessário herdar a alteração genética de ambos os pais para desenvolver a doença, e se portar uma única cópia, será somente portadora da alteração.

Para doenças com padrão de herança recessiva, as chances de ter filhos portadores ou afetados varia dependendo de quem possui a mutação, o pai ou a mãe.

  • Se somente o pai possuir a alteração que causa a doença, existe 50% de chance de ter uma filha portadora e nenhuma chance de ter um filho com a doença.

  • Se somente a mãe for portadora da mutação, existe 50% de chance de filhas mulheres serem portadoras e 50% dos filhos homens desenvolverem a doença.

  • Se ambos os pais forem portadores, existe 50% de chances dos filhos homens serem afetados pela doença, 50% de chances das filhas mulheres serem afetadas e 50% das filhas mulheres serem portadoras.

B) Padrão de herança dominante ligada ao X

Diferentemente do padrão de herança recessivo, nas doenças com transmissão dominante ligada ao X apenas uma cópia alterada do gene pode ser suficiente para afetar tanto homens quanto mulheres. É importante lembrar que esse padrão de herança também pode ter penetrância incompleta, principalmente em mulheres, podendo não manifestar os sintomas em todas as pessoas com a mutação.

Nesse caso, as chances de ter filhos afetados também varia dependendo de quem possui a mutação, o pai ou a mãe.

  • Se somente o pai possuir a alteração que causa a doença, somente filhas herdarão.

  • Se somente a mãe possuir uma cópia do gene com a mutação, existe 50% de chance dos filhos herdarem, independente do sexo.

  • Se somente a mãe for afetada pela doença, possuindo duas cópias do gene com a mutação, todos os filhos herdarão a mutação, independente do sexo.

Fonte: Toda doença genética é herdada?

Letícia Marcorin Letícia Marcorin

(*) Nota MG - Cromossomos são estruturas dentro das células que contêm os genes de uma pessoa. Ou seja, um cromossoma é um agrupamento de genes, ou um gene é uma sequência específica de DNA dentro de um cromossomo. Genes são segmentos de uma molécula de DNA (ou RNA) contendo uma sequência específica de bases nitrogenadas (Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Timina (T) para o DNA, e Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Uracila (U) para o RNA). Os genes contêm instruções para codificar (produzir, criar) proteínas essenciais para a vida.

Última atualização: 18/05/2023

COMO OCORRE A SÍNTESE DE PROTEÍNAS A PARTIR DOS GENES?

Para melhor compreender como as proteínas necessárias para a vida são sintetizadas no interior de nossas células, é importante discutir os processos de Transcrição do DNA em RNA mensageiro (mRNA), Splicing (remoção de partes não codificantes do mRNA) e de Translação (síntese de proteínas a partir da parte codificante do mRNA).

1 - Transcrição

No núcleo das células, o DNA que forma cada gene é transcrito em RNA mensageiro (ácido ribonucleico), que também é um polímero composto por nucleotídeos. Porém, os nucleotídeos do RNA mensageiro são ligeiramente diferentes. A pentose (o açúcar) é a ribose, e as bases nitrogenadas são Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Uracila (U). Além disso, o RNA é composto por uma única fita.

Fonte: [2]

No processo de transcrição (Transcription), uma fita dupla do DNA de um determinado gene é usada como "molde" para a produção de uma molécula de RNA mensageiro. A transcrição ocorre no núcleo das células, e é necessária para que os genes consigam se expressar. Na transcrição os pares de nucleotídeos A-T do DNA dão origem a um único nucleotídeo U (Uracila) no RNA mensageiro, os pares G-C dão origem ao nucleotídeo C (Citosina), os pares C-G dão origem ao nucleotídeo G (Guanina) e os pares T-A dão origem ao nucleotídeo A (Adenina), e assim a estrutura de nucleotídeos duplos do DNA é convertida ou transcrita em uma fita única de nucleotídeos no RNA mensageiro.

2 - Splicing (remoção das partes não codificantes do mRNA)

Após a transcrição do DNA em RNA Mensageiro e antes da translação do RNA Mensageiro em proteínas há um processo intermediário chamado Splicing, onde as partes não codificantes do RNA Mensageiro (introns) são removidas, preservando apenas os exons, gerando um RNA Mensageiro maduro e apto para a codificação da proteína.

Este processo é ilustrado na figura seguinte.

Fonte: [1]

3 - Translação (codificação de proteínas)

Após o Splicing, com o RNA mensageiro (mRNA) já maduro, contendo apenas exons ou segmentos codificantes, é iniciada a translação ou síntese de proteínas. No genoma humano, aproximadamente 20.000 genes codificam diferentes proteínas, que são essenciais para a vida (há também genes que não codificam proteínas).

Como podemos ver na ilustração seguinte, o RNA mensageiro resultante dos processos de transcrição e splicing contém as informações para executar uma translação (Translation), que é o processo de codificar uma cadeia linear de aminoácidos, que por sua vez se "moldam" nas proteínas necessárias para a vida.

Fonte: [2]

Fontes:

[1] Principles of Neural Science, Sixth Edition. McGraw Hill. Eric R. Kandel, John D. Koester, Sarah H. Mack, Steven A. Siegelbaum

[2] Snapshot: What is a Gene?

https://www.ataxia.org/scasourceposts/snapshot-what-is-a-gene/

Última atualização: 28/08/2023

O QUE É MICRO RNA (miRNA)?

O microRNA (miRNA) é uma pequena molécula de RNA não codificante, que desempenha um papel crucial na regulação da expressão gênica. Embora os miRNAs não codifiquem proteínas, eles regulam a expressão de genes ao se ligarem a moléculas de mRNA (RNA mensageiro), bloqueando sua tradução em proteínas ou promovendo sua degradação. Esse processo de regulação influencia diversas funções celulares, como desenvolvimento, crescimento, resposta ao estresse e apoptose (morte celular programada). Os miRNAs são conservados evolutivamente, o que sugere sua importância em mecanismos biológicos essenciais.

Os microRNAs (miRNAs) desempenham um papel importante em diversas doenças neurodegenerativas, incluindo a ataxia, uma condição caracterizada por problemas de coordenação motora devido à degeneração do cerebelo ou outras partes do sistema nervoso. A importância dos miRNAs para pacientes com ataxia está relacionada ao seu impacto na regulação de genes envolvidos em processos celulares críticos, como o desenvolvimento e a função dos neurônios, a plasticidade sináptica e a resposta ao estresse celular.

Especificamente, os miRNAs podem:

1. Modular a expressão de genes associados à degeneração neuronal: MiRNAs podem influenciar genes que estão relacionados à sobrevivência de neurônios e à manutenção da função do sistema nervoso. Alterações na regulação desses genes podem contribuir para a morte celular e a progressão de doenças neurodegenerativas como a ataxia.

2. Agir como biomarcadores: MiRNAs circulantes podem servir como biomarcadores diagnósticos ou prognósticos, ajudando na detecção precoce da ataxia ou no monitoramento de sua progressão, oferecendo uma ferramenta potencial para intervenções mais precisas.

3. Potencial terapêutico: Em estudos experimentais, a modulação dos níveis de miRNAs tem sido considerada uma estratégia promissora para corrigir as disfunções moleculares associadas à ataxia. O ajuste dos níveis de miRNAs que estão desregulados poderia, em teoria, restaurar o equilíbrio da expressão gênica e melhorar os sintomas.

Em resumo, os miRNAs são fundamentais para entender melhor a fisiopatologia da ataxia e podem ser alvos importantes tanto para o diagnóstico quanto para o desenvolvimento de terapias futuras.

Conteúdo gerado com apoio de IA Generativa.

Última atualização: 16/10/2024

O QUE SIGNIFICA TRANSMISSÃO AUTOSSÔMICA RECESSIVA?

As doenças genéticas hereditárias são aquelas causadas por alterações do DNA que são herdadas de pelo menos um dos pais.

Os seres humanos têm 46 cromossomos (*), sendo que metade (23 cromossomos) são herdados da mãe, e a outra metade é herdada do pai. Desses 46 cromossomos, 44 são chamados autossômicos e são encontrados sempre em pares (uma cópia da mãe e uma do pai). Já os outros dois cromossomos são os sexuais, X e Y, sendo que mulheres possuem dois cromossomos X, e os homens um X e um Y.

Pensando nisso, podemos classificar as doenças genéticas hereditárias de acordo com o padrão de herança, ou seja, a forma como elas precisam ser herdadas para se manifestarem.

Padrão de herança autossômico recessivo

As doenças de padrão de herança autossômico recessivo são causadas por um par de alterações genéticas, herdadas tanto do pai quanto da mãe. Esse padrão de herança é o mais comum entre as doenças genéticas raras, compreendendo cerca de 45% delas.

Para doenças com esse padrão de herança podemos ter indivíduos com as duas cópias da alteração causadora, e que serão afetados pela doença (pacientes), e indivíduos com uma única cópia, os chamados portadores (carriers), que não desenvolvem os sintomas mas podem passar a alteração para os filhos, mantendo o risco da doença na família.

  • Se somente o pai ou a mãe é portador do gene com a mutação, existe 50% de chance do filho herdar o gene com a mutação e também se tornar portador, mas não vai desenvolver a doença.

  • Se ambos os pais são portadores do gene com a mutação, existe 50% de chances da criança ser portadora (e não desenvolver a doença), 25% de chance de ser afetada pela doença (paciente), e 25% de chance de não herdar o gene com mutação nem do pai nem da mãe (neste caso não será nem portador, nem paciente).

Fonte: Toda doença genética é herdada?

Letícia Marcorin Letícia Marcorin

(*) Nota MG - Cromossomos são estruturas dentro das células que contêm os genes de uma pessoa. Ou seja, um cromossoma é um agrupamento de genes, ou um gene é uma sequência específica de DNA dentro de um cromossomo. Genes são segmentos de uma molécula de DNA (ou RNA) contendo uma sequência específica de bases nitrogenadas (Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Timina (T) para o DNA, e Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e Uracila (U) para o RNA). Os genes contêm instruções para codificar (produzir, criar) proteínas essenciais para a vida.

Última atualização: 18/05/2023

O QUE SÃO DOENÇAS DE POLIGLUTAMINAS (POLYQ)?

As chamadas doenças PolyQ têm como causa primária uma mutação genética onde há repetições excessivas de sequências de trinucleotídeos CAG no DNA de algum gene (ou seja, …CAG-CAG-CAG-CAG…). O trinucleotídeo CAG (Citosina-Adenina-Guanina) que se repete várias vezes codifica o aminoácido glutamina (Q). Por este motivo, a sequência excessiva de repetições CAG forma um grande número de glutaminas ou “poliglutamina”.

Mais precisamente, como estas repetições anormais de trinucleotídeos CAG existem no próprio DNA do gene, o RNA Mensageiro gerado por transcrição para este gene também terá estas repetições. Como vimos, na translação o RNA Mensageiro sintetiza os aminoácidos que formam proteínas. Como há uma repetição excessiva de aminoácidos glutamina no próprio RNA Mensageiro, as proteínas geradas a partir deles também terão estas mesmas repetições excessivas de trinucleotídeos CAG, ou repetições anormais de glutaminas.

Estas proteínas anormais podem causar doenças, que são as "doenças de poliglutaminas" (a glutamina é identificada pela letra Q, daí o nome "PolyQ"). As doenças PolyQ incluem a Doença de Huntington (HD), a ataxia DRPLA (Dentatorubral-Pallidoluysian Atrophy), a atrofia muscular espinal e bulbar (Spinobulbar Muscular atrophy - SBMA), e seis tipos diferentes de ataxias espinocerebelares (SCA1, SCA2, SCA3, SCA6, SCA7 e SCA17). Todas estas doenças "PolyQ" têm transmissão autossômica dominante [4].

Além das doenças PolyQ causadas por expansões CAG, há outras doenças causadas por expansões de outros trinucleotídeos . Por exemplo, na ataxia espinocerebelar SCA8, a expansão é de repetições excessivas dos nucleotídeos CTG, e na Síndrome do X-frágil, a expansão é dos nucleotídeos CCG.

Para melhor compreender como uma expansão anormal de nucleotídeos pode causar doenças, vamos ver o caso da ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) como exemplo.

Ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) e expansões CAG

A ataxia SCA3 é uma das doenças PolyQ de maior prevalência. A doença ocorre quando o alelo (cópia) de um gene herdado de um dos pais contém uma mutação com uma quantidade anormal (acima de um certo limite) de repetições de trinucleotídios CAG (Citosina, Adenina, Guanina) no DNA.

Como vimos, as sequências de trinucleotídeos CAG são as que codificam o aminoácido glutamina (Q). Assim, a cadeia de aminoácidos resultante do processo de translação terá um número excessivo de glutaminas (QQQQQQQ...). Isso fará com que a proteína criada a partir destes aminoácidos também tenha estas cadeias com muitas glutaminas (Q) e se torne mais longa que a proteína "normal" que seria codificada por um gene sem mutação.

O problema é que as proteínas mal formadas contendo estas regiões com várias glutaminas consecutivas (PolyQ, ou poliglutaminas) tendem a se acumular nos neurônios, formando agregados. Se a proteína ataxina tiver mais de 44 glutaminas, ela não será mais digerida normalmente e poderá se acumular dentro das células nervosas. Os neurônios não suportam este acúmulo anormal (tóxico) e passam a funcionar mal, ou podem mesmo morrer, o que faz surgir os sintomas da ataxia.

A figura seguinte mostra uma ilustração do processo, usando a ataxia SCA3 como exemplo.

Fonte: Adaptado de [1]

A natureza tem mecanismos de proteção para fazer uma "faxina" nas células e quebrar proteínas problemáticas ou desnecessárias que sejam encontradas. Porém, por algum motivo, estes mecanismos não funcionam bem com as proteínas contendo estes agregados de poliglutamina, que são insolúveis pelos métodos naturais. Pela dificuldade do organismo em se livrar das proteínas defeituosas utilizando seus processos naturais de defesa, estas proteínas defeituosas se tornam tóxicas e podem causar disfunções em vários processos celulares vitais como a autofagia, o transporte axonal, o reparo de DNA e a proteostase, causando degeneração e morte dos neurônios do cerebelo (e de outras células do sistema nervoso). Em função desta perda neuronal surgem os sintomas da ataxia. Em muitos casos, a perda neuronal pode ser observada no cerebelo e outras regiões em exames de imagem (ressonâncias magnéticas do encéfalo).

A figura seguinte mostra de forma resumida o processo de transcrição ou produção do RNA Mensageiro (mRNA) a partir do gene ATXN3. No lado esquerdo da figura, vemos que o mRNA é exportado para fora do núcleo, e inicia-se o processo de translação (geração da proteína). No caso do exemplo, é codificada a proteína ATXN3, que tem o mesmo nome do gene. Em função das repetições CAG excessivas, a proteína formada tente a formar agregados e fragmentos que são tóxicos para as células. Estes fragmentos e agregados tóxicos podem afetar vários processos essenciais que ocorrem no interior das células. Do lado direito, a figura mostra algumas abordagens que estão sendo pesquisadas para resolver este problema (por exemplo, terapias para impedir que as proteínas se agreguem, ou para silenciar o gene mutante e impedir que ele codifique as proteínas defeituosas, ou ainda estratégias para melhorar os processos celulares que são afetados etc.). Para mais informações, ver [1].

Fonte: [3]

Fontes:

[1] Webinar NAF Research & Treatment for SCA3/MJD - Dr. Hayley McLoughlin Fev 2023

https://youtu.be/IRPQlRgF0Sk

[4] Polyglutamine (PolyQ) diseases: genetics to treatments

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24816443/

QUAL É A DIFERENÇA ENTRE PAINEL, EXOMA E GENOMA?

Testes Genéticos para Ataxias

1. Painel de Genes (Sequenciamento Direcionado)

Um painel de genes é uma ferramenta diagnóstica focada que sequencia apenas genes conhecidos por estarem associados às formas mais prevalentes de ataxia. Esse teste é projetado para detectar mutações específicas em genes predeterminados (ex: ATXN1, ATXN2, FXN). Entre as vantagens estão custo menor, rapidez na execução e alta precisão para investigar ataxias conhecidas. Entretanto, mutações em genes não incluídos no painel não serão detectadas.

Quando já existe um diagnóstico genético confirmado em um membro da família, o médico pode solicitar um teste genético específico para aquela mutação conhecida. Por exemplo, em famílias com histórico de ataxia SCA3, pode ser realizado um exame específico para detectar expansão anômala de repetições CAG no gene ATXN3, que é a alteração responsável por esse tipo de ataxia. Nesse caso, não é necessário realizar um painel completo, pois há uma indicação clínica direcionada, e o exame genético visa apenas confirmar a presença ou ausência da mutação no indivíduo avaliado.

2. Sequenciamento Completo do Exoma (WES)

O sequenciamento completo do exoma (WES) tem como alvo todas as regiões codificantes (éxons) dos aproximadamente 20.000 genes humanos. Na prática, o WES consegue sequenciar com cobertura adequada cerca de 90% a 95% dessas regiões, incluindo algumas sequências intrônicas adjacentes aos éxons. As regiões codificantes correspondem, majoritariamente, às porções do genoma que codificam proteínas.

O WES geralmente é mais caro e mais demorado do que os painéis de genes direcionados, devido ao maior volume de dados gerados e à complexidade de interpretação clínica.

Embora o WES permita identificar mutações em qualquer gene (inclusive genes ainda não associados a ataxias), mutações localizadas profundamente em íntrons ou em regiões intergênicas geralmente não são detectadas. Por exemplo, o WES não é capaz de diagnosticar a ataxia SCA27B, causada por uma expansão patológica da repetição GAA no íntron 1 do gene FGF14, pois essa mutação está fora das regiões capturadas e analisadas no sequenciamento exômico.

3. Sequenciamento Completo do Genoma (WGS)

O sequenciamento completo do genoma (WGS) analisa integralmente o DNA humano, abrangendo éxons, íntrons, regiões promotoras, e regiões intergênicas. Esse método permite detectar variantes genéticas que não são acessíveis ao WES ou aos painéis de genes, como mutações intrônicas profundas, grandes inserções, deleções, e expansões de repetição. Por exemplo, o WGS é capaz de identificar a expansão GAA no gene FGF14 associada à SCA27B.

Apesar de sua abrangência, o WGS é a opção mais complexa em termos de recursos, exigindo bioinformática avançada e interpretação clínica especializada. É um exame de custo muito elevado em comparação com as outras modalidades de sequenciamento.

Em resumo: Os painéis de genes são indicados como primeira linha para investigação de ataxias de maior prevalência, sendo mais rápidos, econômicos e altamente eficazes para detectar mutações conhecidas. Já o sequenciamento completo do exoma (WES) e o sequenciamento completo do genoma (WGS) são exames bem mais caros, demorados e complexos, que em geral são reservados para casos atípicos, formas raras, ou situações em que o painel de genes não foi capaz de apoiar o diagnóstico.

Última atualização: 28/04/2025

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