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10.15:

Imprinting e Herança Genômica

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Molecular Biology
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Genomic Imprinting and Inheritance

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O imprinting genómico é um fenômeno onde a regulação da expressão do gene é influenciada por qual o pai passou 00:00:07.700 00:00:10.600 O gene a sua prole. As células somáticas de muitos organismos, tais como mamíferos, são diploides. Ou seja, têm duas cópias do genoma uma herdada do pai e outra da mãe.Cópias do mesmo gene em células somáticas são conhecidas como alelos. Na maioria dos casos, ambos os alelos são expressos simultaneamente. No entanto, um pequeno número de genes é expresso dependendo da fonte da herança devido a um imprinting ou uma marca que acompanha o gene, como a metilação.Esta metilação é resistente à desmetilação que ocorre após a fertilização e é, portanto, herdada pela prole. A metilação do DNA pode regular positiva ou negativamente a expressão do gene. Em ratos, a cópia do fator 2 do crescimento da insulina gene herdado da mãe é silenciado.Enquanto a cópia do pai é expressa devido à imprinting. Uma sequência de DNA regulatório reprime O gene do fator 2 de crescimento da insulina quando uma proteína isoladora é ligada. Para o alelo herdado da mãe, existe a ausência de resultados da metilação na repressão do gene pela proteína isolante.Para o alelo do pai, a metilação nesta sequência influencia positivamente a expressão do alelo impedindo ligação da proteína, resultando na expressão do gene. O imprinting genómico pode ser prejudicial a uma prole quando o alelo tipicamente expressado é mutado. Ao contrário da maioria dos genes, o outro alelo não pode compensar para a mutação devido ao silenciamento por imprinting genómico.Por exemplo, o inibidor da cinase ciclina-dependente 1C é um gene de codificação de proteínas responsáveis pela modulação da divisão de célula. O imprinting genómico assegura a expressão somente do alelo materno. A ausência ou mutação do alelo materno contribui para uma condição conhecida como Síndrome de Beckwith-Wiedemann.Caracterizado por um corpo grande, uma língua grande, e protrusão de órgãos internos fora do corpo através do umbigo.

10.15:

Imprinting e Herança Genômica

Os organismos diplóides herdam material genético através de cromossomas de ambos os progenitores. Cópias do mesmo gene são conhecidas como alelos. Na maioria dos casos, ambos os alelos são expressos simultaneamente e permitem que vários processos celulares funcionem de forma ideal. Se um dos alelos estiver ausente ou mutado, a expressão do outro alelo pode compensar; no entanto, isso não acontece em todos os genes.

A expressão de alguns genes depende de que progenitor passou o gene para a progenia, através de um fenómeno conhecido como impressão genómica. Na impressão genómica, a codificação do DNA para o gene ou para a sua sequência de regulação é impressa com marcadores químicos, como grupos metilo, apenas na cópia herdada de um determinado progenitor. Esta marcação é resistente à desmetilação durante a fertilização e é passada para a progenia para uma expressão seletiva do gene.

Por vezes, duas cópias do gene são herdadas do mesmo progenitor, e o gene do outro progenitor está em falta.  A dissomia uniparental materna ocorre quando duas cópias do gene da mãe estão presentes; em contraste, a dissomia uniparental paterna ocorre quando duas cópias são herdadas do pai. Se houver duas cópias do alelo silenciado e se o alelo normalmente expresso estiver ausente, isso geralmente leva a um distúrbio genético.

Doenças Humanas Ligadas à Impressão Genómica

Doenças humanas ligadas à impressão genómica incluem a síndrome de Beckwith-Wiedemann, a síndrome de Angelman,  a síndrome de Prader-Willi, e alguns cancros.

As síndromes de Prader-Willi e de Angelman estão ambas associadas ao cromossoma 15. A síndrome de Prader-Willi ocorre quando há dissomia uniparental materna. As pessoas com esta síndrome podem mostrar obesidade, subdesenvolvimento sexual, e deficiências mentais. A síndrome de Angelman está associada à dissomia uniparental paterna. As pessoas com esta síndrome podem apresentar deficiências mentais, deficiências de desenvolvimento, distúrbios do sono e hiperatividade.

Suggested Reading

  1. Butler M. G. (2009). Genomic imprinting disorders in humans: a mini-review. Journal of assisted reproduction and genetics, 26(9-10), 477–486.
  2. Lobo, I. (2008) Genomic Imprinting and Patterns of Disease Inheritance. Nature Education 1(1):66