Durante o curso da evolução, o fluxo constante de nova variação de nucleotídeos tem assegurado um alto grau de diversidade genética e individualidade, e este tema se estende através de todos os campos da genética médica e humana. A variabilidade genética pode manifestar-se como diferenças na organização do genoma, alterações de nucleotídeos na sequência do genoma, variações no número de cópias de grandes segmentos de DNA genômico, alterações na estrutura ou na quantidade de proteínas encontradas em tecidos, ou qualquer um destes no contexto de doenças clínicas.

A sequência de DNA nuclear é aproximadamente 99,5% idêntica entre dois seres humanos não aparentados. Essa pequena diferença é responsável pela variabilidade geneticamente determinada, que abrange um dos conceitos importantes sobre doenças com um componente claramente hereditário, que se estende desde variantes deletérias raras que causam doença, até a variação mais comum na população.

Referência: Genética Médica. Thompson & Thompson. Nussbaum, McInnnes e Willard. (2016), 8a Edição. Editora Elsevier.

Mapeamento genômico de SNV distribuídas ao acaso em uma região do cromossomo 22. Análise comparativa de 12 indivíduos de 4 populações com relação à SNP. Cada barra representa situações onde um indivíduo tem pelo menos 1 alelo diferente do alelo do genoma referência. À direita é mostrado um genótipo com mais detalhes em que T é a base no genoma referência.

Referência: In Samuelson T, 2019, The Human Genome in Health and Disease - Chapter 5

Polimorfismo humano que inclui a variação no número de cópias, relacionadas às indels e aos microssatélites, mas consistem em variações no número de cópias de segmentos grandes do genoma, que variam em tamanho de 1.000 pb a centenas de pares de quilobases. As maiores, são encontradas, às vezes, em regiões do genoma caracterizadas por blocos repetidos de sequências homólogas chamadas de duplicações segmentares. A sua importância está relacionada a mediar a duplicação e a deleção dos segmentos correspondentes, no contexto de várias síndromes cromossômicas.

Já as menores podem apresentar apenas dois alelos (a presença ou ausência de um segmento), de modo semelhante às indels nesse contexto. As CNVs maiores tendem a apresentar alelos múltiplos, devido à presença de números diferentes de cópias em tandem de um segmento de DNA. Em termos de diversidade genômica entre os indivíduos, a quantidade de DNA envolvida em CNVs excede amplamente, pois em seus loci, o conteúdo de quaisquer dos dois genomas humanos pode diferir em até 50 a 100 Mb por causa de diferenças no número de cópias.

Notavelmente, o segmento variável em muitos loci com CNV pode incluir uma a várias dúzias de genes, e assim as CNVs são frequentemente associadas a características que envolvem alteração da dosagem gênica.

Genética Médica. Thompson & Thompson. Nussbaum, McInnnes e Willard. (2016), 8a Edição. Editora Elsevier.

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A tetraploidia é uma condição genética na qual as células de um organismo possuem quatro conjuntos completos de cromossomos, em vez dos dois conjuntos habituais (diploide). Isso resulta em um total de 92 cromossomos em humanos, por exemplo, em vez dos 46 cromossomos normais. A tetraploidia pode ocorrer devido a erros durante a divisão celular, levando a uma duplicação dos cromossomos.

Referência: 

Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Section 8.3, Errors in Chromosome Segregation During Meiosis Can Alter Chromosome Number.

Imagem: Eakin GS, Behringer RR. Tetraploid development in the mouse. Dev Dyn. 2003 Dec;228(4):751-66. doi: 10.1002/dvdy.10363. PMID: 14648853.

A timina é uma das quatro bases nitrogenadas encontradas no DNA, juntamente com adenina, citosina e guanina. Ela é uma pirimidina que se emparelha especificamente com a adenina por meio de duas ligações de hidrogênio, formando assim a base A-T (adenina-timina) em uma molécula de DNA. A timina desempenha um papel fundamental na estruturação do DNA e na transmissão da informação genética.

Referência:

Berg JM, Tymoczko JL, Gatto GJ Jr, et al. Biochemistry. 8th edition. New York: W H Freeman; 2015. Section 25.1, The Structure and Function of DNA.

As topoisomerases são universais e estão presentes em eucariotos, arqueobactérias e eubactérias.As células humanas codificam 6 topoisomerases, enquanto as bactérias geralmente contêm apenas 4 topoisomerases e não possuem as enzimas do tipo IB. A onipresença das topoisomerases decorre da estrutura e do comprimento de dupla hélice (duplex) do DNA, que promovem o emaranhamento do DNA no núcleo compactado das células eucarióticas ou no nucleóide das bactérias. A abertura do DNA duplex e a separação de suas duas fitas durante a transcrição e replicação geram superenrolamento (tensão torcional) em ambos os lados do segmento aberto de DNA.

Referência:

Pommier Y. Drugging topoisomerases: lessons and challenges. ACS Chem Biol. 2013 Jan 18;8(1):82-95. doi: 10.1021/cb300648v. Epub 2013 Jan 4. PMID: 23259582; PMCID: PMC3549721.

A tradução genética é o processo pelo qual a informação contida no RNA mensageiro (mRNA) é utilizada para sintetizar proteínas específicas. Esse processo ocorre nos ribossomos, onde os aminoácidos são ligados em uma sequência específica de acordo com o código genético presente no mRNA. A tradução genética é essencial para a expressão gênica e a produção de proteínas funcionais no organismo.

Referências: 

Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 7.6, Translation: Synthesis of Protein on the Ribosome.

Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Section 6.3, The Mechanism of Protein Synthesis.

Referência: livro Thompson & Thompson Genetics in Medicine (8ºed).

Referência: livro Thompson & Thompson Genetics in Medicine (8ºed).

Referência: livro Thompson & Thompson Genetics in Medicine (8ºed).