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Guia Genética Humana Unidade 3
Guia Genética Humana Unidade 3
Guia Genética Humana Unidade 3
GUIA DE ESTUDO
UNIDADE 3
APRESENTAÇÃO
Caro estudante, seja bem vindo a mais uma unidade da disciplina de Genética
Humana. Nas unidades passadas nós aprendemos importantes conceitos, você
estudou o que é hereditariedade, viu os erros inatos do metabolismo, descobriu o
que são os genes, observou as alterações cromossômicas, etc. Tenho certeza que
perguntas realizadas anteriormente e que não foram respondidas, agora o são de
maneira fidedigna. Foram muitas as informações, mas não para por aí, há muito mais
a ser descoberto. Então continue seguindo o guia de estudo para que as informações
restantes sejam adquiridas.
Os genomas não são unidades estáticas e podem ser invadidos e colonizados por
uma grande variedade de elementos de DNA. Esses elementos não-codificadores
podem constituir porções importantes do DNA genômico de plantas e animais. No
próximo exemplo dinâmico do genoma, veremos que alguns tipos de regulação gênica
do sistema imune, exigem rearranjos de DNA exatos, programados. Esses rearranjos
só ocorrem em determinados tipos de células somáticas e não são transmitidos para
a progênie.
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processos pelos quais as respostas imunológicas nos protegem de agentes infecciosos.
Ao fazer isto, encontraremos alguns genes fascinantes que são montados a partir de
pedaços de genes durantes a diferenciação das células que os contém. Veremos
também, como este processo de montagem facilita a produção de uma variedade
de proteínas com especificidade para combater uma aparente ilimitada variedade de
agentes infecciosos.
Imunidade
Quando falamos em imunidade, o que vem em sua mente? O que é imunidade? Pra
que serve a imunidade? Talvez, você já tenha feito esses tipos de questionamentos.
Se o fez, aqui está a resposta: o termo imunidade deriva da palavra latina immunitas,
que de refere à proteção contra demandas judiciais que os senadores romanos sofriam
durante seu mandato. Historicamente, a imunidade significava proteção contra doenças
infecciosas. As células e as moléculas responsáveis pela imunidade constituem o
sistema imunológico, e a sua resposta coletiva e coordenada a substâncias estranhas
é denominada resposta imunológica.
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mediadores da inflamação, e
(4) proteínas denominadas citocinas, que regulam e coordenam muitas atividades das
células da imunidade natural. Os mecanismos da imunidade natural são específicos
para estruturas que são comuns a grupos de microrganismos e podem não distinguir
diferenças discretas entre os microrganismos.
Agora que você já entendeu a diferença entre imunidade inata e imunidade adaptativa,
abra seu livro texto e leia as páginas 103 a 111. Lá você irá encontrar importantes
conceitos a respeito da imunidade adquirida.
Através da leitura do livro texto, você pôde perceber que existem dois tipos de imunidade
adaptativa, denominados imunidade humoral e imunidade celular, as quais são
mediadas por diferentes componentes do sistema imunológico e cuja função é eliminar
diferentes tipos de microrganismos. A imunidade humoral é mediada por moléculas no
sangue e a secreção das mucosas, denominadas anticorpos, que são produzidas
pelos linfócitos B. Os anticorpos reconhecem antígenos microbianos, neutralizam
a capacidade dos microrganismos de infectar e promovem sua eliminação através
de diversos mecanismos efetores. A imunidade humoral é o principal mecanismo de
defesa contra microrganismos celulares e suas toxinas.
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A partir de agora, aprofundaremos o assunto estudando os anticorpos. Mas, antes
de prosseguirmos com o nosso próximo tópico de estudo, indico a visualização dos
seguintes vídeos: https://www.youtube.com/watch?v=EDN5qPl9GPE (aproximadamente
21 minutos) e https://www.youtube.com/watch?v=99ahXeGyuUY (aproximadamente 10
minutos).
Através do vídeo e do livro texto, você viu que os anticorpos são glicoproteínas da
classe das imunoglobulinas, sintetizados pelos linfócitos B e que podem existir em
diferentes formas conhecidas como isótopos. Surge então a pergunta: Se existem
apenas 20.000 a 30.000 genes no genoma humano, como o sistema imune gera
centenas de milhões de variedades de anticorpos proteicos? A resposta está no fato
de que o DNA que codifica o gene de imunoglobulinas não é fixo, mas sofre múltiplas
modificações programadas, inclusive deleções, translocações e mutações ao acaso.
A ideia geral é que há numerosos segmentos de DNA, os quais são responsáveis pela
síntese de uma das diversas regiões variáveis dos anticorpos (genes V), e apenas
poucas sequenciam codificadoras das porções constantes (genes C). Quando um
linfócito B amadurece, um desses genes V é selecionado e trazido para perto de um
gene C, permitindo a formação de uma molécula de DNA contínua onde os segmentos
se encontram na ordem apropriada para produzir a cadeia polipeptídica de uma
dada Ig. Não há, portanto, necessidade de tantos conjuntos V/C quantos sejam as
diferentes moléculas de anticorpos: como se nota, cada linfócito B só produzirá um
tipo de anticorpo de acordo com a região V que foi selecionada. Às peças que se
unem podem-se dar os nomes de genes, sequências gênicas ou cístrons.
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cada um dos quais com o código para uma determinada sequência de aminoácidos
da posição 97 à 110 da porção V da cadeia L. Segue-se um nosso segmento não-
codificante denominado de sequência interveniente I2 e depois o C responsável pela
porção constante da cadeia L.
Resta explicar como ocorre o controle genético das regiões constantes das cadeias
pesadas que responsáveis pela classe do anticorpo a ser produzido. Logo após a
sequência I2 ocorrem vários genes C que, na ordem, codificam regiões constantes
das cadeias pesadas das imunoglobulinas M1, M2, D, G3, G1, G2 e A. Quando um
linfócito B em desenvolvimento inicia a síntese de anticorpos, todos os seguimentos C
das cadeias pesadas estão presentes, mas nesse momento somente são produzidas
moléculas IgM pelo gene CM1 que se encontra encostado no segmento VDJ. Quando
um antígeno se liga a uma IgM existente na superfície desses linfócitos B, no linfócito
em questão se diferencia em plasmócito. Nesse processo ocorrem novos rearranjos
gênicos durante os quais os genes V-J dão um salto no genoma e se ligam a outro
gene da região C passando, então, a produzir outra classe de imunoglobulina. Assim,
quando se entra em contato com um novo antígeno, inicialmente se produz anticorpos
IgM e depois, caso o segmento se justaponha a um gene γ, se passa a produzir IgG
com a mesma especificidade.
Todos esses genes devem ter surgido de um único gene primordial por duplicações
seguidas de mutações. Inicialmente deve ter surgido um gene codificando a região
V e um gene codificando a região C da imunoglobulina primordial; posteriormente se
originaram os genes VL e VH, bem como em menor intensidade e mais recentemente,
os genes C.
Com a explicação que acabamos de dar, fica mais fácil entender a existência da
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diversidade de anticorpos. Agora que você já entendeu, seguiremos para outro
assunto, o Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC).
Você já deve ter ouvido falar que os transplantes de órgãos e enxertos de pele entre
pessoas geralmente resultam em rejeições imunes dos tecidos transplantados. Em
contraste, transplantes de órgãos entre gêmeos idênticos geralmente são aceitos.
Também a pele pode ser transplantada de um local para outro na mesma pessoa
sem rejeição imune. Estes resultados indicam que o sistema imune pode reconhecer
células “não próprias” de células próprias. Experimentos cuidadosamente controlados
mostraram que rejeições de enxertos de tecidos não próprios são controladas por um
conjunto complexo de macromoléculas de superfície celular, chamadas de antígeno
de histocompatibilidade.
É importante que você entenda que o sistema HLA é altamente polimórfico, o que
significa que existem muitos alelos de cada gene do MHC (100 ou mais alelos) na
população e cada indivíduo herda apenas um (geralmente exclusivo) conjunto desses
alelos. Com base na estrutura química, distribuição nos tecidos e função, os produtos
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do gene MHC são classificados em três categorias. Os genes do MHC de classe I e
de classe II, que codificam dois grupos de glicoproteínas estruturalmente distintas,
porém homólogas, de superfície celular e que estão envolvidas na apresentação de
antígenos. Os genes classe III codificam componentes do sistema complemento.
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Para que você entenda, a tolerância a autoantígenos, também chamada de
autotolerância, é uma propriedade fundamental do sistema imune normal, e uma falha
na autotolerância resulta em reações imunes contra antígenos próprios. Esse tipo de
reação é chamada de autoimunidade, e as doenças que ela pode causar são conhecidas
como doenças autoimunes. A elucidação dos mecanismos de autotolerância é a chave
para o entendimento da patogênese e da imunidade.
A partir do que você leu até aqui, você já consegue responder então o que é
autoimunidade? O termo autoimunidade é usado com frequência erroneamente para
qualquer doença onde reações imunológicas acompanham lesões ao tecido, mesmo
que possa ser difícil ou impossível estabelecer uma função para repostas imunológicas
contra antígenos próprios na causa desta desordem. Na verdade, a autoimunidade
resulta de uma falha dos mecanismos de autotolerância em células T ou B, o que pode
levar a um desequilíbrio entre a ativação de linfócitos e os mecanismos de controle. A
perda de autotolerância pode ocorrer se linfócitos autorreativos não forem eliminados
ou inativados durante ou depois de sua maturação e, se as células apresentadoras de
antígenos (APC) são ativadas de modo que os antígenos próprios são apresentados
ao sistema imunológico de uma maneira imunogênica.
Alguns dos mecanismos gerais que são associados às reações autoimunes são os
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seguintes:
Mais um tópico foi esclarecido, nos restam agora poucos assuntos para o término da
unidade. Dando continuidade ao que já foi visto, ainda falando de imunidade, vamos
seguir para o nosso próximo assunto, que trata da rejeição de transplantes.
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Rejeição de transplantes
Antes de iniciarmos esse novo tópico, é interessante que você consulte as páginas
119 a 123 do livro texto. A abordagem desse tema se dá devido ao seu envolvimento
com as reações imunes discutidas anteriormente.
Na unidade II, nós estudamos que os tumores constituem um grande problema mundial
e que nos últimos anos diversas pesquisas têm sido desenvolvidas sobre a biologia
do câncer. Aqui, nós vamos verificar que o potencial do tratamento de pacientes com
câncer mediante abordagens imunológicas parece promissor para os imunologistas e
biólogos do câncer. A principal razão para o interesse em uma abordagem imunológica
é que a maioria das terapias atuais contra o câncer se baseia em medicamentos que
destroem células que se dividem ou bloqueiam a divisão celular, e esses tratamentos
tem efeitos graves nas células normais em proliferação. Como consequência, o
tratamento contra cânceres causa morbidade e mortalidade significativas.
Você deve entender que várias características dos antígenos tumorais e das respostas
imunológicas aos tumores são fundamentais para a compreensão da imunidade
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tumoral e para o desenvolvimento de estratégias de imunoterapia contra o câncer.
São elas:
Por que estudar os grupos sanguíneos? O primeiro tecido a ser transferido de uma
pessoa a outra foi o sangue. Só isso, justifica estudá-lo, porém, a importância se
dá por diversos outros fatores. Um é sua importância prática para as transfusões, a
obstetrícia, a pediatria e a medicina legal. O estudo dos grupos sanguíneos contribuiu
para o desenvolvimento da genética básica: eles são excelentes modelos de algumas
formas de transmissão hereditária; a existência de alelos múltiplos foi demonstrada
inicialmente para os genes do sistema ABO; a genética de populações usa largamente
os grupos sanguíneos para estudar efeitos de uma série de processos evolutivos, tais
como a oscilação e o fluxo gênico, etc.
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O que explica a aglutinação do sangue? Para respondermos a essas perguntas,
fecharemos a nossa unidade estudando as páginas 128 a 133 do nosso livro texto.
Como forma de auxiliar a aprendizagem, indico a visualização dos seguintes vídeos:
https://www.youtube.com/watch?v=REMsxGEQ0OA (aproximadamente 15 minutos)
e https://www.youtube.com/watch?v=ZOJHT043s48 (aproximadamente 12 minutos).
Recomendo também, a leitura do seguinte artigo: http://sereduc.com/ptoal3.
Caro aluno, mais uma unidade chega ao fim, estamos próximos de concluir a disciplina.
Neste guia de estudo nós aprendemos importantes conceitos de imunogenética. Vimos
os tipos de imunidade, identificamos as causas imunológicas de rejeição a tumores,
observamos as diferentes abordagens de imunoterapia, estudamos o sistema ABO
e o sistema Rh, etc. Além de aprendermos os princípios básicos da imunogenética,
compreendemos a sua importância para o perfeito desenvolvimento da Genética
Humana.
Como você já pôde observar, cada unidade tem a sua peculiaridade e traz temas
importantíssimos para o seu crescimento profissional. Nessa perspectiva, é de
fundamental importância a leitura diária dos assuntos, assim como a visualização
dos vídeos e dos artigos indicados. Além disso, é essencial a realização das
atividades propostas para a fixação do conhecimento. Diante do exposto, lhe faço um
questionamento:
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