Genética de Duplicações 15q
Genética Básica
Não há como contornar isso: para entender a síndrome da duplicação do cromossomo 15q11.2-13.1, você precisará ter um conhecimento básico de hereditariedade, cromossomos e genes. Compreender essas informações também o ajudará a traduzir o cromossomo ou relatório de DNA que foi usado para diagnosticar a duplicação. Existem tipicamente 23 pares de cromossomos em humanos, para um total de 46. Os humanos nascem com 2 cópias de cada cromossomo - 1 da mãe (materno) e 1 do pai (paterno). Os cromossomos (ilustrados) foram tratados com um processo de coloração química que causa o aparecimento de faixas claras e escuras. Os geneticistas usam essas bandas como coordenadas, como endereços, para uma posição particular em um braço cromossômico.
Hereditariedade
A informação genética que nos torna semelhantes a outras pessoas e indivíduos únicos é carregada em nosso DNA. Cada um de nós herdou metade de nosso DNA de cada um de nossos pais e, por sua vez, passou metade de nosso DNA para nossos filhos.
O que é um cromossomo?
Um cromossomo é feito de uma longa fita de DNA e contém muitos genes (centenas a milhares). Os genes em cada cromossomo são organizados em uma sequência particular e cada gene tem uma localização particular no cromossomo (chamada de seu locus). Normalmente existem 23 pares de cromossomos, para um total de 46. Uma cópia de um cromossomo em cada par é herdada da mãe e outra é herdada do pai. O cromossomo 15 é um dos 22 pares chamados autossomos, que carregam a maior parte dessas informações sobre como nossos corpos se formam e funcionam. O último par de cromossomos determina se somos homens ou mulheres. Eles são chamados de cromossomos sexuais; as mulheres têm dois cromossomos X e os homens têm um cromossomo X e um cromossomo Y
O que é um gene?
Os genes são um segmento de DNA que contém as instruções que dizem à célula como produzir uma proteína específica. Existem cerca de 21,000 genes diferentes em humanos e eles estão interligados nos cromossomos, às vezes próximos e às vezes muito distantes. Existem duas cópias da maioria dos genes – uma localizada no cromossomo que veio de cada pai. Cada célula carrega um complemento completo de todos os genes, mas ativa apenas aqueles específicos necessários para desempenhar suas funções em células diferentes em momentos diferentes.
O que é uma célula?
O corpo humano possui 200 tipos diferentes de células. Os diferentes tipos de células em seu corpo têm funções diferentes e especializadas a fazer. Cada célula do corpo humano contém 23 pares de cromossomos.
Como é o cromossomo 15?
A anatomia de um cromossomo inclui o Centrômero (um ponto estreito no cromossomo que está envolvido durante o processo de divisão celular), que divide o cromossomo no braço pequeno (ou "p", para pequeno) e no braço longo (ou "q" ... para a letra após "p" ) braço. Existem vários tipos de duplicações do cromossomo 15q que podem ocorrer, envolvendo regiões diferentes, às vezes sobrepostas, do braço q. De particular interesse para nós é o trecho marcado pelas coordenadas 15q11.2-13.2, também conhecido como a região crítica da síndrome de Prader-Willi / síndrome de Angelman (PWS / AS), devido aos fenótipos graves que resultam de deleções de certos genes-chave que residem lá. Podemos distinguir as duplicações do núcleo, aquelas que abrangem a maior parte ou toda a região crítica PWS / AS, de - na falta de um termo melhor - as duplicações de borda em q11.2 ou q 13.3, em que apenas os genes que estão flanqueando o A região crítica do PWS / AS em cada lado é duplicada.
Este desenho esquemático mostra as características básicas do cromossomo 15. O braço p no topo é curto e contém pouca informação genética. A região que está envolvida nas duplicações está no braço q com as coordenadas indicadas por números. À direita, a faixa PWS / AS abrangida pelas duplicações do núcleo é marcada na figura como “Núcleo”, enquanto a região 11.2 é marcada “E” e a região 13.3 é marcada “e”.
Genes de interesse na síndrome de duplicação do cromossomo 15q
Os cromossomos carregam genes que controlam o desenvolvimento físico e o comportamento de cada indivíduo. Para entender os problemas de desenvolvimento causados pela síndrome da duplicação do cromossomo 15q, é útil conhecer alguns dos genes de interesse nesse cromossomo. Embora vários genes de interesse (por exemplo, ATP10A, CYFIP1, MAGEL2, NECDIN, SNRPN, UBE3A, snoRNAs, e um grupo de genes que codificam GABAA subunidades do receptor) estão dentro da duplicação recorrente de 4.5 a 12 Mb, nenhum gene que – quando duplicado – causa Dup15q foi identificado.
Genes contidos em 15q11.2 - 13.1
O que sabemos sobre os genes envolvidos nas duplicações de 15q11.2-q13.1?
A região duplicada mais comumente é rica em genes, incluindo genes que são expressos de cromossomos paternos e maternos, bem como genes que são expressos de forma diferente com base no pai de origem do cromossomo.
Como as duplicações 15q derivadas da mãe são mais frequentemente associadas a problemas de desenvolvimento, incluindo autismo, deficiências cognitivas e convulsões, há muito interesse científico nos dois genes UBE3A e ATP10A expressos maternamente (também conhecidos como ATP10C). É provável que outros genes dentro da duplicação e além estejam contribuindo para os sintomas da síndrome de duplicação do cromossomo 15q11.2-13.1.
O gene UBE3A está presente em 4 cópias na maioria dos indivíduos com idic (15) e 3 cópias na maioria dos indivíduos com duplicações intersticiais. Estudos têm mostrado que as cópias extras do gene são ativas em indivíduos com cromossomos idicos (15). O gene UBE3A fornece instruções para a produção de uma enzima chamada ubiquitina proteína ligase E3A. Esta enzima está envolvida no direcionamento de outras proteínas para serem quebradas (degradadas) dentro das células. A degradação de proteínas é um processo normal que remove proteínas danificadas ou desnecessárias e ajuda a manter as funções normais das células. Ambas as cópias do gene UBE3A são ativas na maioria dos tecidos do corpo. No cérebro, entretanto, apenas a cópia herdada da mãe de uma pessoa (a cópia materna) está normalmente ativa.
O gene ATP10A (também conhecido como ATP10C) está sendo estudado atualmente para determinar se ele desempenha um papel no desenvolvimento dos distúrbios do espectro do autismo associados aos rearranjos maternos do cromossomo 15. A função exata desse gene não é conhecida, mas é acredita-se que produz uma proteína que ajuda a transmitir moléculas chamadas íons (como o cálcio) entre as células do corpo. Além de sua localização no cromossomo 15 e status de impressão, a função assumida envolveria na manutenção da integridade da membrana celular e, portanto, pode ser crítica para a sinalização celular no sistema nervoso central.
Existem também 3 genes do receptor GABAA na região que é comumente duplicada. Esses três genes da subunidade do receptor GABA são chamados GABRB3, GABRA5 e GABRG3. GABA (ácido g-aminobutírico) é um neurotransmissor (uma substância química que transporta mensagens entre as células nervosas). Quando o GABA se comunica com as células nervosas, faz com que elas não respondam a outros sinais estimuladores no cérebro. Assim, o GABA é amplamente considerado um neurotransmissor inibitório, embora sua atividade realmente evolua com a idade. Após a infância, o efeito geral dos receptores GABA e GABAA é estabilizar a atividade das células nervosas.
Foi proposto que a função GABA prejudicada, especialmente a função do receptor GABAA, pode desempenhar um papel importante no autismo e na síndrome de Angelman. É hipotetizado que o papel dos genes da subunidade do receptor GABA no autismo provavelmente ocorre por meio de complexas interações gene-gene. O GABA também desempenha um papel importante nas convulsões. Como o GABA inibe o disparo dos neurônios, e as convulsões são causadas pelo disparo inadequado ou desregulado das células nervosas, o aumento da atividade do GABA por meio de seus receptores pode fazer com que o sistema se estabilize e diminuir as convulsões.
Perguntas frequentes sobre genética e Dup15q
A genética pode ser difícil de entender. Compilamos uma lista de perguntas genéticas frequentes que surgem com a síndrome Dup15q.
Qual é a diferença entre genes, cromossomos e DNA?
Quais são os tipos de duplicações na síndrome Dup15q?
Quais genes são duplicados na síndrome Dup15q?
Existe tecnologia para doenças com vários números de cópias, como Dup15q?
