Imprinting Genômico

Acadêmico: Diego Alex Oss

Fundação Faculdade Federal de Ciências Médicas de Porto AlegreDisciplina de Genética Humana

Uma marca relacionada à origem genitora

O imprinting genômico é um processo biológico normal, onde um gene ou grupo de genes é marcado bioquimicamente com informações sobre sua origem parental.

Assim, haverá uma marcação específica se o gene teve origem paterna ou materna e, deste modo, se deve ser expresso ou não a fim de manter um funcionamento celular normal.

Como é feito

Marca Covalente: a Metilação do DNA. Metilação do DNA: Ocorre normalmente na

região promotora do gene. Grupos Metila são adicionados nas ilhas CpG, e isso impede a ligação dos fatores de transcrição, assim cessando a expressão daquele gene.

Metilação do DNA

Quanto tempo dura Como o processo não altera as seqüências de bases do

DNA, é considerado um evento epigenético. O processo está relacionado à especializada maquinaria enzimática nuclear, a qual mantém essas marcas mesmo durante os ciclos de divisão celular. Assim, as células filhas carregarão o mesmo imprinting de suas células mães, como se fosse uma espécie de herança epigenética.

Quando é feito

Durante o desenvolvimento dos gametas ocorre a desmetilação do genoma e, após a maturação destas células, ocorre a metilação "de novo“. O processo enzimático responsável não está totalmente esclarecido, mas sabe-se da existência de um Centro de Imprinting (IC).

Quando é feito

Subsequentemente, durante a embriogênese, os alelos dos genes imprintados são mantidos em um dos estados epigenéticos: imprintado ou não imprintado.

Consequência Funcional: Paraque serve

Essa marcação resulta na ativação ou na inativação da expressão de um certo gene/ conjunto de genes. Há assim uma quebra da regra usual, que diz que ambos os alelos serão expressos: no imprinting, apenas um dos dois alelos será expresso, enquanto o outro será silenciado, causando uma espécie de “haploidismo uniparental” com relação a tal gene.

Consequência Funcional: Para que serve

Funcionalmente estes genes serão “haplóides”.

O gene A tem somente expressão “materna” (alelo paterno inexpressivo), enquanto o C somente “paterna” (alelo materno inexpressivo). O produto de ambos é o normal e suficiente para o funcionamento da célula.

O gene B tem expressão em ambos os alelos, e seu produto também é normal para o funcionamento da célula.

MP

Comparação com Inativação do X

A conversão de um dos cromossomos X, na célula feminina, em um corpúsculo de Barr não é um exemplo de imprinting, posto que é um processo aleatório que ocorre nas células do feto feminino.

Genes Imprintados codificam para o quê?

Apesar de a maioria dos genes imprintados codificarem para proteínas, outros codificam para transcritos de RNA não traduzidos.

Principais locais de imprinting

Atualmente conhece-se cerca de 60 genes que sofram este processo, mas estima-se a existência de cerca de 200. Região 11p15.5: Síndrome de Beckwith-

Wiedemann (contendo ao menos 8 genes imprintados).

Região 15q11-q13: Síndromes de Prader-Willi e Angelman (contendo mais de 10 genes imprintados).

Doenças e o imprinting

Síndrome de Prader-Willi:

Deleção 15q11-q13 do cromossomo de origem PATERNA (80%);Dissomia uniparental (15%);Deleção do Centro de Impriting (1%);Os alelos maternos estão “imprintados” e os paternos deveriam expressar a informação genética.Não há informação gênica, ou seja, não há transcrição.

Porção deletada do cromossomo PATERNOPATERNO

Imprinting

M P

Doenças e o imprinting

Síndrome Prader-Willi

* Hipotonia* Dificuldades alimentares* Hipogonadismo* Atraso psicomotor* Atraso estaturo-ponderal* Hiperfagia obesidade* Braquidactilia* Baixa estatura* Atraso mental moderado

Doenças e o imprinting

Doenças e o imprinting

Síndrome de Angelman

Deleção 15q11-q13 do cromossomo de origem MATERNA (80%);Dissomia uniparental (15%);Deleção do Centro de Imprinting (1%);Os alelos paternos estão “imprintados” e os maternos deveriam expressar a informação genética.Não há informação gênica, ou seja, não há transcrição.

Porção deletada do cromossomo MATERNOMATERNO

Imprinting

MP

Doenças e o imprinting

Síndrome de Angelman:

* Hipotonia* Retardo mental* Ataxia* Risadas paroxísticas* Epilepsia* Ausência de fala * Mandíbula proeminente

Doenças e o imprinting

Deleção de Centro de Imprinting

Normal

Resumindo...

Imprinting é um fenômeno epigenético normal. Metilação; Não há alteração da cadeia de DNA.

Resumindo...

Imprinting e doenças: S. Prader-Willi.

Normal: Imprinting materno

Problema: Deleções no cromossomo paterno Prader-Willi Paterno

Resumindo...

Imprinting e doenças: S. Angelman.

Normal: Imprinting paterno

Problema: Deleções no cromossomo materno Angelman Materno