Imprinting Genômico e Efeitos de Origem Parental

Para um pequeno conjunto de genes, importa de qual genitor um alelo veio: o imprinting silencia uma cópia parental através de marcas epigenéticas, de modo que a herança pode violar a simetria usual da transmissão mendeliana.

Definition

Imprinting genômico é um processo epigenético no qual certos genes são expressos a partir de apenas um alelo parental, dependendo se foi herdado da mãe ou do pai, produzindo efeitos de origem parental no fenótipo.

Scope

Este tópico abrange o fenômeno do imprinting genômico, a marcação epigenética de alelos na linhagem germinativa de acordo com a origem parental, a expressão monoalélica e genitor-específica resultante de genes imprintados, o reinício dos imprintings entre gerações e os distúrbios clássicos de imprinting que surgem quando as marcas ou os cromossomos que as carregam são perturbados. Ele trata os efeitos de origem parental como um caso especial de regulação epigenética; os mecanismos gerais da cromatina são abordados no tópico adjacente.

Core questions

• Como os imprintings são estabelecidos na linhagem germinativa e reiniciados entre gerações?
• Por que a origem parental de um alelo determina se ele será expresso?
• Como os erros de imprinting e a dissomia uniparental causam doenças?
• Por que o imprinting pode ter evoluído apesar da redundância que ele sacrifica?

Key concepts

• Imprinting genômico e expressão monoalélica
• Estabelecimento e reinício dos imprintings na linhagem germinativa
• Regiões de controle de imprinting
• Dissomia uniparental
• Distúrbios de imprinting

Mechanisms

Durante a gametogênese, a metilação diferencial do DNA é estabelecida em regiões de controle de imprinting de acordo com o sexo parental, de modo que as cópias materna e paterna de um gene imprintado carregam marcas distintas; estas silenciam um alelo na prole, e como as marcas são apagadas e restabelecidas a cada geração, a expressão depende da origem parental mais recente, e não da sequência de DNA.

Clinical relevance

O imprinting explica por que deleções da mesma região cromossômica causam a síndrome de Prader-Willi quando herdadas do pai e a síndrome de Angelman quando herdadas da mãe, e por que a dissomia uniparental pode produzir doenças; reconhecer os padrões de origem parental é importante no diagnóstico genético e aconselhamento.

History

Experimentos de transferência nuclear em camundongos em meados da década de 1980 mostraram que os genomas materno e paterno não são equivalentes, estabelecendo o imprinting; os primeiros genes imprintados foram identificados por volta de 1991, e a hipótese do conflito parental de Haig ofereceu uma justificativa evolutiva para o surgimento do imprinting.

Debates

Por que o imprinting evoluiu

A principal hipótese do conflito parental sustenta que o imprinting reflete um cabo de guerra entre alelos paternos que favorecem maior extração de recursos pela prole e alelos maternos que a restringem, mas explicações alternativas existem e a questão permanece em aberto.

Key figures

• Azim Surani
• Davor Solter
• David Haig

Seminal works

• allis2007

Frequently asked questions

O que significa efeito de origem parental?

Significa que o fenótipo produzido por um alelo depende se ele foi herdado da mãe ou do pai; para genes imprintados, uma cópia parental é epigeneticamente silenciada, de modo que apenas a cópia do outro genitor é expressa.

Como a mesma deleção pode causar duas síndromes diferentes?

Se uma região cromossômica contém genes imprintados, perdê-la do cromossomo paterno remove as únicas cópias ativas de genes expressos paternalmente, enquanto perdê-la do cromossomo materno remove os genes expressos maternalmente, produzindo distúrbios distintos como as síndromes de Prader-Willi e Angelman.