Questão 3 Unifesp 2º dia - Reaplicação
A hemoglobina é uma proteína composta por quatro cadeias de polipeptídeos, sendo cada uma delas formada por uma sequência de aminoácidos. Alterações nessa sequência podem provocar mudanças na forma e na função da hemoglobina. É o caso da doença anemia falciforme, cuja alteração de um aminoácido provoca uma deformidade nas hemácias devido à síntese de uma hemoglobina anormal. Regiões da África, com grande incidência de malária, apresentam alta frequência do alelo que determina a anemia falciforme. O esquema ilustra essa alteração.
a) O esquema ilustra a alteração específica no polipeptídeo, sendo possível deduzir as moléculas que são afetadas. Cite o número de códons alterados no RNA mensageiro. Justifique sua resposta.
b) Explique, do ponto de vista evolutivo, a causa da alta frequência do alelo que determina a anemia falciforme nas regiões africanas com grande incidência de malária.
a) Na síntese de proteínas, os ribossomos utilizam uma fita de RNAm para sintetizar, na ordem correta, a cadeia de aminoácidos da cadeia polipeptídica. Cada trinca de nucleotídeos corresponde a um códon e cada códon codifica apenas um único aminoácido na cadeia polipeptídica. No trecho fornecido na imagem, podemos verificar que a mutação no gene da hemoglobina resultou na substituição do aminoácido glutamina (GLU) pelo aminoáciácido valina (VAL), conforme imagem a seguir.
A alteração de apenas um único aminoácido foi suficiente para provocar as mudanças na forma e na função da hemoglobina. Portanto, como a relação de códons traduzidos do RNAm e aminoácidos na cadeia é de 1:1, a alteração genética responsável pela anemia falciforme decorre da mudança em apenas um único códon no RNAm.
b) A anemia falciforme acarreta diversos prejuízos na qualidade de vida de seus portadores, o que poderia nos fazer esperar que tal doença resultasse na dificuldade de sobrevivência, em um menor número de descendentes por parte da população afetada e uma baixa frequência do alelo da doença na população geral, porém, o que se observa é justamente o contrário, pois o protozoário causador da malária, o Plasmodium sp., não consegue completar seu ciclo de vida nas hemácias afetadas pela anemia falciforme, apenas nas hemácias normais. Nos indivíduos homozigotos, que possuem a doença da anemia falciforme, todas as hemácias são alteradas, trazendo grandes prejuízos na saúde geral, no entanto, como a anemia falciforme é uma doença monogênica codominante autossômica, nos indivíduos heterozigotos, uma parcela das hemácia é afetada e a outra parcela é normal e, portanto, afetada pelo parasita da malária. Nesses indivíduos a parcela de hemácias alteradas pela anemia falciforme não é afetada pela malária e torna a doença menos grave, reduzindo a chance de óbito. Dessa forma, a taxa de sobrevivência é maior entre os heterozigotos de anemia falciforme, fazendo com que sua frequência na população aumente, resultando na alta frequência do alelo. Do ponto de vista evolutivo, nas regiões africanas, o alelo da anemia falciforme está sendo favorecido pela ocorrência da malária.