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BG - Teste 1 > Unidade 4 - Genómica Populacional e GWAS > Flashcards

Unidade 4 - Genómica Populacional e GWAS Flashcards

1
Q

O que significa GWAS?

A

Genome-Wide Association Studies

Estudos de associação de genomas completos

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2
Q

O que é a genómica populacional?

A

É o estudo dos polimorfismos e da deriva genética de uma população.
Averigua padrões no genoma entre e dentro de populações, para fazer inferências sobre a evolução e o genoma.
Estudo das diferenças genéticas naturais entre organismos.

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3
Q

O que são polimorfismos?

A

Diferenças genéticas comuns entre organismos da mesma espécie.

Marcadores polimórficos não têm todos a mesma taxa de mutação.

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4
Q

O que é a deriva genética?

A

Acumulação de polimorfismos ao longo de gerações.
Esta acumulação não ocorre ao mesmo nível para todos.

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5
Q

O que são Indels?

A

Polimorfismos de inserções ou deleções.
São raros nos exões e a maioria é menor que 10 bps.
Podem ir de 1 a 5 kb - ex.: elementos transponíveis

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6
Q

O que significa a sigla CNV?

A

Copy Number Variations

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7
Q

O que são CNVs?

A
  • Copy Number Variations
  • Variação no nº de uma sequência específica de DNA entre indivíduos da mesma população
  • Tipo de polimorfismo de larga escala (200 a 300 kb)
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8
Q

Que processos podem resultar em CNVs?

A
  • Deleções
  • Duplicações
  • Translocações durante a meiose
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9
Q

Dá um exemplo de doença genética causada por CNVs.

A

Alpha-Thalassemia:
- doença genética humana
- resulta de CNVs onde duplicações de α-globina podem causar um fenótipo severo em portadores de Beta-Thalassemia devido ao desequilíbrio da cadeia de globina

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10
Q

O que são STRs?

A

Short Tandem repeats
- Sequências curtas de DNA repetitivas, altamente polimórficas

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11
Q

Qual é o outro nome para STRs?

A

Microssatélites

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12
Q

Que tipo de sequências flanqueiam os STRs?

A

Sequências altamente conservadas

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13
Q

Como se representam os STRs?

A

Exemplo: (5’-CAT-3’)n

5’-CATCATCATCAT…CATCAT-3’
3’-GTAGTAGTAGTA…GTAGTA-5’

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14
Q

O que são “nucleotide motifs”?

A

São pequenas sequências repetitivas dentro do genoma que servem como pontos de reconhecimento

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15
Q

Para que servem os “nucleotide motifs”?

A

Úteis como marcadores genómicos em estudos forenses.

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16
Q

O que acontece quando o comprimento dos repeats é maior/aumenta?

A

A sua frequência diminui, porque repetições mais longas são mais suscetíveis a acumular mutações.

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17
Q

Qual é a utilidade de Sequenciamento em paralelo massico (NGS) em STRs?

A
  • Permite detetar variações nos nucleótidos da sequência nos marcadores alvo, incluindo variantes em regiões de reppetição STR e sequências flanqueadoras.
  • Discrimina alelos que seriam indistinguíveis em eletroforese capilar por separação de tamanho
  • Vantajoso para a interpretação de perfis misturados complexos
  • Indica diferenças nos alelos
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18
Q

O que significa a sigla “SNP”?

A

Single-Nucleotide Polymorphism

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19
Q

Qual o tipo de variação mais comum no genoma humano?

A

SNPs
- 96% de toda a variação polimórfica

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20
Q

O que é um SNP?

A

É a diferença de um par de nucleótidos num sítio específico do DNA, entre indivíduos de uma população.

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21
Q

Onde se encontram os SNPs?

A
  • Regiões codificantes
  • Regiões não-codificantes
  • Regiões entre genes (intergénicas)
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22
Q

Que consequências tem a presença de SNPs em regiões não-codificantes?

A

Podem afetar:
- Splicing de genes
- Ligação de fatores de transcrição
- Degradação de RNA mensageiro
- Degradação da sequência de RNA não-codificante
- Alteram a quantidade de proteínas produzidas

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23
Q

Que consequências tem a presença de SNPs em regiões codificantes?

A
  • Afetam a expressão genética
  • Alteram a sequência de aminoácidos
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24
Q

Que consequências tem a presença de SNPs em regiões intergénicas?

A

Não têm efeito na produção de proteínas, nem na sua função.

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25
Q

Que utilidade têm os polimorfismos de DNA?

A
  • Estimar variações genéticas em populações diversas
  • Identificar fatores de risco
  • Identificar indivíduos
  • Associar a características desejáveis em plantas ou animais
  • Monitorizar diversidade genética
  • Perceber padrões de migração das populações humanas, a sua evolução e a sua história
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26
Q

Como se calcula uma frequência genómica?

A

(nº de indivíduos com o genótipo) / (nº de indivíduos analisados)

27
Q

Como se calcula uma frequência alélica?

A

(nº total de alelos referentes à característica) / (nº total de alelos testados)

28
Q

Quantos alelos tem cada indivíduo?

A

2

29
Q

Em quanto resulta a soma da frequência alélica de cada um dos alelos?

A

1

30
Q

O que defende o princípio de Hardy-Weinberg (HW)?

A

As frequências alélica e genómica de uma população mantêm-se constantes ao longo das gerações quando há ausência de outras influências evolucionárias.

31
Q

Que fenómenos evolucionários podem afetar o equilíbrio de HW?

A
  • Deriva genética
  • Escolha de parceiro (acasalamento seletivo)
  • Seleção natural
  • Mutações
  • Fluxo genético
  • Deriva meiótica
  • Boleia genética
  • Efeito fundador
  • Endogamia
32
Q

Para que servem os testes de frequências genéticas de HW hoje em dia?

A

Para testar a estratificação populacional (diferenças alélicas derivadas de ancestralidade) e outras formas de acasalamento não-aleatório.

33
Q

Qual é a equação do equilíbrio de HW?

A

(p+q)^2 = p^2 + 2pq + q^2 = 1

p e q são frequências alélicas.
- p^2 -> AA; q^2 -> aa (homozigóticos)
- 2pq -> Aa (heterozigóticos)

34
Q

Que 7 circunstâncias devem ser verificadas para poder assumir o equilíbrio de Hardy-Weinberg?

A
  • Organismos são diploides
  • Apenas ocorre reprodução sexual
  • As gerações não se sobrepõem
  • Acasalamento é aleatório
  • População é infinitamente grande
  • Frequências alélicas são iguais em ambos os sexos
  • Não há fenómenos evolucionários a influenciar o equilíbrio
35
Q

O que significam as siglas HWE e HWP?

A

HWE - Equilíbrio de Hardy-Weinberg
HWP - Princípio de Hardy-Weinberg

36
Q

Como se testam os desvios significativos no HWP?

A

Pearson’s chi-squared test - sistemas normais

Fisher’s exact test - sistemas com grande número de alelos

37
Q

Quando se usa o teste “Fisher’s exact test”?

A

Quando os sistemas têm um número maior de alelos

38
Q

Porque é que se usa o Fisher’s exact test quando há um grande nº de alelos?

A

Porque muitos alelos podem resultar em muitos genótipos vazios e contagens genotípicas baixas (não há indivíduos suficientes na amostra para representar todos os genótipos)

39
Q

Como funciona o teste Pearson’s chi-squared?

A

Se o valor do qui-quadrado calculado for maior que o valor crítico da distribuição qui-quadrado para um determinado nível de significância (ex: 5%), que neste caso é um valor de 3,84 para 5% de significância com 1 grau de confiança, rejeitamos a hipótese nula e concluímos que há evidência de uma associação estatisticamente significativa entre as variáveis.

Ou seja,
Se X^2 < 3,84, então não se rejeita a hipótese nula.

Hipótese nula: a população está em equilíbrio de H-W

40
Q

O que é o efeito gargalo/bottleneck (engarrafamento populacional)?

A

É quando uma população diminui para um tamanho significativamente menor, num período de tempo muito curto.
Num evento de efeito gargalo, a sobrevivência de alelos é completamente ao acaso e não é influenciada por seleção.

41
Q

Dá um exemplo de um efeito gargalo numa população.

A

Caça excessiva causou uma redução drástica na população de elefante marinho do norte.

42
Q

O que é o efeito fundador?

A

É quando um pequeno grupo da população se separa da original e forma uma nova população.
O novo conjunto de alelos não irá representar adequandamente a população original.
Os fundadores afetam a genética populacional futura.

43
Q

Dá um exemplo de um efeito fundador numa população.

A

Distribuições de haplogrupos mitocondriais dos judeus sefarditas portugueses.
- A comunidade de Belmonte tem baixa diversidade com apenas duas linhagens e todas as amostras dentro de cada haplogrupo apresentam o mesmo haplótipo.
- A distribuição destes grupos é desigual considerando que um deles tem uma frequência de 93.3%

44
Q

O que é a deriva genética?

A

É uma mudança aleatória na frequência alélica ao longo do tempo, causada pelos efeitos do acaso na reprodução e segregação de alelos em populações finitas.
Este efeito leva a perda de diversidade, mas novos alelos são adicionados por mutações.
Pode levar a grandes mudanças nas populações num curto período de tempo.

45
Q

Como é que o nº de cópias de um alelo afeta o efeito da deriva genética?

A
  • Poucas cópias de um alelo - efeito maior (fixação mais rápida de certos alelos ou genótipos)
  • Muitas cópias - efeito menor
46
Q

O que causa a deriva genética?

A
  • Diminuições recorrentes do tamanho das populações
  • Efeitos gargalo/bottleneck
  • Efeitos fundadores
47
Q

Que consequências tem a deriva genética?

A
  • Fixação de alelos ou genótipos
  • Aumento do coeficiente de endogamia
  • Aumento dos pares homozigóticos
48
Q

O que acontece quando um alelo é fixado?

A
  • Deixa de haver deriva genética
  • A frequência alélica não pode mudar, a não ser que outro alelo seja introduzido
49
Q

Quais são os 4 maiores fatores de evolução?

A
  • Mutação
  • Seleção natural
  • Fluxo genético
  • Deriva genética
50
Q

Quando é que é mais provável obter organismos homozigóticos?

A

Quando os seus parentes estão relacionados.

51
Q

O que significa a sigla HO e HE?

A

HO - heterozigotia observada
HE - heterozigotia esperada

52
Q

Heterozigotismo é marcador de diversidade genética numa população?

A

Sim.
Quanto maior o nº de indivíduos heterozigóticos, maior a diversidade genética.

53
Q

O que significa a sigla SNV?

A

Single Nucleotide Variant
(sinónimo de SNP (snip))

54
Q

Qual a percentagem mínima de SNPs no alelo menos frequente?

A

> 1%

55
Q

O que é a distância genética?

A

É uma medida das diferenças entre populações.

56
Q

Como se calcula a distância genética?

A

D(1,2) é a distância entre a população 1 e 2

D(1,2) = |freq. pop1 - freq. pop2|

57
Q

Diz um método de formação de árvores filogenéticas.

A

Rep Neighbor Joining (juntamento das distâncias genéticas entre as populações)

58
Q

Quais são os fatores que determinam a penetrância?

A
  • Polimorfismos neutrais
  • Polimorfismos funcionais
  • Variantes suscetíveis
  • Mutações de doença de alta penetrância
59
Q

O que é a penetrância?

A

É a probabilidade de um alelo ser expresso num fenótipo.

60
Q

O que significa a sigla LD?

A

Desequilíbrio de ligações

61
Q

Em que consiste o desequilíbrio de ligações (LD)?

A

Associação não aleatória de alelos.

62
Q

Quando é que ocorre equilíbrio de ligação?

A

Quando dois segmentos são herdados de forma independente, ou quando os segmentos estão no mesmo cromossoma, mas distantes.

63
Q

O que é o GWAS?

A

Genome-Wide Association Studies
- Envolve o scan de muitos genomas para encontrar variantes genéticas associadas a características particulares.
- Procura por SNPs em todo o genoma, podendo levar à descoberta de centenas de funções genéticas em doenças comuns

64
Q

Quais são os passos numa análise GWAS?

A
  • Reunir os dados
  • Fazer genotipagem
  • Verificar a qualidade dos dados
  • Imputação
  • Testes de associação
  • Meta-análise
  • Replicação
  • Análise pós-GWAS

BG - Teste 1 (5 decks)

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