Questão 117 do ENEM 2017Ciências da Natureza

ENEM 2017Ciências da Natureza1ª aplicação

A distrofia muscular Duchenne (DMD) é uma doença causada por uma mutação em um gene localizado no cromossomo X. Pesquisadores estudaram uma família na qual gêmeas monozigóticas eram portadoras de um alelo mutante recessivo para esse gene (heterozigóticas). O interessante é que uma das gêmeas apresentava o fenótipo relacionado ao alelo mutante, isto é, DMD, enquanto a sua irmã apresentava fenótipo normal.

RICHARDS, C. S. et al. The American Journal of Human Genetics, n. 4, 1990 (adaptado).

A diferença na manifestação da DMD entre as gêmeas pode ser explicada pela
A
dominância incompleta do alelo mutante em relação ao alelo normal.
B
falha na separação dos cromossomos X no momento da separação dos dois embriões.
C
recombinação cromossômica em uma divisão celular embrionária anterior à separação dos dois embriões.
inativação aleatória de um dos cromossomos X em fase posterior à divisão que resulta nos dois embriões.
Resposta correta
E
origem paterna do cromossomo portador do alelo mutante em uma das gêmeas e origem materna na outra.
Gabarito oficial: alternativa D

Resolução comentada

Para entender essa questão, precisamos analisar o que acontece com os cromossomos sexuais nas mulheres. A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma doença genética de herança recessiva ligada ao cromossomo X. Isso significa que o gene defeituoso está localizado no cromossomo X.

As gêmeas mencionadas no enunciado são monozigóticas, ou seja, são geneticamente idênticas. Ambas são heterozigóticas para o gene da DMD, o que podemos representar como XDXdX^D X^d (onde XDX^D carrega o alelo normal e XdX^d carrega o alelo mutante). Como a doença é recessiva, esperaríamos que ambas fossem assintomáticas (fenótipo normal), pois o alelo dominante XDX^D compensaria o recessivo. No entanto, uma delas apresenta a doença. Por que isso acontece?

A resposta está em um fenômeno biológico chamado inativação do cromossomo X (ou Hipótese de Lyon). Nas fêmeas de mamíferos, que possuem dois cromossomos X (XXXX), um desses cromossomos é inativado de forma aleatória em cada célula durante o desenvolvimento embrionário. Esse mecanismo serve para igualar a dose de genes ligados ao cromossomo X entre machos (XYXY) e fêmeas (XXXX). O cromossomo inativado se condensa e forma o chamado corpúsculo de Barr.

Como a inativação ocorre de forma aleatória e independente em cada célula, as mulheres heterozigóticas são um "mosaico" celular: em algumas células, o cromossomo X ativo é o que carrega o alelo normal (XDX^D); em outras, o ativo é o que carrega o alelo mutante (XdX^d).

No caso das gêmeas monozigóticas, a separação do embrião em dois ocorreu antes da inativação do cromossomo X. Após a separação, a inativação ocorreu de forma independente em cada um dos embriões. Na gêmea que apresentou a doença, por uma questão de probabilidade (ao acaso), o cromossomo X portador do alelo normal (XDX^D) foi inativado na grande maioria das células do seu tecido muscular. Consequentemente, o alelo mutante (XdX^d) permaneceu ativo, levando ao desenvolvimento da DMD. Já na irmã com fenótipo normal, o cromossomo X portador do alelo mutante (XdX^d) foi inativado na maioria das células, permitindo a produção normal da proteína.

Analisando as alternativas:

  • A) Incorreta. A dominância incompleta geraria um fenótipo intermediário em ambas, e não fenótipos distintos.
  • B) Incorreta. Uma falha na separação dos cromossomos X geraria aneuploidias (como a Síndrome de Turner), o que não é o caso relatado.
  • C) Incorreta. A recombinação cromossômica (crossing-over) ocorre na meiose, durante a formação dos gametas, e não em divisões mitóticas do embrião.
  • D) Correta. A inativação aleatória de um dos cromossomos X em fase posterior à divisão do embrião explica perfeitamente a diferença fenotípica entre as gêmeas geneticamente idênticas.
  • E) Incorreta. Gêmeas monozigóticas vêm do mesmo zigoto, logo, ambas receberam exatamente os mesmos cromossomos X (um de origem paterna e outro de origem materna).

Portanto, a alternativa correta é a D.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2017 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.