Introdução: Trissomia 21 é a condição cromossômica causadora da Síndrome de Down (SD). É uma condição recorrente, com incidência de 1 em cada 700 nascidos vivos no Brasil, e incidência mundial de 1 em 1.000 nascidos vivos. A SD ocasiona diversas anormalidades no desenvolvimento do indivíduo, como dismorfismo craniofacial, alterações cardiovasculares e discapacidade intelectual; e alterações moleculares que resultam na diminuição da frequência de tumores sólidos e aumento da incidência de leucemias. Pacientes pediátricos com idade inferior a 4 anos e portadores de SD possuem em média 500 vezes mais chances de desenvolver Leucemia Mieloide Aguda (LMA), especificamente o subtipo Leucemia Megacarioblástica Aguda (LMA-M7), quando comparados a pacientes sem esta condição. Objetivo: Descrever as alterações moleculares presentes na LMA-M7 em pacientes com Trissomia 21 e analisar sua fisiopatologia. Material e métodos: Foi realizada uma revisão literária através das bases de dados eletrônicas PubMed, Lilacs, SciELO, BIREME e BVS, com conteúdo datado entre os anos de 2016 a 2020, publicados nos idiomas português, inglês ou espanhol, utilizando-se os descritores: Leucemia Mieloide Aguda; Trissomia 21; Síndrome de Down; GATA1. Após a avaliação considerando os critérios de inclusão e não inclusão, foram selecionados 32 artigos. Resultados e discussão: Estudos realizados em pacientes com SD e LMA demonstram que possivelmente a Trissomia do 21 contribui para mutações no gene GATA1 no ambiente uterino, sendo detectadas em amostras de fígado de fetos entre 21 e 23 semanas de gestação. Este gene atua como regulador hematopoiético em situações normais, e sua mutação está associada a uma hematopoese desregulada através da má formação na proteína GATA1s, transcrita de forma encurtada e com potencial alterado, falhando na restrição e ativação mediada pelo grupo de genes E2F, levando a uma hiperploriferação de megacariócitos. Além disso, outras alterações moleculares foram descritas unicamente na LMA-M7 em pacientes com SD, como alterações nos níveis de expressão dos genes MYC e BST2.Conclusão: A Trissomia 21 aumenta consideravelmente o risco de desenvolvimento de LMA-M7 em crianças. Os achados relacionados a mutação no GATA1 associado a desregulação do grupo de genes E2F no fígado fetal pode estar relacionado a oncogênese. A LMA-M7 em crianças com SD tem características moleculares singulares, visto que a Trissomia 21 altera a hematopoese ainda em ambiente fetal propiciando a transformação das células hematopoiéticas por mutações.