mutação e reparação DNA

Prévia do material em texto

1 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
MUTAÇÃO E REPARO DE DNA 
 
CONTEXTUALIZAÇÃO 
https://g1.globo.com/fantastico/noticia/2020/01/0
5/povo-da-lua-moradores-de-cidade-de-goias-nao-
podem-ver-a-luz-do-sol-e-so-saem-de-casa-a-
noite.ghtml 
1. Qual o nome da patologia apresentada na 
reportagem? 
R: Xeroderma pigmentoso. 
2. Qual a sua causa? 
R: A causa é genética, se espalhou por casamento 
consanguíneo. 
3. Qual o seu maior risco? 
R: Desenvolver melanoma (câncer de pele). 
4. Por que os casos são tão frequentes na 
comunidade de Araras? 
R: Casamento consanguíneo espalhou a doença 
que é rara. 
5. Qual tipo de alteração os raios UV 
provocam no DNA? 
R: Há uma alteração que provoca dímeros de 
pirimidina (bases nitrogenadas: C e T). 
6. Em qual fase presente no Dogma central 
da biologia molecular ocorre o problema? 
R: O sol modifica o DNA mas as enzimas de 
reparação em indivíduos saudáveis corrige, nessa 
doença o DNA é replicado com a mutação. 
7. DNA é uma molécula estável? 
R: É relativamente estável quando comparado ao 
RNA, mas está sujeito a danos de diferentes 
origens. 
8. É importante ser fita dupla? 
R: Sim, caso ocorra uma lesão em alguma das fitas 
ainda conseguimos realterar. 
MUTAÇÃO 
 São aleatórias, ocorrem no DNA e em 
qualquer região dele. 
 Fazem modificações nas sequências de 
bases do DNA que se perpetuam para 
células-filhas. 
 Podem levar à perda de função de um 
gene ou a uma nova função. 
 Podem levar à formação de uma proteína 
variante, passível de propriedades distintas 
em consequência de sua estrutura 
alterada. 
COMO CLASSIFICAMOS AS MUTAÇÕES? 
 Quanto à origem: 
Espontâneas (alteração do gene 
ocorreu sem intervenção 
intencional do ambiente) ou 
induzidas (agentes mutagênicos). 
 
 Quanto ao tipo celular: 
Somáticas (mosaicismo) ou 
germinativas (passa para os 
descendentes). 
 
 Quanto a adaptabilidade: 
Benéficas, neutras 
(polimorfismos) ou deletérias 
(doenças genéticas, câncer). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://g1.globo.com/fantastico/noticia/2020/01/05/povo-da-lua-moradores-de-cidade-de-goias-nao-podem-ver-a-luz-do-sol-e-so-saem-de-casa-a-noite.ghtml
https://g1.globo.com/fantastico/noticia/2020/01/05/povo-da-lua-moradores-de-cidade-de-goias-nao-podem-ver-a-luz-do-sol-e-so-saem-de-casa-a-noite.ghtml
https://g1.globo.com/fantastico/noticia/2020/01/05/povo-da-lua-moradores-de-cidade-de-goias-nao-podem-ver-a-luz-do-sol-e-so-saem-de-casa-a-noite.ghtml
https://g1.globo.com/fantastico/noticia/2020/01/05/povo-da-lua-moradores-de-cidade-de-goias-nao-podem-ver-a-luz-do-sol-e-so-saem-de-casa-a-noite.ghtml
 
2 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
TIPOS 
 
GÊNICAS 
 Substituição com sentido trocado: 
 
 Substituição sem sentido: 
 
 Deleção: 
 
 Inserção: 
 
CROMOSSOMICAS 
 Numéricas: 
 
 Estruturais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
QUAL A ORIGEM DAS MUTAÇÕES? 
 
 Espontâneas: sem intervenção do 
ambiente. Podem ser erros durante 
incorporação de nucleotídeos ou 
modificações químicas do nucleotídeo já 
incorporado na molécula. 
*são bem comuns, mas as enzimas de reparo lidam bem com 
elas. 
 
i. Desaminação: perda de um grupo 
amino (-NH2) que certas bases podem 
fazer como resultado de reações de 
hidrólise. 
 
*nessa situação é fácil de concertar pois não tem uracila no 
DNA. 
*aqui temos uma região promotora que apresenta citosinas 
(ilhas cpg), essa citosina metilada gerou uma timina, se não 
reparar vamos ter uma mutação, pois virou outra base. por 
isso chamamos esse ponto de hotspot, se não for corrigido 
tem uma grande chance de mutação. 
ii. Despurinação ou despirimidinação: 
perda de base, quebra espontânea da 
ligação N-glicosídica (união da base 
nitrogenada a pentose), cerca de 5 mil 
perdas/célula/dia. 
 
*geração AP (apúricos ou apirimídico), que é um lugar que 
sofreu perda de bases, pode ocorrer pelo aumento da 
temperatura. 
 Induzidas: por agentes mutagênicos. 
Agente mutagênico é todo tipo de agente que 
apresenta capacidade de gerar alterações na 
molécula de DNA, podendo levar as mutações. 
Em Chernobyl muitos sofreram mutação e até aplasia 
de medula: doença rara da medula óssea em que há 
diminuição da produção das células sanguíneas, que 
são normais na sua forma e funcionamento. 
 
4 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
TIPOS DE AGENTES MUTAGÊNICOS: 
i. Físicos: radiação UV, radiação ionizante 
e calor; 
ii. Químico: agrotóxicos, medicamentos, 
álcool, tabagismo, drogas ilícitas e 
produtos químicos; 
iii. Biológicos: vírus e micotoxinas (como a 
toxina fúngica presente no amendoin a 
aflatoxina). 
DETALHANDO OS AGENTES FÍSICOS 
 Radiação UV: provocam dímeros de 
pirimidina. 
 
A exposição aos raios UV causa os dímeros, que 
causam as distorções. Se a enzima reparadora não, 
não corrigir, a polimerase ao polimerizar outra 
cadeia encontrará um defeito e pode achar que 
sobra uma base, e deixar de inserir a 
correspondente ou achar que a faltando e adicionar, 
o que gera a mutação. 
 
 Radiações ionizantes: 
 
*raios X, raios gama e radioterapia 
 
Pode causar: 
i. formação de moléculas ionizadas e 
excitadas (espécies reativas de 
oxigênio) que podem causar danos ao 
DNA (oxidação de bases); 
 
*na primeira imagem a guanina sofre oxidação e gera uma 
molécula chamada 8-oxido-guanina que consegue parear com 
uma adenina e ocorrer a mutação. 
ii. quebra de ligações N-glicosídicas, 
levando a formação de sítios 
apurínicos ou apirimidínicos; 
O HPV é um agente biológico de mutação, não por mexer 
no DNA, mas sim por produzir duas proteínas (E6 e E7) 
que bloqueiam a p53 que atua na reparação celular e 
bloqueiam a Rb. 
Outro vírus que pode causar câncer é o HI, devido a 
transcriptase que transforma o RNA dele em DNA e da 
integrasse, que junta o material genético dele com o nosso, 
o que pode mutar o gene de controle do ciclo (como a 
p53) e causar câncer. 
 
No caso da radioterapia, a enzima de reparo pode 
prejudicar, pois a terapia quer acabar com a célula e a 
enzima corrige, atrapalhando. 
 
5 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
 
iii. pode causar quebras de filamentos 
cromossômicos. 
 
QUÍMICOS: 
Podem ser análogos de base, agentes 
intercalantes, agentes alquilantes e agentes 
desaminantes. 
 Incorporação de análogos de base: 
substâncias químicas com estrutura 
semelhante às bases nitrogenadas podem 
eventualmente ocupar o lugar dessas 
bases. Podem levar à substituição de 
bases, o que torna o DNA não funcional 
 
*ex: 5-bromouracila (análogo da timina). 
 
 
 Agentes intercalantes: Como o nome 
mesmo diz, esses agentes se intercalam no 
meio do DNA podendo causar deleção ou 
inserção de um único par de nucleotídeos. 
 
*ex: brometo de etídeo 
 
 Agentes alquilantes: doam um grupo alquila 
(CH3- metil ou CH3CH2- etil) para os grupos 
amino ou cetona dos nucleotídeos. Podem 
levar à transições. 
Esse processo pode ser usado ao nosso favor, como por 
exemplo no tratamento quimioterápico. 
Alguns quimioterápicos agem dessa forma, o que ajuda a 
induzir a morte celular. 
Esse processo pode ser usado ao nosso favor, como 
por exemplo no PCR de alguns vírus, o brometo se 
mete no material genético do vírus e é detectado no 
laboratório. 
 
 
6 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
 
*ex: gás mostarda 
 Agentes desaminantes: causam 
desaminação. Provocam transições. 
 
*ex: ácido nitroso. 
POR QUE A MAIORIA DAS PESSOAS MESMO 
EXPOSTAS NÃO DESENVOLVEM CANCER? 
 
Aqui temos um sério processo inflamatório, ou seja, 
o sol causou morte por necrose, que liberou DAMPS 
que ativaram as PRR, ou seja, os danos solares são 
tão fortes que causam morte celular. 
 
Mas não desenvolvemos câncer graças aos 
processos de reparação. 
 
 
 
MODOS DE REPARAÇÃO 
1. Reparo pela DNA polimerase 
durante a replicação (correção 
exonucleotídea): 
 
A polimerase tem dois sítios importantes, o P, que 
adiciona osnucleotídeos e o sítio E, que é o de 
edição, se ela adicionar um nucleotídeo errado ela 
percebe e corrige. 
 
 
2. Reparo de erros de 
emparelhamento entre bases 
(mismatch): 
 
 
 
 
7 BCM 2- BIOLOGIA MOLECULAR 
A polimerase falhou miseravelmente, ai essas 
enzimas de reparo identificam o erro de 
pareamento e fazem a incisão de um pedaço (um 
nucleotídeo inteiro), ai a polimerase volta e faz o 
processo de pareamento novamente e por fim a 
ligase vem adicionar. 
 
3. Reparo por excisão de bases: 
 
 
 
Bases modificadas no DNA são detectadas por 
enzimas denominadas glicosilases do DNA, 
catalisam a quebra da ligação N-glicosídica (que liga 
o açúcar à base alterada) e a eliminam do DNA. 
A ação das glicosilases gera, portanto, sítios 
apúricos ou apirimídicos, ai a endonuclease quebra 
a cadeia portadora da lesão, removendo a 
desoxirribose-fosfato que perdeu a base 
nitrogenada. 
 
4. Reparo por excisão de 
nucleotídeos (um dos mais 
importantes mecanismos de 
reparo): 
 
 
1º passo: reconhecimento enzimático de uma base 
danificada ou de uma alteração na estrutura da 
hélice. 
2º passo: excisão da sequência de nucleotídeos que 
contém a lesão. Nucleases de reparo hidrolisam as 
ligações fosfodiéster que unem os resíduos de 
nucleotídeos alterados ao resto da cadeia. 
 
3º ficam espaços na cadeia do DNA que apresentava 
o erro. 
 
4º as polimerases de reparo do DNA usam a 
extremidade 3’OH livre da borda da falha como 
primer para a síntese de um novo segmento de 
DNA, tendo como molde a cadeia complementar 
correta. 
 
5º Após o espaço ter sido preenchido, uma ligase 
sela o nick deixado pela polimerase do DNA. 
 
5. Reparo recombinacional: 
Temos o par de cromossomos A e A´ que são 
duplicados. 
 
Perdi o trecho roxinho e houve uma lesão no outro 
cromossomo (amarelinho) e ai eu não consigo usar 
o lilás para corrigir então há uma troca de fita. 
A verde escura serve para recuperar a roxa e a outra 
verde claro funciona para corrigir a lesão amarela. 
 
 
 
 
 
 
	mutação e reparo de dna
	contextualização
	mutação
	como classificamos as mutações?
	tipos
	qual a origem das mutações?
	detalhando os agentes físicos
	químicos:
	por que a maioria das pessoas mesmo expostas não desenvolvem cancer?
	modos de reparação