genética médica 2

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INTRODUÇÃO
Nesta aula, abordaremos os conceitos e os diferentes mecanismos que envolvem a mutação, a recombinação e o reparo.
Também, falaremos sobre os principais efeitos e consequências que essas situações podem causar, incluindo as patologias
que os pacientes podem apresentar, como o câncer. Ao �m dessa aula, você será capaz de entender os mecanismos que
causam determinadas patologias com as quais um pro�ssional da saúde poderá ter que lidar. Dessa maneira, você terá um
conhecimento mais sólido e abrangente, para que consiga auxiliar seu paciente. Esse é um tema sempre atual, pois ainda
existe uma grande parte da genética que possuímos apenas um conhecimento super�cial, e a publicação de novos estudos
nos auxilia no entendimento, no diagnóstico e no tratamento de diversas doenças. 
TIPOS DE MUTAÇÕES
Aula 1
MUTAÇÃO, REPARO E RECOMBINAÇÃO GÊNICA
Nesta aula, abordaremos os conceitos e os diferentes mecanismos que envolvem a mutação, a
recombinação e o reparo.
26 minutos
PRINCÍPIOS DA
CITOGENÉTICA
CLÍNICA
 Aula 1 - Mutação, reparo e
recombinação gênica
 Aula 2 - Epigenética e controle da
expressão gênica
 Aula 3 - Epigenética e sua correlação
clínica
 Aula 4 - Elementos de transposição
(transposons)
 Referências
104 minutos
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As mutações são de�nidas como alterações que ocorrem na sequência de DNA, de maneira aleatória, e são uma fonte
importante de variabilidade genética. Podem ser classi�cadas em mutações gênicas (ou pontuais), causando alteração em
apenas um gene, ou mutações cromossômicas, alterando o número ou a estrutura dos cromossomos (o que afeta múltiplos
genes) (Figura 1) (SNUSTAD; SIMMONS, 2013). Abordaremos os dois tipos de mutações gênicas.
As substituições de bases consistem na substituição de um par de bases por outro, e são subdivididas em transições e
transversões. Na transição, temos a substituição de uma purina por outra purina (por exemplo, mutação de A para G), ou de
uma pirimidina por outra pirimidina (T para C, por exemplo). Já na transversão, temos a substituição de uma purina para
pirimidina, ou vice-versa: A para T ou C para G, por exemplo. Nas mutações indel, temos a inserção e a deleção de bases,
em que ocorre a inserção ou a deleção de um par de bases na sequência de DNA, respectivamente (SNUSTAD; SIMMONS,
2013; GRIFFITHS, 2022).
As mutações cromossômicas podem ser estruturais (foco da próxima unidade) e numéricas, em que há modi�cação do
número de moléculas de DNA. São divididas em poliploidia e aneuploidia. Considerando que euploides são organismos que
possuem conjuntos completos (normais) de cromossomos, organismos que possuem conjuntos adicionais de cromossomos
são chamados de poliploides: diploides possuem dois conjuntos de cromossomos (2n), triploides possuem três, tetraploides
possuem quatro, e assim por diante. Os organismos que possuem excesso ou ausência de determinado cromossomo (não
do conjunto inteiro) são chamados de aneuploides e possuem um desequilíbrio genético (GRIFFITHS, 2022).
Figura 1 | Tipos de mutações
Fonte: elaborada pela autora.
Com relação às consequências das mutações gênicas na codi�cação de aminoácidos, as mutações de substituição de bases
podem ser divididas em três tipos (Figura 2): silenciosa (ou sinônima), de troca de sentido (não sinônima) ou sem sentido. A
mutação silenciosa muda a sequência do códon, mas não muda o aminoácido codi�cado (devido à degeneração do código
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genético). As mutações de troca de sentido mudam a sequência de um códon para outra que codi�ca um aminoácido
diferente; podem ser mutações conservadoras, codi�cando um aminoácido quimicamente similar (não afeta a estrutura
nem a função da proteína), ou mutações não conservadoras, quando codi�cam um aminoácido quimicamente diferente. A
mutação sem sentido altera a sequência de um códon que codi�ca um aminoácido para uma sequência de parada,
geralmente tornando a proteína inativa. Já as mutações indel alteram a fase de leitura de todos os códons posteriores à
mutação, inativando a proteína (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Figura 2 | Consequências das mutações gênicas
Fonte: elaborada pela autora.
Os novos alelos que surgiram através de mutações são alvos de um segundo processo causador de variação: a
recombinação, que agrupa os alelos em novas combinações. Ocorre através de dois mecanismos durante a meiose:
distribuição independente e crossing over (quebra dos cromossomos parentais e reunião das partes em novas
combinações), de acordo com a Figura 3 (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
Figura 3 | Crossing over
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Fonte: elaborada pela autora.
Devido à importância de manter a integridade do material genético, nosso organismo possui diversos mecanismos de
reparo do DNA, para abranger todos os tipos de dano.
As mutações podem causar diversas patologias, entre elas, o câncer (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
SURGIMENTO DAS MUTAÇÕES E PROCESSO DE RECOMBINAÇÃO
Com relação ao surgimento das mutações, pode ser espontâneo ou induzido. As mutações espontâneas surgem porque a
estrutura do DNA não é estática, e os átomos de hidrogênio das bases podem mudar de posição e alterar o pareamento. Já
as mutações induzidas são causadas por agentes externos (mutágenos) (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
As mutações espontâneas são causadas por erros na replicação do DNA ou provocadas pelo próprio ambiente celular
(Figura 4). Dentre os erros na replicação do DNA, encontra-se a tautomerização: mudança da forma das bases de acordo
com a posição dos seus átomos. A forma mais frequente e estável das bases é a forma ceto, mas, raramente, pode mudar
para formas imino ou enol, alterando o padrão de pareamento e causando uma mutação. Também pode ocorrer a
derrapagem na replicação, que causa a repetição de trinucleotídeos (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
A expansão de trinucleotídeos é a causa da Doença de Huntington. A intensidade da doença varia conforme o número
de repetições e, devido à instabilidade dos trinucleotídeos nas células somáticas e entre gerações, ocorre o fenômeno
da antecipação: a doença �ca mais grave ou tem início mais cedo em gerações sucessivas conforme aumenta a
quantidade de cópias de trinucleotídeos.
O ambiente celular também pode causar mutações espontâneas: reações químicas do DNA com a água podem levar à
despurinação (perda de uma purina) e desaminação (remoção do grupo amina, convertendo citosina em uracila, adenina
em hipoxantina e guanina a xantina, o que altera o pareamento das bases). As espécies reativas de oxigênio podem causar
diversos danos ao DNA, como conversão da timina em timina glicol (que não faz par com nenhum nucleotídeo) (SNUSTAD;
SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
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Figura 4 | Mutações espontâneas
Fonte: elaborada pela autora.
As mutações induzidas podem ocorrer pela ação de métodos químicos ou físicos (Figura 5). Dentre os químicos, os agentes
alquilantes adicionam grupos alquil, metil ou etil às bases, alterando o pareamento. Os adutos volumosos ligam-se à
guanina e provocam sua liberação, criando um sítio apurínico, enquanto os análogos de base incorporam-se à sequência de
DNA e geram erros de pareamento. Os agentes intercalantes distorcem a forma do DNA e prejudicam o funcionamento da
DNA polimerase. Considerando os agentes físicos, a luz ultravioleta forma dímeros de timina (as bases ligam-se na mesma
cadeia, ao invés de se ligar na �ta complementar), que bloqueiam a DNA polimerase. Por �m, a radiação ionizante gera
espécies reativas de oxigênio, que alteram o pareamento das bases e quebram ligações glicosídicas gerando sítios abásicos
(apurínicos ou apirimidínicos) (GRIFFITHS, 2022).
Figura 5 | Mutações induzidas
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Fonte: elaborada pela autora.
As mutações nos genes que controlam o ciclo celular podem causar câncer, pois as células passam a se dividir
descontroladamente. De maneira geral,dois grupos de genes são afetados: os oncogenes e os genes supressores tumorais.
Mutações nos oncogenes promovem ativamente a divisão celular, enquanto mutações nos genes supressores tumorais
impedem a repressão do ciclo celular (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
Considerando o processo de recombinação, abordaremos dois modelos. O Modelo de Holliday propõe a quebra de
�lamentos únicos da molécula de DNA parental através de uma endonuclease, sendo que esses segmentos são deslocados
pela DNA helicase e proteínas de ligação uni�lamentares. Esses �lamentos trocam de par (com a participação da RecA) e
emparelham-se com o �lamento complementar. Por �m, o DNA ligase solda os novos �lamentos. Caso as quebras não
ocorram exatamente no mesmo lugar dos dois cromossomos, os ajustes são feitos por exonucleases e DNA polimerases.
Durante o processo, são formados intermediários de recombinação com o formato da letra X, chamados de formas chi
(Figura 6). Já o modelo de quebra bi�lamentar de crossing over propõe que as quebras não são uni�lamentares; ocorrem
quebras bi�lamentares iniciais que se alargam, originando lacunas nos dois �lamentos. As terminações uni�lamentares
produzidas invadem a dupla hélice intacta e deslocam os segmentos do �lamento homólogo (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Figura 6 | Esquema do Modelo de Holliday
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Fonte: elaborada pela autora.
PROCESSO DE REPARO E AS CONSEQUÊNCIAS DA MUTAÇÃO
As mutações cromossômicas numéricas são a principal causa genética de aborto, defeitos de nascença e de�ciências de
desenvolvimento. Dentre as aneuploidias, temos diversos tipos de manifestações, como as trissomias, em que ocorre a
triplicação de um dos cromossomos (2n + 1) (Síndrome de Down é um exemplo, com a trissomia do cromossomo 21). Na
monossomia, ocorre a ausência de um cromossomo (2n – 1), sendo que nos humanos o único monossômico viável é o
cariótipo 45, X (em que o indivíduo apresenta apenas um cromossomo X e possui a Síndrome de Turner) (GRIFFITHS, 2022).
Considerando os mecanismos de reparo, são classi�cados em vários tipos (Figura 7). O reparo direto consiste em retornar à
base original, como a reversão da alquilação de bases pelas alquiltransferases. No reparo por excisão de bases, a base
dani�cada é detectada por uma DNA glicosilase, que cliva a ligação glicosídica entre a base e o açúcar, criando um sítio
abásico (AP). Então, a AP endonuclease corta a cadeia dani�cada, a DNA polimerase b preenche o espaço e a DNA ligase
solda. Quando o dano no DNA é mais robusto, abrangendo mais de uma base ou distorcendo a hélice do DNA (como os
dímeros de timina), é necessário o reparo por excisão de nucleotídeo. Nesse caso, duas vias podem ocorrer: as proteínas
XPC e XPE detectam o DNA dani�cado (reparo por excisão de nucleotídeo no genoma global), ou a RNA polimerase é
paralisada durante a transcrição e recruta as proteínas CSA e CSB (reparo por excisão de nucleotídeo acoplado à
transcrição). Ambas as vias ativam helicases (que separam as cadeias do DNA ao redor do dano), endonucleases (que clivam
as ligações fosfodiéster envolvidas no dano), DNA polimerases e DNA ligase. Já o reparo por erros de pareamento corrige os
erros que ocorrem durante a replicação do DNA, através da ligação de proteínas ao local do erro: a incisão da cadeia é
ativada, assim como as DNA polimerases e a DNA ligase. Existe também a síntese translesão, em que a DNA polimerase
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paralisa durante a replicação ao encontrar uma lesão e, então, recruta a DNA polimerase translesão (TLS). Entretanto, a TLS
polimerase só consegue adicionar uma quantidade pequena de nucleotídeos e não possui atividade de revisão, sendo mais
propensa a erros (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
Os processos de reparo analisados anteriormente baseiam-se na complementaridade de bases do DNA. Algumas situações,
como a exposição ao raio X, podem quebrar as duas cadeias de DNA, de maneira que não há como se basear na
complementaridade das �tas. Nesses casos, ativa-se o reparo de quebras de cadeias dupla. Existem dois caminhos que
podem ser seguidos: o primeiro se chama junção de extremidades não homólogas, em que proteínas se ligam às
extremidades quebradas e recrutam diversas proteínas e enzimas, como nucleases, DNA polimerases e DNA ligase; o
segundo chama-se recombinação homóloga, em que o cromossomo homólogo é usado como molde para sintetizar a
cadeia de DNA após a quebra (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
Figura 7 | Métodos de reparo do DNA
Fonte: elaborada pela autora.
Defeitos nos mecanismos de reparo podem causar diversas doenças, como o Xeroderma pigmentosum (XP). Os pacientes
acometidos por essa patologia são muito sensíveis à luz solar e possuem aumento da frequência de câncer de pele. Os
genes afetados são necessários para o reparo por excisão de nucleotídeos, de maneira que os pacientes não possuem um
reparo de lesões causadas por UV (dímeros de timina). Diversos tipos de câncer (como o câncer colorretal hereditário sem
polipose ou Síndrome de Lynch) também possuem defeitos no reparo do DNA entre suas causas (SNUSTAD; SIMMONS,
2013; GRIFFITHS, 2022).
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VIDEOAULA
Olá, caro estudante! Neste vídeo, abordaremos as consequências dos diferentes tipos de mutações, assim como veremos
sobre os mecanismos de reparo e recombinação do DNA e sobre a importância desses processos no funcionamento do
corpo humano. Também, discutiremos alguns efeitos do mau funcionamento desses mecanismos, como a presença de
algumas patologias (entre elas, o câncer).
 Saiba mais
No livro disponível na Biblioteca Virtual, Genética, da autora Priscila Perez Domingos, a Seção 3.2, presente na página
100, traz mais informações a respeito de mutação e recombinação gênica. 
No trabalho de conclusão de curso de Carizy Ranna Sousa Aquino Cortez, intitulado Os mecanismos de reparo do DNA
face à mutação proposta por fatores endógenos e exógenos: revisão integrativa de literatura, podemos encontrar mais
informações sobre os mecanismos de reparo do DNA no referencial teórico, das páginas 13 a 29. 
Videoaula
Para visualizar o objeto, acesse seu material digital.
INTRODUÇÃO
Olá, estudante! Na aula de hoje, aprenderemos o motivo de existir tantos mecanismos de regulação da expressão gênica e
os detalhes do funcionamento desses processos. Trataremos dos níveis em que ocorre a regulação, como as etapas da
transcrição, processamento e tradução, e falaremos sobre os principais mecanismos da epigenética, como a acetilação de
histonas e a metilação de DNA. Também, compreenderemos os pequenos RNA, sua função na regulação da expressão
gênica e como podem ser utilizados na pesquisa clínica, como a técnica de RNA de interferência (RNAi), em que é possível
direcionar o silenciamento de determinados RNAm alvo. Acompanhe-me neste aprendizado!
IMPORTÂNCIA DA REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
Por que precisamos regular a expressão dos genes?
Aula 2
EPIGENÉTICA E CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA
Na aula de hoje, aprenderemos o motivo de existir tantos mecanismos de regulação da expressão gênica e
os detalhes do funcionamento desses processos.
28 minutos
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https://biblioteca-virtual-cms-serverless-prd.s3.us-east-1.amazonaws.com/ebook/835-genetica.pdf
http://bia.ifpi.edu.br:8080/jspui/bitstream/123456789/223/2/2018_tcc_crsacortez.pdf
Os seres humanos possuem uma grande quantidade de genes, mas nem todos eles precisam estar sendo expressos a todo
momento e em todas as células. Como a produção de proteínas demanda muita energia, o controle da expressão gênica
faz-se necessário (NELSON; COX, 2011).
Quando a regulação ocorre?
Essa regulação pode ocorrer em diversos níveis: na transcrição, no processamento ou na tradução. Entretanto, os processos
que agem a nível da transcrição são os mais conhecidos, visto que a transcrição é o primeiro processo da expressão gênica.
Além disso, a regulação no início da transcriçãopermite o controle da expressão de vários genes (NELSON; COX, 2011;
SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Relembrando: transcrição é o processo de produção de RNA a partir de uma molécula de DNA.
Entretanto, há um mecanismo de regulação tradicional muito importante: os pequenos RNAs (que podem ser siRNA ou
miRNA), que têm como objetivo o silenciamento ou a degradação de genes.
A expressão gênica pode ser classi�cada em dois tipos:
Constitutiva: quando os genes são de manutenção, tendo que ser expressos a todo momento.
Regulada: os níveis dos produtos gênicos variam de acordo com os sinais moleculares. Nesse caso, ocorre indução
quando há aumento da expressão desse produto, e repressão quando há redução (NELSON; COX, 2011).
Vamos ver alguns conceitos essenciais para entender a epigenética, que é outro mecanismo de regulação da expressão
gênica?
Organização da cromatina
Os cromossomos são constituídos de DNA e proteínas, sendo que esse conjunto é chamado de cromatina (SNUSTAD;
SIMMONS, 2013).
CROMATINA = DNA + PROTEÍNAS
Relembrando: os cromossomos são compostos por �lamentos de DNA envoltos em proteínas, ou seja, o DNA é
empacotado, e uma unidade básica de empacotamento do DNA se chama nucleossomo (composto por histonas, principais
proteínas envolvidas no DNA, e o próprio DNA). O �lamento de DNA é uma dupla-hélice, composto por pares de bases (A, T,
C, G). Pedaços de DNA são chamados de genes, conforme Figura 1.
Figura 1 | Estrutura dos cromossomos até pares de bases
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Fonte: Pixabay.
A maior parte das proteínas da cromatina são as histonas, que podem sofrer modi�cações covalentes que alteram a
expressão dos genes (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Outro ponto que in�uencia na expressão dos genes é a estrutura da cromatina. A cromatina pode estar em duas formas:
heterocromatina, quando está muito condensada e é transcricionalmente inativa, e eucromatina, menos condensada e
acessível às proteínas e enzimas envolvidas na transcrição (NELSON; COX, 2011).
A remodelagem da cromatina gera mudanças que interferem na transcrição e envolve, por exemplo, metilação e acetilação
das histonas. A metilação facilita a acetilação, a qual, por sua vez, reduz a a�nidade do nucleossomo pelo DNA, facilitando a
transcrição. Os nucleossomos também podem ser deslocados, processo que ocorre através de um complexo de proteínas
SWI/SNF. Esse deslocamento facilita a ligação dos fatores de transcrição (NELSON; COX, 2011).
A cromatina também pode ser desativada, através de desacetilação das histonas e de outro mecanismo que ocorre no DNA:
o próprio DNA também pode sofrer modi�cações covalentes, a metilação de CpG (pares de bases C:G), que provoca a
inativação do gene em questão (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Então, o que é a epigenética?
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Como essas modi�cações (como metilação do DNA e acetilação das histonas) não ocorrem na estrutura básica do DNA
(sequência de nucleotídeos), são chamadas de epigenética (o pre�xo grego “epi” signi�ca “acima”) (SNUSTAD; SIMMONS,
2013).
MECANISMOS UTILIZADOS NA REGULAÇÃO
Como ocorre a regulação na transcrição?
O primeiro passo é a ligação da RNA polimerase ao DNA. Essa ligação ocorre em um local chamado promotor e,
dependendo da sequência nucleotídica do promotor, a a�nidade da RNA polimerase a esse local varia. Por exemplo, os
genes de manutenção são sempre expressos, mas a quantidade do produto gênico pode variar. Essa variação é de�nida
pela sequência do promotor, que pode fazer com que a RNA polimerase se ligue com maior ou menor a�nidade. Com
relação aos genes que não são de manutenção, além da sequência do promotor, há também a interferência de proteínas
reguladoras que melhoram ou pioram a interação da RNA polimerase com o promotor (NELSON; COX, 2011).
Nos eucariotos, é necessário um conjunto de fatores de transcrição ligados ao promotor para que a RNA polimerase atue.
Essas proteínas ligam-se ao promotor e facilitam o alinhamento da RNA polimerase na sequência de DNA. Possuem um
domínio de ligação ao DNA e outro domínio que facilita a transcrição, abrindo caminho para a RNA polimerase. Os fatores
de transcrição possuem motivos estruturais característicos que são importantes para a associação com o DNA, como dedos
de zinco, hélice-volta-hélice, zíper de leucina e hélice-alça-hélice. Essas proteínas podem formar heterodímeros e,
dependendo da concentração destes, a expressão gênica pode ser modulada (NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS,
2013).
Além dos fatores de transcrição basais, temos fatores de transcrição especiais:
Repressores: ligam-se ao DNA e bloqueiam a RNA polimerase, processo chamado de regulação negativa. Para que o
repressor consiga se ligar ao DNA, é necessário o “efetor”, que se liga ao repressor e causa uma mudança
conformativa, permitindo sua ligação.
Ativadores: facilitam a ligação da RNA polimerase ao DNA – regulação positiva. Ligam-se a regiões do DNA chamadas
de intensi�cadores (enhancers) e precisam de coativadores para conseguir se comunicar com o complexo formado
pela RNA polimerase e os fatores de transcrição. Podem ser sensíveis à ligação de moléculas sinalizadoras, permitindo
que o ambiente celular in�uencie a transcrição. Muitas vezes, é a ligação do ativador que permite a ação da RNA
polimerase. (NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
A maioria dos nossos genes precisam de ativação para serem transcritos. Isso ocorre por diversos motivos, entre eles, a
grande quantidade de genes que possuímos, portanto é mais econômico em termos de energia ativar os que são
necessários no momento (NELSON; COX, 2011).
Um exemplo de sinal que pode in�uenciar na expressão gênica são os hormônios. Os hormônios esteroides, como a
progesterona, atravessam a membrana plasmática diretamente e se ligam a receptores intracelulares, que são ativadores
transcricionais. Esse complexo hormônio-receptor liga-se a sequências no DNA chamadas de elementos de resposta a
hormônios, alterando a expressão gênica (NELSON; COX, 2011).
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No processamento do RNA, o processo de splicing alternativo também pode ser considerado um mecanismo de regulação
da expressão gênica, ao remover determinados íntrons. Por exemplo, se forem removidos dois íntrons sucessivos, o éxon
entre eles também será removido (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
A estabilidade do RNAm no citoplasma também é um ponto de regulação. As caudas poli (A) e a sequência da região 3’UTR
interferem na estabilidade do RNAm (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Na tradução, a regulação da expressão gênica ocorre, principalmente, pelo mecanismo de RNA de interferência (RNAi).
Qual a origem dos RNAi?
Os genes que codi�cam para esses RNA são chamados de mir, que contêm trechos curtos repetidos de nucleotídeos em
sentidos opostos. Quando o RNA é transcrito, forma uma estrutura de grampo, que é clivada por uma enzima chamada
DROSHA e vai para o citoplasma, onde dá origem ao RNAi (NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
COMO PODEMOS APLICAR AS TÉCNICAS DA REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA E SEUS
POSSÍVEIS EFEITOS
Regulação da tradução
Embora a regulação pela transcrição seja mais frequente, há alguns casos em que a regulação pela tradução se faz
necessária:
Genes muito longos, que demorariam horas para serem transcritos e processados.
Células sem núcleo, como os reticulócitos (eritrócitos imaturos), em que a regulação da transcrição não é possível.
Alguns genes são regulados tanto a nível transcricional quanto traducional, sendo que o último realiza um ajuste �no
(NELSON; COX, 2011).
Dentre os mecanismos que os seres humanos possuem, encontra-se a regulação da expressão gênica mediada por RNA:
RNA de interferência (RNAi) (NELSON; COX, 2011).
Esse sistema tem como objetivo silenciar ou degradar RNAm alvos. Surge a partir de moléculas de RNA bi�lamentares, que
são clivadas (por uma enzima chamada DICER) em pequenos pedaços de RNA bi�lamentares: RNA de interferência curto
(siRNA) ou microRNA (miRNA). No citoplasma,essas moléculas de siRNA ou miRNA são incorporadas a
ribonucleoproteínas, onde perdem um de seus �lamentos. O �lamento simples de RNA que sobrou liga-se ao RNAm alvo
através da complementaridade de bases. Então, o complexo RNA-proteína não pode ser transcrito, e esse complexo é
chamado de complexo de silenciamento induzido por RNA (RISC) (SNUSTAD; SIMMONS, 2013). Dependendo se o
pareamento com o RNAm alvo é perfeito ou não, o RNA associado à RISC é siRNA ou miRNA, conforme Figura 2.
Figura 2 | siRNA ou miRNA?
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Fonte: elaborada pela autora.
São úteis para controlar o ritmo do desenvolvimento, proteger contra a invasão por vírus RNA e controlar os transpósons
(NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
A existência dos miRNA deu origem a uma técnica chamada de RNA de interferência (RNAi). O investigador introduz em um
organismo uma sequência de RNA de �ta dupla. Essa sequência é clivada pela DICER, dando origem a pequenos RNAi que
se ligam ao RNAm alvo, silenciando-o (NELSON; COX, 2011).
Epigenética: modi�cação das histonas
Além de possuir a cromatina mais relaxada, regiões dos cromossomos que estão ativas para transcrição possuem um
padrão especí�co de histonas, em que estas se encontram metiladas e acetiladas. As enzimas histona acetiltransferases
(HAT) são as enzimas responsáveis por acetilar as histonas. Essa acetilação aumenta a expressão gênica, provavelmente
porque os grupos acetila afrouxam a associação entre o DNA e as histonas. Antes da acetilação, parece haver uma
fosforilação das histonas (NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Epigenética: metilação do DNA
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Além das histonas, o próprio DNA também pode sofrer metilação nas sequências CpG (p representa a ligação fosfodiéster).
Cerca de 40% dos pares de bases do DNA são G:C, e desses, de 2 a 7% são metilados. O DNA ativo encontra-se submetilado
ou não metilado, enquanto o DNA metilado está reprimido (NELSON; COX, 2011; SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Um possível mecanismo para essa repressão é que proteínas especí�cas se ligam aos CpG metilados e impedem a
transcrição. Durante a divisão celular, o padrão de metilação é passado para as células-�lha, assim como a acetilação das
histonas (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
VIDEOAULA
Olá, caro estudante! No vídeo de hoje, falaremos sobre regulação da expressão gênica. Abordaremos alguns conceitos
iniciais e explicaremos os mecanismos envolvidos. Também, discutiremos sobre RNA de interferência e como ele pode ser
utilizado, além de citarmos o tópico de epigenética, quando veremos essas alterações que não modi�cam a sequência do
DNA.
 Saiba mais
No artigo intitulado Interferência por RNA: uma nova alternativa para terapia nas doenças reumáticas, de França e
colaboradores, podemos encontrar mais informações sobre a técnica de RNA de interferência, assim como sua
aplicação em patologias, como as doenças reumáticas. 
Além disso, temos mais informações sobre a utilização prática do RNAi no artigo A nova grande promessa da inovação
em fármacos: RNA interferência saindo do laboratório para a clínica, de Carlos Frederico Martins Menck. 
Videoaula
Para visualizar o objeto, acesse seu material digital.
INTRODUÇÃO
Olá, estudante! Na aula de hoje, aprofundaremos o estudo da epigenética, entrando em mecanismos que são diferentes,
dependendo do sexo do genitor: o chamado imprinting genômico, em que temos padrões de metilação diferentes,
dependendo se o cromossomo veio da mãe ou do pai. Também, abordaremos algumas doenças causadas por mutações
Aula 3
EPIGENÉTICA E SUA CORRELAÇÃO CLÍNICA
Na aula de hoje, aprofundaremos o estudo da epigenética, entrando em mecanismos que são diferentes,
dependendo do sexo do genitor: o chamado imprinting genômico, em que temos padrões de metilação
diferentes, dependendo se o cromossomo veio da mãe ou do pai.
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https://www.scielo.br/j/rbr/a/QMNDF9KH6tFqZhXfz6zjfGs/abstract/?lang=pt
https://www.scielo.br/j/ea/a/ppDj6ZYCfwwtFNYncrSskRL/abstract/?lang=pt
que ocorrem nesses genes imprintados e detalharemos os mecanismos que podem causar essas patologias. Esse é um
tópico muito presente no dia a dia, visto que o interesse pelos efeitos da alimentação e das atividades físicas no genoma
vem aumentando na sociedade, o que promove o aumento da procura por pro�ssionais que estejam atualizados a respeito
desse assunto.
IMPRINTING GENÔMICO
Epigenética e imprinting
A passagem de material genético da mãe e do pai para o �lho não é exatamente igual, e a razão dessa diferença entre os
genitores deve-se a mecanismos da epigenética.
O que é imprinting genômico?
O imprinting consiste em “marcas” epigenéticas que estão presentes em apenas um dos cromossomos parentais. É um
processo natural, que ocorre durante a gametogênese. Para �car mais fácil de visualizar, imaginaremos a seguinte situação:
um homem e uma mulher terão um �lho (conforme representado na Figura 1). Tanto o gameta do homem
(espermatozoide) quanto o da mulher (óvulo) fornecerão para o zigoto 22 cromossomos, além do cromossomo sexual.
Suporemos que um desses cromossomos apresenta o gene A. No óvulo da mãe, esse gene encontra-se metilado
(representado pelo sinal de “proibido”), ou seja, não será expresso. Já no espermatozoide do pai, esse gene não está
metilado, ou seja, será expresso. A expressão desse gene está condicionada ao sexo do genitor: nas mulheres, sempre
estará silenciado, enquanto nos homens, sempre será expresso (com relação ao processo de formação dos gametas). Esse
fenômeno é conhecido como imprinting genômico, conforme ilustra a Figura 1 (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
Figura 1 | Imprinting genômico
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Fonte: adaptada de Wikicommons.
Agora, focaremos no embrião, conforme a Figura 2. Independentemente do sexo (feminino ou masculino), esse embrião
possuirá um gene A silenciado, vindo da mãe, e um gene A expresso, vindo do pai. Esse padrão de expressão estará
presente em todas as células somáticas desse embrião. Entretanto, nas suas células germinativas, esse padrão mudará,
dependendo do sexo. Por quê? Porque, em mulheres, o gene A deve estar sempre silenciado, e em homens, o gene A deve
estar sempre expresso (durante a gametogênese). Portanto, nas células germinativas, o padrão de expressão será alterado
de acordo com o sexo (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
Figura 2 | Padrão de imprinting genômico no embrião
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Fonte: adaptada de WikiCommons.
Ou seja, se o embrião se tornar um indivíduo do sexo feminino, seus óvulos deverão apresentar o gene A sempre
silenciado. Dessa maneira, o gene A que está no cromossomo de origem paterna deve ser metilado, para que o óvulo
apresente apenas cromossomos com gene A silenciado (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
Entretanto, se o embrião se tornar um indivíduo do sexo masculino, seus espermatozoides devem apresentar o gene A sem
metilação. Dessa maneira, o gene A que está no cromossomo de origem materna deve sofrer demetilação, para que todos
os cromossomos que estão no espermatozoide apresentem o gene A sem metilação (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD,
2016).
O controle sobre o imprinting parece ser realizado por regiões de controle do imprinting (presentes no DNA), e o
mecanismo parece envolver RNAncs (RNAs não codi�cantes) que iniciam a mudança epigenética na cromatina. Foram
identi�cados cerca de 100 genes “imprintados” no genoma humano (NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
O mecanismo de imprinting está relacionado a algumas doenças, sendo que o fenótipo pode ser diferente, dependendo se
a mutação ocorre no cromossomo materno ou paterno. Essas situações são chamadas de síndromes irmãs, porque a
mutação ocorre no mesmo local do cromossomo, mas, dependendo da origem desse cromossomo, o indivíduo apresenta
características diferentes. Representam exemplos dessa condição as síndromes de Prader-Willi e Angelman (SNUSTAD;
SIMMONS, 2013).
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EFEITOS DA EPIGENÉTICA
Os mecanismos epigenéticos podem ter efeitos a longo prazo e serem passados de célula para célula e até mesmo de
geração para geração, mas podem também ser mais dinâmicos e transitórios, respondendo a mudanças que ocorrem no
ambiente celular e podem até ser reversíveis (COUTO et al., 2014).
Os padrões de epigenética são in�uenciados por hábitos de vida, como alimentação, atividades físicas, fatores ambientais,
entre outros. As alterações epigenéticas causadas por esses hábitos podem ser passadas de geração para geração: por
exemplo, as modi�cações epigenéticas causadas nos pais podem passar para seus �lhos (SNUSTAD; SIMMONS, 2013;
COUTO et al., 2014; NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
Caso haja alguma mutação na região em que os genes são imprintados, pode haver o surgimento de algumas doenças, que
podem ser chamadas de doenças irmãs ou síndromes irmãs. Esse nome é sugerido porque são doenças causadas pela
mesma mutação, na mesma região do cromossomo, mas que possuem fenótipos diferentes. Essa diferença se deve à
expressão diferenciada dos genes de acordo com a origem do cromossomo (paterno ou materno) (COUTO et al., 2014).
Para entender melhor, imaginaremos um cromossomo com dois genes: A e B (conforme Figura 3).
Figura 3 | Esquema de cromossomo
Fonte: adaptada de Wikicommons.
Esses genes possuem diferentes padrões de expressão de acordo com o genitor (imprinting): o gene A é silenciado na mãe,
e o gene B é silenciado no pai, conforme Figura 4.
Figura 4 | Silenciamento de genes
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Fonte: adaptada de Wikicommons.
Agora, suporemos que houve uma mutação nessa região que engloba os genes A e B. Se a mutação ocorrer no
cromossomo de origem materna, o indivíduo não expressará o gene B (o gene A já estava silenciado normalmente, devido
ao imprinting). Entretanto, se em um outro indivíduo a mutação ocorrer no cromossomo de origem paterna, esse indivíduo
não expressará o gene A (COUTO et al., 2014).
Faço aqui uma observação: em ambos os casos, estamos supondo que a mutação ocorreu em apenas um cromossomo, ou
seja, o gene do outro cromossomo, que não sofreu mutação, será expresso. Por exemplo, o primeiro indivíduo possui dois
cromossomos, um de origem materna e outro de origem paterna. Considerando que a mutação ocorreu no cromossomo
de origem materna, nem o gene A nem o gene B serão expressos nesse cromossomo (o gene A devido ao imprinting, e o
gene B devido à mutação). Entretanto, esse indivíduo apresenta o outro cromossomo desse par, o cromossomo de origem
paterna. Como esse não sofreu mutação, o gene A será expresso normalmente (o gene B não, pois sofreu imprinting). Já no
segundo indivíduo, em que houve mutação no cromossomo paterno, haverá expressão no outro cromossomo (materno) do
gene B (COUTO et al., 2014).
Dessa maneira, temos dois indivíduos com mutações iguais, na mesma região do cromossomo, mas com fenótipos
diferentes: o primeiro indivíduo possui o produto do gene A, enquanto o segundo não; e o segundo indivíduo apresenta o
produto do gene B, enquanto o primeiro não. Dependendo das funções desses produtos, diferentes patologias ocorrerão
(COUTO et al., 2014).
Tal situação ocorre nas síndromes de Prader-Willi e Angelman, em que há uma ausência da região 15q11-q13. A diferença
entre as síndromes é que, na Prader-Willi, a ausência ocorre no cromossomo 15 de origem paterna, enquanto na síndrome
de Angelman ocorre no cromossomo 15 de origem materna. Portanto, como temos a expressão de diferentes genes, temos
a expressão fenotípica diferente em cada uma dessas doenças (COUTO et al., 2014).
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DOENÇAS RELACIONADAS À EPIGENÉTICA
Muitos estudos têm mostrado que as alterações epigenéticas podem causar doenças humanas, por exemplo, no câncer,
alguns genes são hipometilados, enquanto outros são hipermetilados (COUTO et al., 2014).
As síndromes irmãs de Prader-Willi e Angelman, tratadas anteriormente, são caracterizadas por distúrbios no
desenvolvimento (mas possuem fenótipos diferentes) e possuem uma frequência de 1/20000. O mecanismo mais comum
que causa essas doenças é uma deleção na região 15q11-q13 (COUTO et al., 2014; GRIFFITHS, 2022).
Falando especi�camente sobre a Síndrome de Angelman, além da deleção no cromossomo materno, outro mecanismo que
pode ocorrer é a dissomia uniparental paterna: quando o indivíduo recebe as duas cópias do cromossomo do pai. Como as
duas cópias estão metiladas, o indivíduo �ca sem o produto funcional do gene. Um terceiro mecanismo é uma mutação de
ponto no principal gene responsável pelo fenótipo da síndrome, o gene UBE3A, que está envolvido no desenvolvimento
inicial do cérebro. Esse gene está normalmente metilado no cromossomo paterno, sendo que indivíduos saudáveis
possuem uma cópia funcional desse gene expressa no cromossomo materno. Como os indivíduos com a Síndrome de
Angelman não possuem essa cópia do cromossomo materno (devido à deleção, mutação ou dissomia), eles não têm
nenhuma expressão desse gene. Com relação ao fenótipo, inclui atraso mental, crises convulsivas e comportamentos
característicos (COUTO et al., 2014; GRIFFITHS, 2022).
Com relação à Síndrome de Prader-Willi, a razão da ausência da região no cromossomo paterno pode ser por deleção ou
por dissomia uniparental materna, em que o paciente recebe duas cópias do cromossomo materno (ambas com a região
metilada e, portanto, silenciada). Os principais genes afetados são os genes SNRPN e NDN, que possuem função no
desenvolvimento cerebral. Considerando que eles são normalmente silenciados na cópia materna, os indivíduos
precisariam da cópia paterna para ter o produto gênico. Quando isso não ocorre, temos a Síndrome de Prader-Willi. Com
relação ao fenótipo, está associado à obesidade grave (COUTO et al., 2014; GRIFFITHS, 2022).
Outra síndrome que ocorre em decorrência de alterações na epigenética é a Síndrome de Beckwith-Wiedemann. Nessa
doença, a região cromossômica afetada (11p15) possui dois genes de interesse: IGF2, que codi�ca para o fator de
crescimento semelhante à insulina tipo 2, e o gene H19, que codi�ca para um inibidor de IGF2. Um dos mecanismos que
ocorre é a hipermetilação de H19, fazendo com que haja uma hiperativação de IGF2 e promovendo um fenótipo de
gigantismo nos pacientes. Outro mecanismo é uma mutação de ponto nos genes NSD1 e CDKN1C (envolvidos no
desenvolvimento e ciclo celular) (COUTO et al., 2014; NUSSBAUM; MCINNES; WILLARD, 2016).
A epigenética também vem sendo estudada no campo da psiquiatria. Através da interação entre o componente genético e
fatores ambientais, a epigenética seria uma possibilidade de explicação da causa de transtornos psiquiátricos. A pesquisa
nesse campo tem focado na interação gene-ambiente, entendendo que os componentes genéticos e os fatores ambientais
aumentam ou diminuem o risco de causar o transtorno, ao invés de ser simplesmente a causa determinante (FREITAS-
SILVA; ORTEGA, 2014).
VIDEOAULA
Caro estudante, vamos revisar como funciona a epigenética e a sua importância para a área da saúde? Neste vídeo, você
verá os mecanismos que envolvem o imprinting genômico e as doenças que podem resultar de alterações nesse processo.
Dentre elas, estão patologias, como as síndromes de Prader-Willi, Angelman e Beckwith-Wiedemann.
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 Saiba mais
No artigo Imprinting: Genes de pai e mãe não são igualmente expressos – implicações para doenças genéticas e
síndromes irmãs, você pode entender mais sobre os mecanismos do imprinting e sobre as doenças que podem ser
causadas quando ocorrem alterações nos genes imprintados. 
No artigo A epigenética como nova hipótese etiológica no campo psiquiátrico contemporâneo, você pode compreender
melhor como a epigenética pode ser uma explicação para as síndromes psiquiátricas. 
Videoaula
Para visualizar o objeto, acesse seu material digital.
INTRODUÇÃO
Olá, estudante! Na aula de hoje, aprenderemos o conceito de transposonsou elementos transponíveis, assim como sua
classi�cação. Abordaremos a importância desses elementos e quais tipos de distúrbios e doenças eles podem causar, caso
haja alguma alteração. Veremos quais são os tipos presentes em seres humanos e qual seu mecanismo de ação, assim
como as diferenças entre os transposons de classe I (transposons de DNA) e transposons de classe II (elementos
semelhantes a retrovírus ou retroposon). Por �m, aprenderemos como podem ser utilizados na prática, em pesquisa e em
terapia gênica. Vamos lá!
O QUE SÃO TRANSPOSONS
O que são os transposons e em que organismos estão presentes?
Transposons ou elementos transponíveis são sequências de DNA que mudam de lugar no genoma. Estão presentes em
bactérias, fungos, protistas, vegetais e animais (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Em que frequência estão presentes no genoma humano e qual sua função?
Os transposons são mais de 40% do genoma humano e possuem função na estrutura dos cromossomos e modulação dos
genes (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Como podem ser classi�cados?
Os transposons podem ser classi�cados em três categorias:
Aula 4
ELEMENTOS DE TRANSPOSIÇÃO (TRANSPOSONS)
Na aula de hoje, aprenderemos o conceito de transposons ou elementos transponíveis, assim como sua
classi�cação.
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https://portalrevistas.ucb.br/index.php/rmsbr/article/view/4924#:~:text=Essa%20consequ%C3%AAncia%20%C3%A9%20exemplificada%20no,do%20pai%20resulta%20na%20segunda
https://www.scielo.br/j/physis/a/bmZjxdjLrmGWpdHJp6prK7N/?lang=pt
1. Cortar e colar: ocorre a excisão de um elemento em uma posição no cromossomo para ocorrer a inserção em outra
posição (no mesmo cromossomo ou em outro). A catálise dessa transposição é feita pela enzima transposase, que é
codi�cada pelo próprio elemento. Estão presentes tanto em procariotos quanto eucariotos.
2. Replicativos: primeiramente, ocorre a replicação do DNA do elemento transponível, e esse DNA que foi replicado se
inserirá em um local do cromossomo. Dessa maneira, a cópia é inserida no novo local, e a outra continua no local
original. São encontrados apenas em procariotos, portanto não serão foco dessa aula.
3. Retrotransposons: ocorre a inserção de cópias do elemento que foram sintetizadas a partir do RNA do elemento. Há
uma transcriptase reversa que utiliza o RNA do elemento como molde. Essa categoria é subdividida: caso esteja
relacionada aos retrovírus, é chamada de elementos semelhantes a retrovírus. Caso contrário, é chamada de
retroposons. São encontrados apenas em eucariotos (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Como os transposons são elementos de DNA que se inserem ao longo do genoma, seus efeitos dependem da região em
que se inserirão. Caso essa inserção ocorra no meio de um gene, isso pode atrapalhar sua expressão, impedindo a
produção de uma proteína que pode ter uma função importante no organismo, provocando o surgimento de alguma
doença (GRIFFITHS, 2022).
Dentre essas doenças, já foi observado o envolvimento de um elemento transponível no câncer de mama, mais
especi�camente devido a uma inserção no gene BRCA2 (um gene supressor de tumor). Além disso, a inserção de
transposons em genes também pode causar a hemo�lia A e B (GRIFFITHS, 2022).
Nos eucariotos, ocorrem dois tipos de transposons, divididos em classe I e classe II. Os transposons da classe I também são
chamados de retrotransposons e podem ser subdivididos em elementos semelhantes a retrovírus (ou transposons LTR,
devido a longos elementos repetitivos presentes na sua extremidade) e retroposons. Ambos utilizam o mecanismo de
transcrição reversa. Já as elementos transponíveis da classe II são chamados de transposons de DNA e operam através do
mecanismo de “cortar e colar”, ou seja, ocorre o corte de uma sequência de DNA em um local do cromossomo, e essa
sequência é colada em outro local desse cromossomo (ou, até mesmo, de outro cromossomo) (GRIFFITHS, 2022).
TIPOS DE TRANSPOSONS
Transposons em bactérias e sua importância para os seres humanos
O principal ponto de importância para os seres humanos é que pode ocorrer troca de genes de resistência a antibióticos, o
que prejudica o tratamento de infecções nos seres humanos (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Existem três tipos principais:
1. Elementos IS: são as sequências de inserção e podem se inserir nos cromossomos e plasmídeos bacterianos. São do
tipo “corta e cola”. Sua estrutura é composta por extremidades terminais invertidas, chamadas de repetições invertidas
terminais. A transposase, codi�cada pelo próprio elemento, cliva os �lamentos de DNA do elemento, para que eles
possam se inserir em outro local. Para que essa inserção ocorra, os �lamentos de DNA de destino devem ser clivados.
Entretanto, essa clivagem não é realizada no mesmo local nas duas �tas de DNA, de maneira que deve ocorrer síntese
de DNA para preencher as lacunas após a inserção do elemento. Isso gera uma duplicação dessa sequência de DNA, o
que é chamado de duplicações de sítio-alvo.
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2. Tranposons compostos: quando há inserção de dois elementos IS próximos, pode haver transposição da região de
DNA que está entre eles, conforme Figura 1.
3. Elemento Tn3: transposons replicativos; são grandes elementos que não têm sequências IS nas extremidades
(SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Figura 1 | Transposon composto bacteriano
Fonte: adaptada de Wikicommons.
Eucariotos
Classe I (Retrotransposon)
Elementos semelhantes a retrovírus
Possuem uma região codi�cadora central e, nas extremidades, possuem repetições terminais longas (LTR) – podem ser
chamados de transposons LTR e estão representados na Figura 2. Essas LTR são limitadas por repetições invertidas curtas,
como as dos outros tipos de transposons. Possuem genes homólogos aos genes encontrados em retrovírus, como gag (que
codi�ca uma proteína da cápsula viral) e pol (codi�ca uma transcriptase reversa). O mecanismo funciona da seguinte
maneira: o RNA é sintetizado a partir do DNA, uma transcriptase reversa usa-o como molde e produz DNA bi�lamentar, que
é inserido em algum lugar do genoma (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Figura 2 | Transposon LTR
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Fonte: adaptada de Wikicommons.
Retroposons
Os retroposons também consistem em elementos que foram transcritos de maneira reversa em RNA a partir de DNA, mas
não têm repetições invertidas nas suas extremidades, e sim uma sequência homogênea de A:T. Em Drosophila, esses
retroposons vão para as extremidades dos cromossomos, os telômeros, para repor o DNA perdido durante a replicação
(SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Classe II (transposons de DNA)
São transposons de “cortar e colar”. Possuem tamanho, estrutura e comportamento diferentes entre os diferentes
eucariotos, mas todos possuem repetições invertidas e criam duplicações de sítio-alvo ao serem inseridos no DNA. Alguns
codi�cam transposase, outros não. Estão representados na Figura 3, junto aos transposons classe I (SNUSTAD; SIMMONS,
2013).
Figura 3 | Transposons de classe I e classe II
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Fonte: adaptada de Wikicommons.
Foram descobertos no milho, através dos elementos transponíveis Ac e Ds: Ds, de dissociação, era o fator causador de
quebras nos cromossomos, mas ele dependia da estimulação pelo Ac, de ativador. Transposons relacionados a Ac/Ds foram
descobertos em outras espécies, inclusive em animais (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Existem mecanismos que reprimem os transposons: RNAs que interagem com proteínas Piki (os RNA são então chamados
de RNA de interação com a proteína Piwi ou piRNA) (SNUSTAD; SIMMONS, 2013; GRIFFITHS, 2022).
DISTÚRBIOS CAUSADOS POR TRANSPOSONS
Seres humanos
Os elementos transponíveis são abundantes no genoma humano, constituindo, no mínimo, 44%:
Retroposons: 33%.
Elementos semelhantes a retrovírus: 8%.
Transposons de DNA (“cortar e colar”): 3% (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
O principal elemento transponível é um retroposon chamado de L1. Pertence a uma classe chamada de elementos
nucleares intercaladoslongos (LINE). A segunda classe mais abundante de elementos transponíveis são os elementos
nucleares intercalados curtos (SINE), que não codi�cam transcriptase reversa e, portanto, são dependentes de LINE para se
multiplicar e se inserir no genoma. Um exemplo é o elemento Alu (que possui esse nome porque tem um sítio-alvo para a
enzima de restrição Alu). Existem mais de um milhão de sequências Alu no genoma, entre os genes e dentro dos íntrons
(GRIFFITHS, 2022).
O genoma humano possui 20 vezes mais DNA derivado de elementos transponíveis do que DNA que codi�ca proteínas.
Entretanto, esses transposons não afetam as funções dos genes por diversos motivos:
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Esses elementos estão inativos na maior parte do tempo, pois os organismos suprimem sua atividade.
Os transposons podem se inserir em éxons, íntrons ou regiões não codi�cadoras; caso se insiram em um éxon e
causem uma mutação que altere a função da proteína, provavelmente essa mutação será removida da população por
seleção darwiniana.
Caso o transposon insira-se em um íntron ou em uma região não codi�cadora, não alterará a expressão do gene (a não
ser que se insira em um elemento regulador).
Se o elemento transponível se inserir em um gene, poderá causar alterações no indivíduo (GRIFFITHS, 2022).
Alguns pesquisadores sugerem que os elementos transponíveis que possuem muitas cópias no genoma encontraram locais
seguros para se inserir: os chamados porto seguros (safe heavens) no genoma. Um exemplo seria a heterocromatina dos
centrômeros, uma região com poucos genes e muito DNA repetitivo (GRIFFITHS, 2022).
O genoma humano possui muitas sequências derivadas de elementos semelhantes a retrovírus, mas, assim como a maioria
dos SINE e LINE, não possuem atividade de transcrição.
Os transposons “cortar e colar” parecem não estar ativos no genoma humano há milhões de anos. Um exemplo são
elementos relacionados ao Ac/Ds do milho (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Qual o signi�cado dos transposons?
Os elementos transponíveis podem atuar como mutágenos, pois se inserem em locais do genoma, podendo causar uma
mutação espontânea. Dependendo do gene onde se inserem, podem causar doenças nos seres humanos. Além disso,
devido a essa característica de inserção, são considerados uma técnica genética de referência para induzir mutações
(SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Também, podem ser usados para “carregar” genes: os transposons compostos, por exemplo, levam genes cujos produtos
não estão relacionados com a transposição. Os elementos P incompletos de Drosophila servem como vetores de
transformação, podendo levar fragmentos de DNA. Os elementos P não são e�cazes em outras espécies, mas alguns
estudos estão utilizando transposons de salmão para estudar terapia gênica em humanos (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Algumas regiões do genoma são mais ricas em transposons do que outras. Em Drosophila, por exemplo, há uma
concentração de elementos transponíveis na heterocromatina (SNUSTAD; SIMMONS, 2013).
Doenças causadas por transposons
Dependendo da região em que os transposons se inserem, eles podem causar doenças, pois podem prejudicar a expressão
de algum gene importante para o funcionamento do corpo humano. Por exemplo:
Inserção de LINEs no gene que codi�ca o fator de coagulação VIII causa hemo�lia A.
Inserções de Alu no gene do fator de coagulação IX causa hemo�lia B; no gene NF1, neuro�bromatose; e no gene
BRCA2, câncer de mama (GRIFFITHS, 2022).
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VIDEOAULA
Caro estudante, vamos revisar o que são os transposons e como funcionam? Nesse vídeo, abordaremos os diferentes tipos
de transposons, quais são as diferenças entre eles, quais seus mecanismos de ação e quais estão presentes em eucariotos.
Também, falaremos sobre os distúrbios que podem ser causados dependendo de onde ocorre a inserção desse transposon,
podendo causar alterações como patologias. Vamos lá?
 Saiba mais
Na tese Filodinâmica de elementos transponíveis e seu uso no controle genético de vetores de doenças infecciosas, por
Felipe Soares Figueiredo, podemos aprender um pouco mais sobre como os transposons podem ser utilizados para
controle de doenças. 
No trabalho de conclusão de curso Análise da expressão e do número de cópias de LINE-1 em neurônios obtidos in
vitro de indivíduos dentro do transtorno do espectro autista, por Kathleen da Silva Souza, podemos aprender mais
sobre a expressão de transposons no espectro autista.
Videoaula
Para visualizar o objeto, acesse seu material digital.
Aula 1
GRIFFITHS, A. J. F. Introdução à Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2022.
NUSSBAUM, R. L.; MCINNES, R. R.; WILLARD, H. F. Thompson & Thompson Genética Médica. Rio de Janeiro, RJ: Elsevier,
2016.
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2013.
Aula 2
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre, RS: Artmed, 2011.
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2013.
Aula 3
COUTO, F. F. S. et al. Imprinting: Genes de pai e mãe não são igualmente expressos – implicações para doenças genéticas e
síndromes irmãs. Revista de Medicina e Saúde de Brasília, v. 3, n. 2, p. 173-84, 2014.
REFERÊNCIAS
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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/26522
https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/63011
Imagem de capa: Storyset e ShutterStock.
FREITAS-SILVA, L. R.; ORTEGA, F. J. G. A epigenética como nova hipótese etiológica no campo psiquiátrico contemporâneo.
Revista de Saúde Coletiva, v. 24, n. 3, p. 765-786, 2014.
GRIFFITHS, A. J. F. Introdução à Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2022.
NUSSBAUM, R. L.; MCINNES, R. R.; WILLARD, H. F. Genética Médica. Rio de Janeiro, RJ: Elsevier, 2016.
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2013.
Aula 4
GRIFFITHS, A. J. F. Introdução à Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2022.
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2013.
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https://storyset.com/
https://www.shutterstock.com/pt/