Mutação Reparo e Recombinação Molecular

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Mutação,reparo erecombinação molecular
domaterialgenético
VitorHugoMoreaudaCunha
MutaçãoereparodoDNA
AlteraçãocovalentedoDNA
levaapareamentoserrôneos,
causandomutações
Tiposeefeitosdemutaçõespontuais
Mutaçõescaracterizadasparaafibrosecística
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Reparoporexcisãodebase
DNAglicosilase
Endonuclease
DNApolimerase
DNAligase
FormaçãodeparesdetimidinaporradiaçãoUV
Correçãoatravésda
atividadedafotoliase
Reparoporexcisãodenucleotídios
excinuclease
helicase
DNApolimerase
DNAligase
Identificaçãodafitamãepara
correçãodeerrosnafitafilha
(metilação) 
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Cromossomosnãosãounidadesdemutaçãogenética!
-- Manutençãodadiversidadegenética
-- SistemasespecializadosdereparodoDNA
-- Inserçãodomaterialgenéticomóvelemcertosorganismos
-- Regulaçãodaexpressãodecertosgenes
-- Rearranjogenéticoprogramadoduranteodesenvolvimento
Recombinaçãogenética
-- Recombinaçãohomóloga
-.Contribuiparaadiversidadegenéticadaspopulações.
-.Promoveaassociaçãofísicaentreascromátidesirmãs
quepossibilitaasegregaçãocorretadoscromossomosna
primeiradivisãomeiótica.
-.ContribuiparaoreparodoDNA.
-- Recombinaçãosítio-específica
-.Regulaçãodaexpressãogênicaduranteodesenvolvimento.
- Transposiçãodeelementosgenéticosmóveis
.Aquisiçãoouinserçãodecaracterísticasgenéticasno
genomacelular.
.Contribuiparaadiversidadegenética.
Célula
diplóide
PrófaseI
Replicação
Primeira
divisão
Segunda
divisão
Gametas
haplóides
Parhomólogo
Tétrade Pontoderecombinação
(quiasma)
Recombinaçãogenética
2n Gametasgeneticamentedistintos
Recombinaçãohomóloga FormaçãoderegiõeshíbridasdeDNA
Heteroduplex
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HibridizaçãodoDNA
Amostra2Amostra1 Misturare
resfriar
Amostra1
Amostra2
Híbrido
Recombinaçãohomóloganameiose
Clivagemcomendonuclease
Degradaçãolimitadaporexonucleases
Pareamentodafitasimplescomocromossomomaterno
PolimerizaçãodaprimeirafitadeDNA
PolimerizaçãodasegundafitadeDNA
Resoluçãoporligaçãoeclivagemdasfitas
Paterno
Materno
PapeldasproteínasRecABCD
PapeldaproteínaRecA
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AtividadeATPásica deRecA
MigraçãoespontâneadopareamentoxMigraçãomediadaporRecA
3´
3´
3´
3´
3´5´
5´
MecanismodeaçãodeRecA
HomólogosdeRecA emeucariotos
- Eucariotos possuempelomenos7proteínas
homólogasaRecA comdiversasproteínasacessórias.
- Rad51é umahomólogaaRecA degrande
importânciaemleveduras,camundongosehumanos.
- OsgenesBRCA1eBRCA2codificamproteínas
acessóriasaRad51.
Modelodecrossing-over ejunçãode
Holliday
JunçãodeHolliday
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JunçãodeHolliday MigraçãodajunçãodeHolliday
- ProteínasRuvA eRuvB (ATPase).
ResoluçãodajunçãodeHolliday
- ProteínaRuvC (nuclease).
RuvC
RuvC
Resoluçãopreferencial
emmitose(reparo)
Resoluçãopreferencialem
meiose(recombinação)
JunçãodeHolliday produzindo
crossing-over cromossômico
FormaçãodajunçãodeHolliday
- RecBCD eRecA
Ligaçãoeprimeiraisomerização
Segundaisomerização
Clivagem
- RuvC
Recombinaçãocompleta
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Recombinaçãosítio-específica
- Movesequências nucleotídicas especializadas,
chamadaselementosgenéticosmóveisentresítiosnão
homólogosdogenoma.
- Podealteraraordemdosgenesemesmoadicionar
informaçõesaogenoma.
- Arecombinaçãopodeocorrerentrepontosdistintosde
ummesmocromossomoouentredoiscromossomosdistintos.
- Algunsdesteselementossãovírusnosquaisa
recombinaçãosítio-específica é utilizadaparaintegrarseu
materialgenéticonogenomadacélulahospedeira.
- Podeocorreratravésdedoismecanismos:
.Transposicional
.Conservativa
Recombinaçãosítio-específica transposicional
Transposons
Transposons
L1(humano)SemoveviaRNA
geralmenteproduzidopor
promotorvizinho
Codificaaenzima
transcriptase reversa
Retrotransposons
nãoretrovirais
THE-1
(humanos)
SemoveviaRNA
produzidopelopromotor
LTR
Codificaaenzima
transcriptase reversa
Retrotransposons
tiporetroviral
ElementoP
(Drosophila)
SemovecomoDNApor
excisãoouseguindoum
caminhoreplicativo
Codificaaenzima
transposase
Transposons de
DNA
ExemploTipodemovimentoGenesnoelemento
móvelcompleto
Classeeestrutura
Transposon deDNA
Transposon no
cromossomo
doador
Pequenassequências
invertidas
Complexo
transposase ativo
Cromossomo
doadorclivado
Cromossomo
doadorrecomposto
Transposase
dimérica
Cromossomo
alvo
Transposon
integrado
Repetiçõesdiretascurtasno
cromossomoalvo
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Retrotransposon tipo-retrovírus
Transcrição
reversa
Integração
nogenoma
Retrotransposon nãoretrovíral
Transcrição
Traduçãoda
transcriptase
reversa
TR
Transcrição
reversa
Múltiplasviasde
produçãoeintegração
dasegundafitadeDNA
Recombinaçãosítio-específica conservativa
Integração
Excisão
Inversão
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Fibrosecística:
- AlteraçãonogeneCFTR(reguladordecondutância
transmembranar).
- Canaldecloretocom1.480resíduosdeaminoácidos.
-27éxonscommaisdemilmutaçõescaracterizadas.
1630GGCACCATTAAAGAA AATATCATCTTTGGTGTTTCCTATGATGAATATAGATACAGAAGC
500 GTIKE NII F GVSYDEYRY RS
5'-TTATAGTAGAAACCACAAAGGAT-3'
Tm=4(G+C)+2(A+T) 
1630GGCACCATTAAAGAA AATATCATCGGTGTTTCCTATGATGAATATAGATACAGAAGC
500 GTIKE NIIGVSYDE YRYRS
5'-TTATAGTAGAAACCACAAAGGAT-3'
64oC
32oC