Mutações

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Mutações: 
Mudanças herdadas (replicada) na sequência de nucleotídeos OU estrutura do DNA. 
Transmitidas de célula – célula (mitose/ meiose) 
 geração – geração (reprodução) 
 
1. Mudança na estrutura do DNA. 
2. Mudança precisa ser replicada. 
 
Nomenclatura: 
 Antes da seta: par de bases original (sequência original). 
 Após a seta: par de bases (sequência mutada). 
T.A (sequencia original/ selvagem) ---- C.G (sequência mutante) 
 
Importância da Mutação: 
 A variabilidade genética é a matéria-prima sob a qual a evolução trabalha. Sendo a 
mutação fonte de toda a nova variação genética. 
 Doenças genéticas; 
 Elucidação de padrões de herança (Mendelismo); 
 Estudo de fenômenos biológicos – mapas metabólicos, função biológica da proteína. 
 
Classificação das Mutações: 
1. Tipo de células: 
 Célula germinativa: célula que, por meiose, dá origem aos gametas. 
 Célula somática: célula não reprodutiva. 
o Mutação Somática: não é transmitida por hereditariedade. 
o Mutação Germinativa: através da reprodução sexuada, a mutação pode ser herdada. 
Por mitose, o zigoto pode transmitir a mutação para todas as células. 
 
2. Com relação ao tamanho/ extensão: 
 Cromossômica: afeta o número de cromossomos – grande extensão; 
 Gênica: afeta o gene do cromossomo. 
 
3. Natureza molecular: 
Alterações gênicas: trocar, adicionar ou retirar nucleotídeos. 
De natureza pontual – afeta um único nucleotídeo: 
 Substituição: substituição por outro nucleotídeo. 
 Inserção: adição de um nucleotídeo. 
 Deleção: remoção do nucleotídeo. 
Indels: inserção e deleção. 
Substituição de bases – tipos: 
 Transições: troca entre bases nitrogenadas da mesma categoria. Quatro mudanças 
possíveis. 
 Transversões: troca entre bases nitrogenadas de categoria diferentes. Oito 
mudanças possíveis, porém mais facilmente reparadas, pois o diâmetro do DNA é 
alterado. 
 
As transições são mais comuns, pois são substituídas bases de mesmo tamanho, dificultando a 
percepção do sistema de reparo. 
 
4. Por expansão de motivos repetidos / indels: 
Formação de uma alça devido à presença a grande quantidade de bases complementares 
(durante o processo de replicação). Desse modo, o número de bases nitrogenadas a da fita 
replicada aumenta. 
 
Se a alça ocorre na fita velha ocorre a redução no número de repetições. 
Aumento de sequências repetidas/ motivos de repetição podem determinar a expressão de 
doenças. 
 
Possíveis Efeitos Fenotípicos: 
 Fenótipo selvagem para mutante: mutação direta; 
 Fenótipo mutante para selvagem: mutação reversa. 
 
Nomenclatura: C.G – T.A (transição) 
1. Mutação de efeito de sentido trocado: mutação que gera como efeito fenotípico uma 
troca de aa. Quando a troca de aminoácidos é entre aminoácidos de mesma categoria, 
o efeito pode ser nulo. 
 
2. Nomenclatura: A.T – G.C (transição): 
Mutação silenciosa: mesmo aa inserido. Motivo: código genético é degenerado (muitos códons 
codificam o mesmo aa). 
 
3. C.G – A.T (transversão): 
Mutações sem sentido. O códon transcrito no RNAm mensageiro após a mutação: códon de 
parada. 
Consequências: dá origem a proteínas menores, sendo mais susceptíveis a perda de função. 
Fenótipo mais grave, deletério. 
 
Taxa e Frequência de Mutação: 
Frequência: frequência de mutações em relação à população. 
Taxa: número de vezes que uma mutação acontece, ou seja, é o número de vezes que houve a 
mudança do dna original para o selvagem. Mensurada, por exemplo, a partir do número de 
divisões da bactérias – 1 mutação a cada 1000 divisões celulares. Por unidades biológicas 
(replicações, produção de gametas por meiose, etc). 
 
 
Mutações espontânea e induzida: 
Mecanismos e as alterações na sequência são os mesmos. 
 Espontânea: mudanças naturais na estrutura do DNA. 
 Induzida: resultantes de mudanças causadas por substâncias ambientais ou radiação. 
A única diferença: a taxa. As mutações induzidas tem taxa de ocorrência muito maior. 
 
Causa de Mutações: 
Pareamento de Bases não Watson e Crick: 
 
Isômero: fórmula molecular iguais. Ex: frutose, galactose e 
glicose. 
 
Tautomerização: interconversão de dois isômeros que se 
diferenciam pela posição de um próton ou de uma ligação 
dupla. 
 
Forma toutomérica realiza pareamentos incorretos. 
 
Mutação Espontânea: 
1. Erros de replicação do DNA devido a existência as formas tautoméricas das bases: 
2 replicações são necessárias para 
dar origem a mutação: 
 
Primeira: erro de incorporação/ 
pareamento (tautomerização). 
 
Segunda: erro replicado – fixado. 
 
Prova: identificar a mutação e 
classificar. 
Timina tautomérica: T* = G 
 5’ TTCG 3’ 
3’ AAGC 5’ 
 
Primeira replicação: erro de pareamento (tautomerização. 
 5’ TTCG 3’ 
3’ AGGC 5’ 
Má conformação na dupla hélice. 
 
Segunda replicação: erro replicado/ fixado (no genoma). 
 
T.A ---- C.G (não é mais possível reparar tal erro). 
 
2. A causa também podem ser por salto ou deslizamento do filamento durante a replicação 
→ ALÇAS (1 até vários nucleotídeos). 
 
a) Alça no filamento molde: deleção. 
b) Alça de filamento novo inserção. 
 
3. Mudanças Químicas Espontâneas: 
A depuração (perda de purina – guanina ou adenina) de um nucleotídeo contendo purina 
causará mutações. Taxa de ocorrência muito alta. 
Sítio apurinico na fita molde: adicionado adenina. 
 
 
Desaminação (citosina se transformando em uracila). 
 
Mutações induzidas: natureza gerada por um mutágeno – agente ambientais que aumentam a 
taxa de mutação. Tipos: 
 Análogos de bases – substituição das bases; 
 Agentes alquilantes – alteração das bases; 
 Agentes oxidativos – alteração das bases; 
 Agentes intercalantes – indels (inserção e deleção); 
 Radiação. 
 
Ex: gás mostarda. Alta mutação de bases, causando alterações fenotípicas. 
 
Replicação para incorporar e outra pra fixar. 
É o mesmo mecanismo molecular. 
 
1. Análogos de base: 5-bromouracila é análogo (semelhante) de timina. 
 Faz par de base com a adenina. Porém ela passa mais tempo na forma tautomérica 
(aumentando a taxa de mutação). 
o Pareamento na forma tautomérica: G. 
 
 
 
 
Se ela retorna a sua forma natural, não ocorre mais erros na próxima replicação. 
Etapas: 
 1ª replicação: incorporados 
 Mudar para forma automérica. 
 Fixar mutação. 
 
 
2. Agentes Alquilantes: doam grupos alquil para as bases nitrogenadas (add metil ou etil). 
Induzem transições no DNA. 
 Guanina ganha grupo etil: passa a se ligar com timina. Após as replicações: G.C ---- A.T 
 Timina para a fazer par de base com guanina. T.A ---- C.G 
 
3. Agentes despurinantes: 
aflotoxina B1 (AFB1). 
Aflotoxina B1 se liga em guaninas 
no DNA, aumentando a taxa de 
depurinação (quebra ligações de 
purinas). 
DNA encontra um sítio apurinico – 
adiciona adenina. 
 
 
4. Agentes desaminantes: aumentam a taxa de desaminação (perda de grupos amina). 
Citosina – grupo amino = uracila (adenina). 
 
 
 
5. Hidroxilamina: adiciona grupos hidroxila (OH) em citosinas. 
Citosina faz par com guanina. 
Hidroxilamino-citosina faz par por adenina. 
CG ---- TA 
 
6. Reações oxidativas: produzidos pelos radicais livres (metabolismo aeróbico, radiação ou 
drogas). Alteram bases nitrogenadas. 
G.C ---- T.A 
 
7. Agentes Intercalantes: intercalam-se 
entre bases adjacentes na dupla-hélice. 
 Possuem tamanhos parecidos com as 
bases nitrogenadas. 
 Durante a replicação se intercalam 
entre as bases, causando inserções ou 
deleções de nucleotídeos. 
 
 
 
 
 
8. Radiação: 
 Radiação inonizante (raio X e gama): comprimento de onda pequeno, mas frenquência 
muito alta. 
o As energia são suficientes para quebrar as ligações fosfodiester (quebras 
bidilamentares). 
o Evitar a morte da célula – ativado o reparo de quebra = mutação. 
 
 Radiação ultra violeta: energia de penetração e transportadamenores. 
o Induz a criação de ligações covalentes 
entre duas timinas na mesma fita de 
DNA – dímeros de pirimidina. Ele gera 
uma alteração na estrutura da dupla-
hélice, bloqueando a replicação. 
o Pode causar a morte celular. 
o Capaz de causar a morte das bactérias. 
 
 
Reparo do DNA: 
 
 
 
 
 Os fitas molde são metiladas antes da replicação. Desse modo, ela será identificada pelo 
sistema de reparo e, então, será utilizada como referência para reparos. 
 
 Reparo durante replicação: atividade de exonuclease 3’---5’ da DNA polimerase (confere 
último nucleotídeo). 
 
 Reparo do diâmetro incorreto que promove distorções da dupla hélice. 
 
 Reparo por excisão de base – retira uma base alterada. Removem, por exemplo, a uracila. 
 Reparo por excisão de nucleotídeos (lesões grandes no DNA). 
 Reparo direto por lteração química. 
 Reparo direto por remoção de sítio apurínico.