Mutações no DNA

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MUTAÇÃO 
MUTAÇÃO 
Danos no DNA 
REPARO 
MUTAÇÃO/ 
MUTANTE 
REPLICAÇÃO 
NORMAL 
HEREDITÁRIAS 
MUTAÇÃO 
DNA SOFRE DANOS CONSTANTEMENTE, PRINCIPALMENTE EM 
CONSEQUÊNCIA DA AÇÃO DE NUMEROSOS AGENTES GENOTÓXICOS 
(QUALQUER AGENTE QUE CAUSE ALTERAÇÕES QUÍMICAS NO DNA). 
 
- ERRO DE INCORPORAÇÃO DE NUCLEOTÍDEO 
- MODIFICAÇÃO QUÍMICA DE UM NUCLEOTÍDEO 
PODEM CAUSAR UMA ALTERAÇÃO PERMANENTE NA 
INFORMAÇÃO GENÉTICA CASO O NUCLEOTÍDEO NÃO SEJA 
SUBSTITUÍDO ANTES QUE A MOLÉCULA SE REPLIQUE. 
ESSAS ALTERAÇÕES HEREDITÁRIAS NA SEQÜÊNCIA DE BASES DO 
DNA SÃO CHAMADAS DE MUTAÇÕES. 
MUTAÇÃO TIPOS DE MUTAÇÃO 
- MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS: SEM NENHUM TRATAMENTO 
ESPECIAL. 
- ERROS NA INCORPORAÇÃO DE NUCLEOTÍDEOS 
- MODIFICAÇÕES QUÍMICAS => MODIFICAÇÕES TAUTOMÉRICAS 
(RESULTADO DO METABOLISMO CELULAR) 
 NÍVEL BASAL 
 - MUTAÇÕES INDUZIDAS: EXPOSIÇÃO A CONDIÇÕES FÍSICAS OU 
QUÍMICAS (AGENTES MUTAGÊNICOS) QUE AUMENTEM A TAXA DE 
MUTAÇÃO ACIMA DO NÍVEL BASAL. 
MUTAÇÃO 
MODIFICAÇÕES TAUTOMÉRICAS 
 
- MECANISMO QUE GERA 
MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS; 
 
- ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO 
PODEM MUDAR DE POSIÇÃO 
NAS BASES NITROGENADAS; 
 
- ALTERAM O PAREAMENTO 
NORMAL DAS BASES. 
MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS 
MUTAÇÃO 
CAUSAS (AGENTES MUTAGÊNICOS) 
MUTAÇÕES INDUZIDAS 
FÍSICOS: RADIAÇÃO, CALOR. 
QUÍMICOS: BASES ANÁLOGAS, ÁCIDO NITROSO, 
HIDROXILAMINA, INTERCALANTES, ALQUILANTES. 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes físicos 
Físicos: RADIAÇÃO 
Radiação não-ionizante 
 – luz ultravioleta (UV) 
- Têm muita energia 
- Podem penetrar nos 
tecidos vivos. 
 
 
quebras 
- Têm pouca energia 
- Penetram apenas nas 
camadas de células 
superficiais 
 
dímeros de pirimidinas 
Radiação ionizante 
– raios X, raios gama e 
raios cósmicos 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes físicos 
Agente Físico: Radiação não-ionizante – luz UV 
Formação de dímeros de pirimidina 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes físicos 
Físicos: CALOR - Quebra de ligação N-glicosídicas (unem base ao açúcar) resultando em 
um sítio AP (apúrico ou apirimídico). 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos 
BASES ANÁLOGAS – substâncias mutagênicas que possuem 
estrutura suficientemente similar às bases normais para serem 
metabolizadas e incorporadas ao DNA durante a replicação. 
• 5-bromouracila (5-BU) Análogo da timina 
transição ATGC 
 
• 2-aminopurina Análogo da adenina 
transição ATGC 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos 
Timina 
H 
N 
H 
O 
O 
N 
H3C 
H 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos 
ÁCIDO NITROSO (HNO2) – reage com as bases que possuem 
grupamentos amino, promovendo a desaminação destas. 
 
Adenina  hipoxantina – pareia com citosina (ATGC) 
Guanina  xantina – pareia com citosina 
Citosina  uracila – pareia com adenina (GCAT) 
 
transição AT  GC 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos – ácido nitroso 
Ácido nitroso 
HNO2 
(pareia com C) Substituição A-T 
por G-C (transição) 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos 
HIDROXILAMINA (NH2OH) – reage quase que exclusivamente com 
a citosina formando um derivado que pareia com a adenina 
transição unidirecional CGAT 
INTERCALANTES – moléculas de corantes aromáticos como as 
acridinas e o brometo de etídeo – se intercalam, se introduzem 
entre pares de bases adjacentes da dupla hélice do DNA. 
inserção ou deleção de um ou mais pares de bases 
Mutações que modificam o quadro de leitura – 
 frameshift mutations 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos - intercalantes 
 inserção ou deleção 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos 
ALQUILANTES – transferência de grupamentos metil ou etil para 
os sítios reativos das bases e dos fosfatos – nitrosaminas, metil-
nitrosoguanidina. 
A base mais vulnerável é a guanina O6-metilguanina 
transição GCAT 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES INDUZIDAS – agentes químicos - alquilantes 
MUTAÇÃO TIPOS DE MUTAÇÃO 
 - MUTAÇÕES SOMÁTICAS: AFETAM APENAS O INDIVÍDUO NO QUAL 
ELAS OCORREM (EXCETO EM REPRODUÇÃO ASSEXUADA) CAUSA DA 
MAIORIA DOS TIPOS CÂNCER. 
 
 
- MUTAÇÕES GERMINATIVAS: PODEM SER TRANSMITIDAS ÀS 
GERAÇÕES FUTURAS. 
MUTAÇÃO TIPOS DE MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES SILENCIOSAS: NÃO CAUSAM ALTERAÇÕES DETECTÁVEIS 
NO FENÓTIPO DO ORGANISMO. 
 NÃO CAUSAM TROCA DE AMINOÁCIDO. 
 TROCA NÃO AFETA A ATIVIDADE DA PROTEÍNA – MUTAÇÕES 
 NEUTRAS. 
MUTAÇÃO TIPOS DE MUTAÇÃO 
 - MUTAÇÕES DE SENTIDO TROCADO: SUBSTITUIÇÃO DE UM 
NUCLEOTÍDEO NO DNA ALTERA UM AMINOÁCIDO DA PROTEÍNA. 
MUTAÇÕES SEM SENTIDO: FORMAM UM CÓDON DE PARADA 
PRECOCEMENTE – UAA, UAG E UGA  CÓDONS DE PARADA. 
 - MUTAÇÕES DIRETAS (forward mutations): INATIVAM O GENE. 
- MUTAÇÕES REVERSAS OU RETROMUTAÇÕES (back mutations): 
REVERTEM UM MUTAÇÃO DIRETA (reversão verdadeira  sequência 
selvagem restaurada; mutação supressora suprime efeitos de mutação 
original. 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÕES DE PONTO 
MODIFICAÇÕES EM UMA ÚNICA BASE DO DNA 
•MODIFICAÇÕES QUÍMICAS DIRETAMENTE NAS BASES. 
•ERROS OCORRIDOS NA REPLICAÇÃO. 
TIPOS DE MUTAÇÕES DE PONTO 
Substituições 
 Transições – purina por purina ou pirimidina por pirimidina 
(GC  AT) 
Transversões - purina por pirimidina ou vice-versa (AT TA 
ou CG) 
 
Deleções Modificam a 
Inserções/Adições estrutura da leitura 
frameshift 
mutations 
MUTAÇÃO 
CATTCACCTGTACCA 
GTAAGTGGACATGGT 
CATGCACCTGTACCA 
GTACGTGGACATGGT 
CATCCACCTGTACCA 
GTAGGTGGACATGGT 
transição (T-A  C-G) transversão (T-A  G-C) 
Substituições de pares de bases 
 transição: pirimidina para pirimidina 
 transversão: pirimidina para purina 
Seqüência normal 
MUTAÇÃO 
CATTCACCTGTACCA 
GTAAGTGGACATGGT 
Seqüência normal 
CATCACCTGTACCA 
GTAGTGGACATGGT 
deleção 
CATGTCACCTGTACCA 
GTACAGTGGACATGGT 
inserção 
Deleções e inserções podem envolver 
um ou mais pares de bases 
MUTAÇÃO 
MUTAÇÃO Mutações que alteram a fase (quadro) de leitura 
MUTAÇÕES LETAIS CONDICIONAIS 
 
LETAIS em um ambiente VIÁVEIS em outro ambiente 
condições restritivas condições permissivas 
3 CLASSES DE MUTANTES COM MUTAÇÕES LETAIS CONDICIONAIS: 
1) MUTANTES AUXOTRÓFICOS – INCAPAZES DE SINTETIZAR UM 
METABÓLITO ESSENCIAL (UM AMINOÁCIDO, UMA PURINA, UMA 
PIRIMIDINA, ETC.) - crescem e se reproduzem com o metabólito (a condição 
permissiva) e não crescem com o metabólito ausente (a condição restritiva); 
2) MUTANTES SENSÍVEIS A TEMPERATURA – CRESCERÃO EM UMA 
DETERMINADA TEMPERATURA MAS NÃO EM OUTRA; p. ex. uma enzima 
ativa a baixa temperatura, mas parcialmente ou totalmente inativa a altas 
temperaturas; 
3) MUTANTES SENSÍVEIS AO SUPRESSOR – VIÁVEIS QUANDO UM 
SEGUNDO FATOR GENÉTICO, UM SUPRESSOR, ESTÁ PRESENTE - gene 
supressor corrigi ou compensar um defeito no fenótipo que é causado pela mutação. 
HOTSPOTS 
HOTSPOTS – posições onde ocorrem um maior número de mutações, em relação ao 
esperado para uma distribuição aleatória. 
APLICAÇÕES PRÁTICAS DAS MUTAÇÕES 
• Possibilidade de desenvolver novas características desejáveis 
através de mutações induzidas. 
 
Já existem mutantes induzidos de: 
 
Cevada, trigo, aveia, soja, tomate e árvores frutíferas  melhorar as 
linhagens cultivadas 
 
Produção melhor, resistência à doenças, maior quantidade de 
proteínas e sementes sem casca. 
 
• Elucidação das vias pelas quais processos biológicos ocorrem. 
MUTAÇÕES NO HOMEM 
Anemia hemolítica – hemoglobina da célula falciforme (HbS) 
 
Hemoglobina- macromolécula transportadora de oxigênio,presente nos glóbulos 
vermelhos do sangue. 
proteína constituída de 4 cadeias da proteína globina, 2 cadeias  e 2 cadeias , 
combinadas com o pigmento férrico heme. 
 
 Anemia hemolítica - hemoglobina com alteração na cadeia  - na ausência de 
oxigênio, moléculas de HbS precipitam, formando agregados cristalóides que 
distorcem a morfologia dos glóbulos vermelhos do sangue  se alongam  forma 
de foice  falciformes - obstruem os pequenos vasos sanguíneos e impedem o 
transporte de oxigênio para os diversos tecidos. Na maioria dos casos, a anemia 
falciforme provoca a morte durante a infância. 
 
hemoglobinas normais e hemoglobinas HbS (da célula falciforme) 
diferem em apenas 1 aminoácido, devido a uma transversão, onde 
um par de bases AT foi substituído por TA. 
 
modificação em apenas um único aminoácido pode ter sérios 
efeitos no fenótipo.