Mutação e Reparo do DNA

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Mutação e Reparo do DNA
Alterações no DNA 
 Os danos no DNA podem ser por ligações anormais, quebras do DNA ou bases erradas, causados por erros na replicação, substâncias no ambiente, calor, acidentes metabólicos, radiações, dentre outras possibilidades. A cada 1000 alterações acidentais no DNA, ocorre 1 mutação permanente. Dentre as alterações no DNA, podemos destacar: 
- Radiação UV: pode produzir dímeros de pirimidina entre duas pirimidinas vizinhas (formam uma ligação C-C). Isso ocorre quando dois nucleotídeos são lidos como somente 1. 
- Depurinação: retira guanina ou adenina do DNA. 
- Desaminação: converte, por exemplo, citosina para uracila, não existente em DNAs. Esse erro consegue ser reparado facilmente pois não existe uracila na estrutura do DNA, sendo identificado rapidamente. 
 Todos os erros apresentados ocorrem em uma fita molde do DNA, ou seja, a outra fita molde do DNA possui a informação para verificação de algum erro ou alteração na fita danificada ou que tem alguma alteração na sua estrutura original, sendo passível de correção. 
- Desaminação e metilação sequencial: não existe mecanismo para identificar a fita incorreta quando o nucleotídeo mudar de citosina para timina, por exemplo. Os dois nucleotídeos existem na estrutura do DNA. Portanto, é visto como um erro de fita dupla. 
 Um DNA ao ser replicado com uma mutação em uma fita, irá produzir um DNA certo e um com mutação. Se não forem corrigidas, a maior parte das mutações levam à deleção de 1 ou mais pares de bases de DNA ou à substituição de um par de bases na cadeia filha do DNA. 
 A mutação em uma região controladora é muito mais preocupante do que em uma região codificante. Como a região controladora irá regular a transcrição do RNAm para posterior síntese proteica, o gene antes não expresso, com a mutação nessa região estratégica, pode começar a ser expresso. 
Mutações na Região-codificante 
- Mutação silenciosa: troca de uma base em um códon que não afeta o aminoácido lido. A proteína não é alterada.
- Mutação de sentido trocado: troca de uma base em um códon, alterando o aminoácido traduzido. Essa troca pode ser branda ou forte na estrutura da proteína. A anemia falciforme é um exemplo para esse tipo de mutação.
- Alteração no frame de leitura: podem adicionar ou deletar um ou mais nucleotídeos, mudando assim a matriz de leitura para o restante do processo de tradução, fazendo com que toda sequência de aminoácido em seguida ao sítio mutante não tenha relação com a sequência original do aminoácido. Essa alteração faz com que a proteína traduzida não tenha funcionalidade, visto que depende da sua estrutura original que foi afetada com a deleção ou adição de nucleotídeos. 
Mecanismo de Reparo
 - Reparo por excisão de base: é um reparo pré-replicação. Enzimas denominadas DNA-glicosidase reconhecem e removem a base errada, ocasionando um sítio abásico. Outra enzima, AP endonuclease, cliva a ligação fosfodiéster após reconhecer a ausência de base. Com isso, uma DNA polimerase adiciona a base certa e a DNA ligase sela o espaço.
- Fotorreparo: é um reparo pré-replicação. A fotoliase, estimulada pela luz visível, corta a ligação errada C-C causa pela exposição pela exposição aos raios UV.
- Reparação por excisão de nucleotídeos: é um reparo pré-replicação. Uma DNA nuclease cliva ligações fosfodiéster ao redro desse erro e uma DNA helicase retira um pedaço da fita que contém o erro. Após, o mesmo processo de reparo por excisão de base é feito.
 Fotorreparo, excisão de bases e nucleotídeos podem ser mecanismos podem ser mecanismos co-transcricionais. Não há como fazer um processo de reparo pré-transcrição pois a transcrição é um evento contínuo e disperso no genoma, logo, o reparo ocorre simultaneamente durante a transcrição. 
Reparo pós-replicação (caso se saiba qual a fita mãe)
 - Excisão de base dependente de metilação: o sistema de reparo de mal pareamento corrige erros na replicação que não são corrigidos pela função de revisão da DNA polimerase replicativa. O reparo é restrito ao filamento recém-sintetizado, que é reconhecido pela maquinaria de reparo em procariontes por não possuir um marcador de metilação em sua estrutura. 
Reparo pós-replicação em eucariotos
 - Reparo por excisão de nucleotídeos: a proteína MutS reconhece o erro causado na replicação, como formação de uma alça extra hélice, e se liga ao sítio do erro. Outras proteínas são recrutadas, e então, a exonucleases remove o segmento mal pareado. Com isso, a DNA polimerase sintetiza a região excisada e a DNA ligase une o DNA recém-sintetizado ao filamento original. 
 É melhor que se perca um pedaço do cromossomo do que o cromossomo inteiro. Por esse motivo, existe um sistema de reparo de fitas duplas no DNA. Caso o erro não consiga ser corrigido, o cromossomo é degradado. Portanto, é muito mais lógico que se utilize apenas um pedaço do cromossomo para esse tipo de reparo. 
 Ao se quebrar um pedaço de fita dupla há duas maneiras de correção: Junção terminal não homóloga e junção terminal homóloga. Nas duas, após a perda do pedaço de fita dupla, há perda de nucleotídeos em ambas as fitas para que seja possível haver as correções (aparo das pontas). 
 O reparo não homólogo altera a sequência do DNA original reparando cromossomos quebrados com deleções ou pequenas inserções de nucleotídeos. É um método mais rápido, e pode ser acionado quando o mecanismo de reparo homólogo não é possível de ser alcançado. Não há preocupação de recuperação da região. O reparo homólogo é mais eficiente. Nesse processo ocorre o aparo das pontas do DNA e capeamento das pontas livres, uso do mesmo trecho de outro cromossomo molde em um DNA híbrido e um reparo semelhante ao da excisão de nucleotídeos (DNA polimerase e DNA ligase).