Mutabilidade e reparo do DNA

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IFPI-Campus Floriano
Curso: Ciências biológicas
Módulo V
Disciplina: Biologia Molecular
Profª. Michelle 
Mutabilidade e Reparo do DNA
Roméria Monteiro de Matos
Junho/2017
Introdução
As células dependem do funcionamento correto de milhares de genes e eles podem ser danificados por uma mutação.
Se o material genético não fosse duplicado perfeitamente não haveria a variação genética necessária para a evolução e surgimento de novas espécies – equilíbrio.
Duas fontes de mutação – falhas na replicação do DNA e lesões químicas no material genético.
Os erros tem duas consequências – alterações permanentes no DNA; alterações no DNA impede de ser o molde na replicação e transcrição.
Desafio de vasculhar o genoma detectar o erro, depois corrigir as lesões restaurando a sequência do DNA original.
Erros de replicação e seu reparo
A natureza das mutações
Simples – substituição de uma base por outra.
Dois Tipos:
Transcrições 
Transversões 
Outros:
Inserção ou Deleção
Alguns erros escapam da revisão de leitura
Revisão de leitura aumenta a fidelidade da replicação do DNA;
Alguns nucleotídeos escapam da detecção gerando mal pareamento entre as fitas sintetizadas e o molde.
 Reparo remove erros que escaparam da revisão de leitura.
Sistema de reparo de malpareamentos – dois desafios:
1º verifica o genoma por malpareamentos;
2º corrigi o mal pareamento de maneira precisa.
Ex.: Em Escherichia coli os mal pareamentos são detectados por um dímero da proteína MutS.
 MutS – MutL – MutH
Figura 10 - 3
Lesões do DNA
O DNA sofre lesões espontâneas por hidrólise e 
por desaminação
Lesões no DNA – Agentes Mutagênicos
Pela ação da água
Tipos:
Desaminação – da base citosina;
Depurinação – hidrólise da ligação N-glicosílica.
Alquilação, oxidação e radiação
Alquilação – grupos metil ou etil são transferidos aos sítios reativos das bases e aos fosfatos no esqueleto do DNA;
Oxidação – agentes oxidantes gerados por radiação ionizante e agente químicos que produzem radicais livres;
Radiação – luz ultravioleta – consequência de fusão fotoquímica de duas pirimidinas em posições adjacentes na mesma cadeia polinucleotídica.
Reparo e tolerância de lesões no DNA
Reparo por excisão – o nucleotídeo danificado é removido do DNA;
Reparo por recombinação – quando ambas as fitas estão danificadas, uma fita não serve de molde para o reparo da outra.
Reversão direta da lesão no DNA 
Fotorreativação – reverte diretamente a formação de dímeros de pirimidinas que resultam da irradiação ultravioleta;	
As bases nitrogenadas são corrigidas diretamente.
As enzimas de reparo por excisão de nucleotídeos 
Reconhecimento de distorções na dupla-hélice, como as distorções causadas por um dímero de timinas;
Essas distorções desencadeiam eventos que levam à remoção do pequeno segmento de fita simples de DNA;
Na E. coli – quatro proteínas UvrA, UvrB, UvrC e UvrD.
A síntese de DNA translesão 
Mecanismo e tolerância ao dano de DNA (síntese de translesão);
É catalisada por uma classe especializada de DNA-polimerase que sintetizam DNA diretamente através do sítio de dano;
Devido alta taxa de erro – último recurso; possibilita que a célula resista a um catastrófico bloqueio a replicação – consequência alto nível de mutagênese;
Mutagênese – processo de introdução da mutação permanecendo no genoma.
Referências 
WATSON, J. D. et al. Biologia molecular do gene. 7 ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.