Mutação

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Mutações e Mecanismos 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
FACULDADE DE AGRONOMIA ELISEU MACIEL
DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA
Mutações e Mecanismos 
de Reparo
MESTRANDAS: JANAINA CAMACHO EMARÍLIA NUNES
ORIENTADOR: HEDEN LUIZMARQUESMOREIRA
ÁREA: MELHORAMENTO ANIMAL
O que é mutação?O que é mutação?
�� QualquerQualquer alteraçãoalteração nono materialmaterial genéticogenético..
•• MutanteMutante -- OrganismoOrganismo queque sofreusofreu mutaçãomutação;;
•• TipoTipo selvagemselvagem ((wildwild typetype)) -- OrganismoOrganismo nãonão
Conceitos
•• TipoTipo selvagemselvagem ((wildwild typetype)) -- OrganismoOrganismo nãonão
mutadomutado;;
•• FenótipoFenótipo -- PropriedadesPropriedades observáveisobserváveis dede umum
organismoorganismo;;
•• GenótipoGenótipo -- SeSe refererefere aa seqüênciaseqüência dodo DNADNA dede umum
organismoorganismo;;
•• AlelosAlelos -- DiferentesDiferentes formasformas dede umum mesmomesmo genegene..
Variação alélica observável = fenótipo Afetado TraçosVariação alélica observável = fenótipo
Genótipo x fenótipo
Afetado Traços
SA
Heterozigotos e Homozigotos
Heterozigoto: pessoas com 2 
diferente alelos em um locus
Genótipo = AS
Homozigoto: pessoas com 2 
alelos idênticos em um locus
Genótipo = AA ou SS
Todos os indivíduos de uma espécie têmTodos os indivíduos de uma espécie têm
os mesmos genes, mas com variações.os mesmos genes, mas com variações.
AsAs mutaçõesmutações sãosão importantesimportantes dodo pontoponto
dede vistavista evolutivoevolutivo.. SãoSão asas mutaçõesmutações queque
dãodão origemorigem àà variabilidadevariabilidade dede indivíduosindivíduosdãodão origemorigem àà variabilidadevariabilidade dede indivíduosindivíduos
dede umauma populaçãopopulação sobresobre aa qualqual atuaatua aa
seleçãoseleção naturalnatural..
As mutações podem ocorrer em As mutações podem ocorrer em 
células somáticas ou germinativascélulas somáticas ou germinativas
•• Mutações somáticasMutações somáticas
•• afetam apenas algumas células do próprio indivíduo afetam apenas algumas células do próprio indivíduo 
onde ocorrem;onde ocorrem;
•• podem ter podem ter consequênciasconsequências como o câncer;como o câncer;•• podem ter podem ter consequênciasconsequências como o câncer;como o câncer;
•• Não são transmitidas ä descendência.Não são transmitidas ä descendência.
•• Mutação nas células germinativas (gametas)Mutação nas células germinativas (gametas)
•• são passadas para a próxima geração;são passadas para a próxima geração;
•• afetam todo o organismo que as herda;afetam todo o organismo que as herda;
Qual as causas de mutações?Qual as causas de mutações?
•• Mutações espontâneasMutações espontâneas
–– Podem ocorrer devido:Podem ocorrer devido:
�� a erros na replicação do DNA motivados pela DNA a erros na replicação do DNA motivados pela DNA �� a erros na replicação do DNA motivados pela DNA a erros na replicação do DNA motivados pela DNA 
polimerasepolimerase. Quase sempre estes erros são reparados . Quase sempre estes erros são reparados 
durante o processo de replicação do DNA, contudo, durante o processo de replicação do DNA, contudo, 
alguns persistem.alguns persistem.
�� a erros na meiose ou mitose a erros na meiose ou mitose (não disjunção de homólogos (não disjunção de homólogos 
ou cromátides, tendo como ou cromátides, tendo como consequênciaconsequência a formação de células a formação de células 
com excesso ou falta de cromossomos).com excesso ou falta de cromossomos).
MITOSE: não –disjunção das cromátides
–– Onde ocorrem?Onde ocorrem? Podem ocorrer em qualquer gene e em Podem ocorrer em qualquer gene e em 
qualquer local do gene, no entanto:qualquer local do gene, no entanto:
�� são mais são mais frequentesfrequentes em regiões com em regiões com sequênciassequências de de 
DNA repetitivas ou simétricas DNA repetitivas ou simétricas (possibilidade de formarem (possibilidade de formarem DNA repetitivas ou simétricas DNA repetitivas ou simétricas (possibilidade de formarem (possibilidade de formarem 
alças). alças). 
�� são mais são mais frequentesfrequentes em genes de maior tamanho em genes de maior tamanho 
(maior probabilidade de sofrer alterações na sua (maior probabilidade de sofrer alterações na sua sequênciasequência de de 
bases);bases);
•• Mutações induzidasMutações induzidas
–– Principais agentes mutagênicosPrincipais agentes mutagênicos ––
�� FísicosFísicos�� radiações ionizantes (raios X, radiações radiações ionizantes (raios X, radiações 
cósmicas: alfa, beta e gama), raios UV.cósmicas: alfa, beta e gama), raios UV.
�� QuímicosQuímicos�� hidrocarbonetos (hidrocarbonetos (benzopirenobenzopireno, benzeno), gás , benzeno), gás 
mostarda, sais de metais radioativos, mostarda, sais de metais radioativos, arilaminasarilaminas ((corante corante 
industrialindustrial), ), aflatoxinasaflatoxinas ((AspergillusAspergillus)), etc., etc.
�� BiológicosBiológicos�� vírus (vírus (EpsteinEpstein--BarrBarr, , PapilomavirusPapilomavirus, Hepatite , Hepatite 
B, etc.) e bactérias que predispõe (B, etc.) e bactérias que predispõe (HelicobacterHelicobacter pyloripylori).).
Classificação das mutaçõesClassificação das mutações
�� AsAs mutaçõesmutações podempodem serser::
11)) GênicasGênicas :: alteraçãoalteração emem umum genegene;;
22)) CromossômicasCromossômicas::
�� a)a) EstruturalEstrutural -- adição,adição, perda,perda, ouou mudançamudança dede
local/orientaçãolocal/orientação dede segmentossegmentos cromossômicos)cromossômicos);;
�� b)b) NuméricaNumérica -- alteraçãoalteração nono númeronúmero dede
cromossomoscromossomos;;
1. Mutações Gênicas1. Mutações Gênicas
AsAs mutaçõesmutações gênicasgênicas sãosão responsáveisresponsáveis
porpor alteraçõesalterações nosnos genesgenes ee
conseqüentementeconseqüentemente nasnas proteínasproteínas,,conseqüentementeconseqüentemente nasnas proteínasproteínas,,
determinando,determinando, muitasmuitas vezes,vezes, aa formaçãoformação
dede novasnovas proteínasproteínas ouou alterandoalterando aa açãoação
dede enzimasenzimas importantesimportantes nono metabolismometabolismo..
Mutações GênicasMutações Gênicas
�� Alteram uma ou mais bases do DNA, o que afetará a leitura Alteram uma ou mais bases do DNA, o que afetará a leitura 
durante a replicação ou durante a transcrição.durante a replicação ou durante a transcrição.
�� Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem �� Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem 
nas nas célulascélulas germinativasgerminativas..
�� Quando ocorrem em Quando ocorrem em célulascélulas somáticassomáticas podem provocar a podem provocar a 
formação de tumores.formação de tumores.
�� São chamadas São chamadas pontuaispontuais quando alteram somente uma quando alteram somente uma 
base.base.
a) Substituição: a) Substituição: troca de uma base por troca de uma base por 
outraoutra
Tipos de Mutações GênicasTipos de Mutações Gênicas
�� TRANSIÇÃOTRANSIÇÃO aa substituiçãosubstituição dede umauma purinapurina (A(A ee G)G)
porpor outraoutra ouou dede umauma pirimidinapirimidina (C,(C, TT ee U)U) porpor
outraoutra;;
�� TRANSVERSÃOTRANSVERSÃO aa substituiçãosubstituição dede umauma purinapurina porpor
umauma pirimidinapirimidina ouou vicevice--versaversa..
Substituição
Mutação silenciosa Substituição de uma base do DNA por outra mas 
que resulta num códon que codifica o mesmo 
aminoácido, devido à redundância do código 
genético. São muito comuns e responsáveis pela 
diversidade genética que não é expressa 
fenotipicamente. 
Mutação com perda de 
sentido (missense)
Substituição de uma base do DNA por outra, que 
tem comoconsequência a substituição de um 
aminoácido por outro na proteína codificada. A 
Substituição
aminoácido por outro na proteína codificada. A 
conformação da proteína pode ser alterada. (ex: 
anemia falciforme)
Mutação sem sentido 
(nosense)
Substituição de uma base do DNA de tal modo que, 
no RNAm, um códon que especifica um 
aminoácido é alterado para um códon de STOP, ou 
o contrário. Origina uma proteína mais curta ou 
mais longa do que a proteína normal.
Mutação pontual, de substituição, com perda de sentido e de transversão 
(A e G purinas e C e T pirimidinas). 
Mutações Pontuais
b) Inserçãob) Inserção�� acontece quando uma ou acontece quando uma ou 
mais bases são adicionadas ao DNA. mais bases são adicionadas ao DNA. 
�� O número de bases adicionadas ao DNA pode O número de bases adicionadas ao DNA pode 
variar. A adição de um número que não seja variar. A adição de um número que não seja variar. A adição de um número que não seja variar. A adição de um número que não seja 
múltiplo de três altera completamente a mensagem múltiplo de três altera completamente a mensagem 
do gene. Quando é inserida uma do gene. Quando é inserida uma sequênciasequência igual a igual a 
outra ocorre uma duplicação.outra ocorre uma duplicação.
c) Deleçãoc) Deleção�� remoção de uma ou mais remoção de uma ou mais 
bases do DNA.bases do DNA.
�� Pode ser removida uma única base do DNA ou Pode ser removida uma única base do DNA ou 
milhares delas. A remoção de um número de bases milhares delas. A remoção de um número de bases milhares delas. A remoção de um número de bases milhares delas. A remoção de um número de bases 
que não seja múltiplo de três altera completamente que não seja múltiplo de três altera completamente 
a mensagem do gene.a mensagem do gene.
Ex. de uma mutação
Albinismo
O albinismo é causada por uma mutação na enzima tirozinase que 
transforma o aminoácido tirozina em pigmento da pele, a 
melanina. Esta doença ocorre em animais e nas plantas e é 
hereditária.
Anemia Falciforme
Presença de ao menos um gene mutante, que leva o organismo a produzir a 
hemoglobina S. Essa alteração é devida à substituição de um único 
nucleotídeo que altera o códon do sexto aminoácido da B-Globina de ácido 
glutâmico para valina (GAG --> GTG). A homozigosidade para esta mutação é 
a causa dessa anemia falciforme. 
2. Mutações Cromossômicas2. Mutações Cromossômicas
�� Também chamadas de Também chamadas de aberrações aberrações 
cromossômicascromossômicas, são alterações na estrutura , são alterações na estrutura 
ou no número de cromossomos normal da ou no número de cromossomos normal da 
espécie.espécie.espécie.espécie.
�� Podem provocar anomalias e mal formações Podem provocar anomalias e mal formações 
no organismo ou até a inviabilidade dele.no organismo ou até a inviabilidade dele.
Mutações CromossômicasMutações Cromossômicas
EstruturaisEstruturais
�� Provocam Provocam alterações na estrutura dos alterações na estrutura dos 
cromossomoscromossomos, podendo ocasionar a perda de , podendo ocasionar a perda de 
genes, a leitura duplicada ou erros na leitura genes, a leitura duplicada ou erros na leitura 
de um ou mais genes.de um ou mais genes.de um ou mais genes.de um ou mais genes.
�� Podem acontecer por Podem acontecer por deleçãodeleção, , duplicaçãoduplicação, , 
translocaçãotranslocação ou ou inversãoinversão de partes de de partes de 
cromossomos.cromossomos.
Mutações CromossômicasMutações Cromossômicas
NuméricasNuméricas
�� Provocam alterações no número típico de cromossomos da Provocam alterações no número típico de cromossomos da 
espécie (cariótipo).espécie (cariótipo).
�� Podem produzir anomalias graves e até a morte do Podem produzir anomalias graves e até a morte do �� Podem produzir anomalias graves e até a morte do Podem produzir anomalias graves e até a morte do 
organismo.organismo.
�� Se dividem em Se dividem em EuploidiasEuploidias:: organismos que apresentam organismos que apresentam 
conjunto de cromossomos igual a um múltiplo exato do conjunto de cromossomos igual a um múltiplo exato do 
número básico da espécie. número básico da espécie. 
e e AneuploidiasAneuploidias ((SomiasSomias): apresentam um conjunto de ): apresentam um conjunto de 
cromossomos que não corresponde a um múltiplo exato do cromossomos que não corresponde a um múltiplo exato do 
genoma da espécie. genoma da espécie. 
EuploidiasEuploidias
�� MonoploidiasMonoploidias (n)(n)�� metade dos cromossomas metade dos cromossomas 
((é mais freqüentemente encontrada em certos organismos é mais freqüentemente encontrada em certos organismos 
inferiores tais como fungos. Em organismos superiores a inferiores tais como fungos. Em organismos superiores a 
monoploidiamonoploidia é rara . Alguns exemplos de é rara . Alguns exemplos de monoploidiamonoploidia já já 
estabelecida é encontrada em abelhas e vespas).estabelecida é encontrada em abelhas e vespas).estabelecida é encontrada em abelhas e vespas).estabelecida é encontrada em abelhas e vespas).
�� PoliploidiasPoliploidias ( 3n, 4n, 5n, ...)( 3n, 4n, 5n, ...)�� quando há um quando há um 
conjunto conjunto aploideaploide a mais, além do diplóide básicoa mais, além do diplóide básico..
Metade dos gêneros das plantas contem poliplóides, sendo Metade dos gêneros das plantas contem poliplóides, sendo 
que nas gramíneas cerca de 2/3 são poliplóides. Entretanto, a que nas gramíneas cerca de 2/3 são poliplóides. Entretanto, a 
poliploidiapoliploidia é rara nos animais. é rara nos animais. 
poliploidiaspoliploidias
Podem ser:Podem ser:
Autopoliplóides:Autopoliplóides: quando um único genoma é quando um único genoma é 
repetido. repetido. AutotriplóidesAutotriplóides; Autotetraplóides etc.; Autotetraplóides etc.
Alopoliplóides:Alopoliplóides: quando ocorrem dois ou mais quando ocorrem dois ou mais Alopoliplóides:Alopoliplóides: quando ocorrem dois ou mais quando ocorrem dois ou mais 
genomas diferentes. genomas diferentes. AlotriplóideAlotriplóide; ; AlotetraplóideAlotetraplóide etc.etc.
ObsObs: Os Alopoliplóides surgem pela duplicação dos cromossomos : Os Alopoliplóides surgem pela duplicação dos cromossomos 
após um cruzamento interespecífico. Ocorrem freqüentemente na após um cruzamento interespecífico. Ocorrem freqüentemente na 
natureza.natureza.
Tipos de Euploidias Fórmula Exemplo
Monoplóides X (ABC)
Poliplóides
triploides 3x (ABC) (ABC) (ABC)triploides 3x (ABC) (ABC) (ABC)
autotretaploides 4x (ABC) (ABC) (ABC) (ABC)
alotetraploides 2x + 2x (ABC) (ABC) (A’B’C’) (A’B’C’)
Autopoliploidia e Alopoliploidia
AB
alodiplóide (estéril)
AA BB
alodiplóide (estéril)
AAAA
Autopoliplóide (fértil)
AABB
alotetraplóide (fértil)
Híbrido entre rabanete e repolho = 
Raphanobrassica
Exemplos de híbridos
Mula (63): burro (62) com égua (64);Mula (63): burro (62) com égua (64);
HeliconiusHeliconius heurippaheurippa:: duas espécies de borboleta;duas espécies de borboleta;
trigo: Triticum monococcum é diplóide (2x = 14) e de baixa
produtividade, mas o T. dicoccum é tetraplóide e apresenta
grãos grandes e duros os quais são usados na produção do
macarrão. 
Tomateiros com número de cromossomos acima de 2x são
maiores e produzem frutos mais saborosos que os
diplóides. 
AneuploidiasAneuploidias ((SomiasSomias))
�� NulissomiaNulissomia (2n(2n--2)2)�� perda de um par inteiro de perda de um par inteiro de 
cromossomos. No homem é letal.cromossomos. No homem é letal.
�� MonossomiaMonossomia (2n(2n--1)1)�� um cromossomo a menos no um cromossomo a menos no �� MonossomiaMonossomia (2n(2n--1)1)�� um cromossomo a menos no um cromossomo a menos no 
cariótipo.cariótipo.
�� TrissomiaTrissomia (2n+1)(2n+1)�� um cromossomo a mais no cariótipo.um cromossomo a mais no cariótipo.
Tiposde 
Aneuploidias
Fórmula Exemplo Ex. Humanos
Nulissômico 2x – 2 (AB) (AB) 44 (22 pares)
Monossômico 2x – 1 (ABC) (AB) 45 (22 pares +1)
Trissômico 2x + 1 (ABC) (ABC) (A) 47 (23 pares +1)
Síndrome de TurnerSíndrome de Turner
�� MonossomiaMonossomia do cromossomo X, do cromossomo X, 
cariótipo 44A + X0 = 45.cariótipo 44A + X0 = 45.
�� Sexo feminino com ovários atrofiados, Sexo feminino com ovários atrofiados, 
deficiência hormonal, esterilidade, ausência de deficiência hormonal, esterilidade, ausência de 
menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, 
pescoço alado, deficiência cardíaca, cromatina pescoço alado, deficiência cardíaca, cromatina 
sexual negativa, raramente deficiência mental.sexual negativa, raramente deficiência mental.
Síndrome de TurnerSíndrome de Turner
Síndrome de Síndrome de KlinefelterKlinefelter
�� TrissomiaTrissomia do do 
cromossomo X, cromossomo X, 
cariótipo 44A + XXY cariótipo 44A + XXY 
= 47.= 47.= 47.= 47.
�� Sexo masculino, Sexo masculino, 
esterilidade, deficiência esterilidade, deficiência 
mental.mental.
Síndrome de KlinefelterSíndrome de Klinefelter
Síndrome de Síndrome de DownDown
�� TrissomiaTrissomia do cromossomo 21, do cromossomo 21, 
cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + 
XY = 47. Mais raramente pode XY = 47. Mais raramente pode 
acontecer por acontecer por translocaçãotranslocação entre entre 
o cromossomo 21 e o 14.o cromossomo 21 e o 14.o cromossomo 21 e o 14.o cromossomo 21 e o 14.
�� Ambos os sexos, deficiência mental, fendas Ambos os sexos, deficiência mental, fendas 
palpebrais mongolóides, pescoço curto e palpebrais mongolóides, pescoço curto e 
grosso, cardiopatias, uma única linha grosso, cardiopatias, uma única linha 
transversal na palma da mão, genitália pouco transversal na palma da mão, genitália pouco 
desenvolvida, grande flexibilidade nas desenvolvida, grande flexibilidade nas 
articulações.articulações.
Síndrome de DownSíndrome de Down
Síndrome de Síndrome de PatauPatau
�� TrissomiaTrissomia do cromossomo 13, do cromossomo 13, 
cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A 
+ XY = 47.+ XY = 47.
Ambos os sexos, cabeça pequena Ambos os sexos, cabeça pequena �� Ambos os sexos, cabeça pequena Ambos os sexos, cabeça pequena 
(microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, 
orelhas deformadas e com baixa implantação, orelhas deformadas e com baixa implantação, 
pescoço curto, lábio leporino, palato fendido.pescoço curto, lábio leporino, palato fendido.
Síndrome de PatauSíndrome de Patau
Síndrome de EdwardsSíndrome de Edwards
�� TrissomiaTrissomia do cromossomo 18, do cromossomo 18, 
cariótipo 45A + XX = 47 ou cariótipo 45A + XX = 47 ou 
45A + XY = 47.45A + XY = 47.
Ambos os sexos, deformidade facial, Ambos os sexos, deformidade facial, �� Ambos os sexos, deformidade facial, Ambos os sexos, deformidade facial, 
anomalias nas mãos e pés, malformações anomalias nas mãos e pés, malformações 
cardíacas, renais e genitais, grave cardíacas, renais e genitais, grave 
distúrbio psicomotor.distúrbio psicomotor.
Síndrome de EdwardsSíndrome de Edwards
Síndrome do Duplo Y ou Síndrome do Duplo Y ou 
super machosuper macho
�� TrissomiaTrissomia do cromossomo Y, cariótipo do cromossomo Y, cariótipo 
44A + XYY = 47.44A + XYY = 47.
�� Sexo masculino, sem modificações fenotípicas aparentes, Sexo masculino, sem modificações fenotípicas aparentes, 
somente com estatura elevada. Raramente déficit mental somente com estatura elevada. Raramente déficit mental somente com estatura elevada. Raramente déficit mental somente com estatura elevada. Raramente déficit mental 
e agressividade acentuada. Ocorrência 1/1.000.e agressividade acentuada. Ocorrência 1/1.000.
Síndrome do Duplo YSíndrome do Duplo Y
Síndrome do Triplo X ou Síndrome do Triplo X ou 
super fêmeasuper fêmea
�� TrissomiaTrissomia do cromossomo X, cariótipo 44A + do cromossomo X, cariótipo 44A + 
XXX = 47.XXX = 47.
�� Sexo feminino, distúrbios sexuais, retardamento mental, sem Sexo feminino, distúrbios sexuais, retardamento mental, sem 
outras modificações fenotípicas aparentes.outras modificações fenotípicas aparentes.outras modificações fenotípicas aparentes.outras modificações fenotípicas aparentes.
Síndrome do Triplo XSíndrome do Triplo X
MUTAÇÕES BENÉFICASMUTAÇÕES BENÉFICAS
Pequena percentagem de todas as mutações tem na verdade um efeito 
positivo. Estas mutações levam a novas versões de proteínas que ajudam o 
organismo e futuras gerações a adaptar-se melhor a mudanças no seu 
ambiente. Por exemplo, uma deleção específica de 32 pares de base no 
CCR5 humano confere resistência ao HIV a homozigóticos e atrasa o 
despertar do SIDA em heterozigóticos. A mutação CCR5 é mais comum em 
pessoas com ascendência européia. Uma teoria para a etiologia da relativa pessoas com ascendência européia. Uma teoria para a etiologia da relativa 
alta frequência do CCR5-∆32 na população européia é que esta confere 
resistência à peste bubônica que flagelou a Europa em meados do Século 
XIV. Pessoas que tinham esta mutação foram capazes de sobreviver à 
infecção; por isso, a sua frequência na população aumentou. Isso pode 
também explicar porque esta mutação não se encontra na África, que não foi 
afetada pela peste bubônica. Uma teoria mais recente diz que pressão 
selectiva na mutação CCR5 Delta 32 foi causada pela varíola em vez da peste 
bubónica.
Outros genes influenciam o desenvolvimento do corpo. Por exemplo, alelos 
diferentes na via da miostatina influenciam a força de uma pessoa, uma vez 
que estes genes controlam o desenvolvimento muscular.
OBRIGADA!OBRIGADA!