Aula Doenças monogênicas – tipos de mutação

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Laboratório de Genética Humana e Médica 
Disciplina “Genética Médica” 
Joao Farias Guerreiro 
 Uma mutação é definida como qualquer alteração 
permanente do DNA. 
 
 Pode ocorrer tanto em células da linhagem germinativa 
como em células somáticas. 
 
 Em termos amplos, as mutações podem ser classificadas 
em três categorias: 
1. mutações que afetam o numero de cromossomos na 
célula (mutações genomicas), 
2. mutações que alteram a estrutura de cromossomos 
individuais (mutações cromossômicas) 
3. mutações que alteram genes individuais (mutações 
gênicas) 
1. Mutações genômicas são alterações no numero de cromossomos 
intatos (aneuploidias ) que surgem de erros de segregação 
cromossômica durante a meiose ou mitose. 
 
2. Mutações cromossômicas são desequilíbrios que envolvem 
apenas uma parte de um cromossomo, tais como as duplicações, 
deleções, inversões e translocações, que podem ocorrer 
espontaneamente ou podem resultar da segregação anormal de 
cromossomos translocados durante a meiose. 
 
3. Mutações gênicas são mudanças na seqüência de DNA, que 
variam de apenas um único nucleotídeo a mudanças que podem 
afetar muitos milhares de pares de bases, mas sempre em uma 
escala muito pequena para ser vista mesmo com a analise 
citogenética de alta resolução. 
 A lesão do DNA pode ser espontânea ou induzida por 
agentes físicos e químicos (mutágenos) e também por 
agentes biológicos. 
 
 Principais mutágenos: 
1. radiações ionizantes 
2. radiações UV 
3. produtos químicos 
4. vírus (os demais agentes biológicos raramente têm 
uma intervenção direta sobre o DNA humano) 
As mutações gênicas podem ser classificadas pelo tipo 
de alteração causada pelo evento mutacional: 
 
1. Substituições de Nucleotídeos 
a) Mutações de sentido trocado 
b) Mutações sem sentido 
c) Mutações de processamento de RNA 
d) Mutações reguladoras 
2. Deleções e Inserções 
a) Adição ou deleção de um pequeno número de bases 
b) Deleções gênicas maiores, inversões, fusões e 
duplicações 
c) Inserção de elementos L1 ou Alu (transposons) 
d) Expansão de seqüências de trinucleotídeos repetidos 
 
 Mutações que resultam da substituição de uma purina 
por outra purina e a substituição de uma pirimidina 
por outra pirimidina são chamadas transições. 
 
 Substituições de uma purina por uma pirimidina e 
vice-versa são chamadas transversões. 
 Existem três substituições possíveis para cada par de 
bases: uma transição e duas transversões. 
 São possíveis um total de quatro transições 
diferentes e oito transversões diferentes. 
 Mutação de Sentido Trocado 
A substituição de um 
único nucleotídeo numa 
seqüência de DNA pode 
alterar o código de uma 
trinca de bases e levar à 
substituição de uma 
trinca de bases por outra 
trocando o aminoácido 
na cadeia polipeptídica 
 Mutações Sem Sentido 
 A mutação gera um dos códons de parada (TAA, TAG ou 
TGA no DNA; UAA, UAG e UGA) que interrompe a 
tradução do RNAm gerando um produto truncado. 
 
Mutações no Processamento do RNAm 
 Mutações de ponto, de diferentes tipos, que afetam a 
qualidade ou a quantidade do RNA produzido. 
 Isto porque o mecanismo normal pelo qual os íntrons são 
excisados do RNA não processado e os éxons unidos para 
formar um RNAm maduro depende de determinadas 
sequências de nucleotídeos localizadas nos sítio aceptor 
(intron/exon) e no sítio doador (exon/intron). 
Padrão normal de processamento do RNA 
Exon 1 Exon 3 Exon 2 
Sítio doador do intron 2 : GT Sítio aceptor do intron 2 : AG 
Intron 2 Intron 1 
Processamento do RNAm 
 Os íntrons, seqüências de DNA que se intercalam com seqüências 
denominadas éxons, são inicialmente transcritas em RNA no 
núcleo, mas não estão presentes no mRNA no citoplasma, e, assim, 
não estão representadas na cadeia polipeptídica final. 
 Os éxons é que codificam a seqüência de aminoácidos da proteína. 
 
5´ 
3´ 
Éxon 1 Éxon 3 Éxon 2 
5´ 3´ 
RNA 
1. Transcrição 5´ 
2. Processamento e 
recomposição do RNA 
´ 
3´ 5´ 
CAP 
3´ 5´ 
Núcleo 
AAAAAA 
Mutações no Processamento do RNAm 
 
 Mutações que impedem a retirada de íntrons, por 
alterar os sítios de splicing (GT, no início do íntron ou 
AG no final); 
 
 Mutações internas nos íntrons que criam um sítio 
adicional de splicing, que competem com os normais 
durante o processamento do RNA; 
 
 Mutações no sítio de poliadenilação do mRNA. 
 
 
 
 
 
• Mutação no sítio aceptor de corte normal do intron 2 resulta 
no uso de sítio críptico no intron 2, o que introduz parte do 
introduz parte do intron 2 no exon 3, impedindo a codificação 
da globina-b. 
 
Mutação:... CGG CTC 
Exon 1 Exon 3 Exon 2 
Intron 2 
Sítio aceptor cíptico do intron 2 : TTTCTTCAGG 
Mutação bo 
Intron 1 Intron 2 
Normal :... CAG CTC 
 
 
 
 
 
• Mutação na posição 110 do intron 1 ativa um sítio aceptor 
críptico, o que resulta no alongamento do exon 2 em 19 
nucleotídeos e a introdução de um códon finalizador 
prematuro no transcrito. O sítio aceptor correto é usado 
em 10% no gene mutado 
Exon 1 Exon 3 Exon 2 
Sítio aceptor do intron 1 : ...AG 
CD 110 normal : ...CCTATTGGT 
CD 110 mutado: ...CCTATTAGT 
Mutação b+ 110 (A>G) cria sítio críptico de splicing no íntron 1 
90% 
10% 
Intron 2 Intron 1 
3´ 
Sinal de poliadenilação AATAAA 
3´ 
3´ 
Sinal de poliadenilação AACAAA 
3´ 
AAAAAA .............. 
Mutações no sítio de poliadenilação do mRNA. 
Mutações em Seqüências Promotoras 
 Mutações na região reguladora na extremidade 5´do gene, 
que afetam a ligação com fatores de transcrição e reduzem a 
eficiência da transcrição do RNA, produzindo menor 
quantidade de mRNA. 
T G G G C ou G 
5’ 
T 
CCTCACCC C CCACA C C C CCAAT A T A A AA 
3’ 
-108 -93 -76 -31 
Gene β 
 O trecho compreendido entre o códon de iniciação da síntese protéica 
(ATG ou TTG) e um dos três códons para terminação determina a 
seqüência de aminoácidos do polipeptídeo final, produto do gene. 
 Este trecho é designado como quadro aberto de leitura (ORF = open 
reading frame) ou sequência codificadora. 
 Antes dele (diz-se 5' dele) estão o promotor (onde vai se ligar a RNA 
polimerase) e o sítio ligador de ribossomo uma seqüência que, quando 
transcrita para o mRNA, irá permitir o pareamento deste com um trecho 
complementar do RNA 16 S da sub-unidade menor do ribossoma. 
 5´ (antecedentes) 3´ (posterior) 
Início da Transcrição 
Promotor 
Região 5´ não-traduzida 
(5´UTR) 
Códon iniciador 
Códon finalizador 
Íntrons 
Éxons 
Região 3´ não-
traduzida (3´UTR) 
CAAT GG TATA Acentuadores 
e 
Silenciadores 
Seqüências 
reguladoras 
 Causadas pela inserção ou deleção de um ou mais pares 
de bases. 
 O mecanismo tido como responsável pela maioria das 
pequenas deleções e inserções é o mau pareamento de 
cromossomos homólogos seguido de permuta desigual entre 
as cromátides. 
 Uma das evidências desse mecanismo é a ocorrência de 
seqüências com repetições diretas em regiões nas quais 
ocorrem essas mutações. 
 Causadas pela inserção ou deleção de um ou mais pares 
de bases. 
 
 a) Quando o número de bases envolvidas não é múltiplo 
de três, a mutação altera a leitura da tradução a partir 
do ponto de mutação resultando em uma proteína com 
seqüência de aminoácidos diferente (frameshift). 
 
 b) Quando o número de bases envolvidas é múltiplo de 
três, a mutação resulta numa proteínacom a adição ou 
falta de aminoácidos. 
 
 Grandes deleções e inserções 
 Alguns casos de Deleções ou inserções de grandes segmentos 
de DNA podem ser causadas por um pareamento incorreto 
entre seqüências de DNA similares ou idênticas. 
• Seqüências extensas de DNA repetitivo ou com grandes 
homologias favorecem a ocorrência de fenômenos de 
recombinação homóloga. 
• A formação de crossing-overs assimétricos entre cromátides 
irmãs ou entre cromátides de cromossomas homólogos dá 
origem a deleções/inserções e fusão de genes