mutacao genica

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Mutação
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Mutação
 Refere-se a qualquer mudança permanente no 
genótipo de uma célula ou organismo.
 As mudanças decorrentes de recombinação que
produzem novas combinações de variações
genéticas já existentes, não são mutações
novas.
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Origem das mutações
 1901, Hugo 
de Vries
Colônia mutante de Aspergillus
(J. Peberdy, 2000). Prof. Dr. Marcos Sousa 4
Mutações são fonte de variabilidade genética !!!!
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Classificação das mutações
Quanto ao tipo celular
 Somáticas (mosaicismo, câncer)
 Germinativas (doenças genéticas clássicas)
 As mutações nas células da linhagem
germinativa podem ser transmitidas à prole, mas
as somáticas, não.
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Classificação das mutações
Quanto a origem
 Espontâneas (10-9 – 10-10)
 São aquelas que ocorrem sem uma causa
conhecida, podem ser resultantes de um nível
baixo de erros metabólicos inerentes ou por
agentes desconhecidos presentes no ambiente.
 Induzidas (agentes = mutágenos)
 São aquelas resultantes da exposição de
organismos a agentes físicos e químicos que
causam mudanças no DNA (ou RNA em alguns
vírus).
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Mutação espontânea
 Ocorre ao acaso e é rara: 
 1 célula bacteriana em cada 106 a 1010 células.
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Classificação das mutações
Operacionalmente é impossível determinar se
uma mutação ocorreu espontaneamente ou
se foi induzida por um agente mutagênico.
Apenas é possível determinar tais diferenças
em níveis populacionais.
Se uma taxa de mutação é aumentada 100x
em uma população tratada por um
mutágeno, então uma média de 99 de cada
100 mutações presentes na população será
causada pelo mutágeno.
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MUTAÇÃO ESPONTÂNEA
 Erros de replicação (tautômeros)
 - transições, deleções e adições;
 Lesões espontâneas
 (depurinação, desaminação-transição GC-AT, bases 
oxidativamente danificadas (GO) - transversões G-T)
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Mutação Induzida
 Os agentes que induzem mutações podem ser 
divididos em dois grupos:
 Agentes físicos:
 radiação ionizante (raio X, raios gama, nêutrons, 
partículas alfa e beta) e radiação não ionizante (luz 
ultravioleta)
 Agentes químicos:
 corantes, pesticidas, herbicidas.
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EFEITO DOS MUTAGÊNICOS
 Alguns agentes mutagênicos causam mal-
pareamento específico entre as bases do DNA.
 Os agentes alquilantes - adicionarem grupos
alquil (ex.: grupo etil , grupo metila) nas bases
do DNA e alteram a capacidade de pareamento
entre elas.
 Por exemplo, em presença de etilmetanossulfonato -
EMS, a Timina é modificada e pode formar pontes de
hidrogênio com a Guanina (pareamento “T”-G)
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EFEITO DOS MUTAGÊNICOS
 os agentes desaminantes - capazes de
remover o grupo amina das bases do DNA (ex.:
íons bissulfito, ácido nitroso).
 A citosina quando é desaminada se transforma em
uracila e se essa base não for removida pelo sistema
de reparo, durante a replicação irá parear com a
adenina.
 Os agentes intercalantes (ex.: proflavina,
acridina laranja) são causadores de deleções e
inserções de nucleotídeos.
 Os principais mutagênicos com esse tipo de ação
estão os raios ultravioleta (UV), a aflatoxina B1, o
benzo(a)pireno.
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Mutação: um processo Aleatório e não-
Adaptativo
 A introdução de pesticidas e antibióticos pelos humanos
produziu novos ambientes para os organismos;
 Mutações que produzem resistência ocorreram;
 Os organismos sensíveis foram mortos;
 E os mutantes resistentes se multiplicaram
 A evolução por mutação e seleção natural está bem
documentada.
 O estresse ambiental não dirige ou causa mudanças
genéticas, ele simplesmente seleciona raras mutações
pré-existentes que resultam em fenótipos mais bem
adaptados ao novo ambiente.
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Mutação: um processo reversível
 Mutação direta em um gene tipo selvagem
pode produzir um alelo mutante que resulta em
um fenótipo anormal.
 O alelo mutante também pode sofrer uma
mutação reversa que restaura o fenótipo
selvagem.
Mutação direta
Selvagem Mutante
Mutação reversa
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Reversão do fenótipo
 A reversão pode ocorrer de dois modos
diferentes:
1. Mutação reversa => 2ª mutação no mesmo
ponto do gene da mutação original, restaura o
fenótipo selvagem.
2. Mutação supressora => 2ª mutação em lugar
diferente do genoma, que compensa os efeitos
da 1ª mutação.
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Classificação das mutações
Quanto a adaptabilidade
 Benéficas
 Neutras (polimorfismos)
 Deletérias (doenças genéticas, câncer)
Quanto ao efeito fenotípico
 Mutações sem efeito => isoalelos.
 Mutações com falta de produto gênico = alelos nulos.
 Se ocorrem em genes homozigotos para o crescimento
do organismo => letais recessivas.
 Mutações letais recessivas ligadas ao X irão alterar a
proporção dos sexos na prole devido ao hemizigotos
letais.
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Classificação das mutações
Quanto ao nível:
 Gênicas
 Mutações de ponto
 Deleções e duplicações
 Cromossômicas
 Alterações numéricas
 Alterações estruturais
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Mutações gênicas
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MUTAÇÃO GÊNICA
 Qualquer alteração permanente no DNA, isto 
é, uma alteração da seqüência de nucleotídeos 
ou arranjo do DNA no genoma.
 É o processo no qual os genes mudam de uma 
forma alélica para outra.
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MUTAÇÃO GÊNICA
 As mutações gênicas podem ser divididas 
em duas classes principais:
 Substituição de Nucleotídeos - substituição de 
um único nucleotídeo (mutação de ponto) numa 
seqüência de DNA.
 Deleções e Inserções - causadas pela inserção 
ou deleção de um ou mais pares de bases.
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Substituição de nucleotídeos
 Mais frequente
 Classificação
 Transições: AG, CT (63%)
 Transversões: purina  pirimidina (37%) 
Transversões (8)CITOSINATIMINAPIRIMÍDICA
Transições (4)GUANINAADENINAPÚRICA
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As mutações por substituição de 
nucleotídeos podem ser divididas em:
 Mutação silenciosa: quando a substituição do
nucleotídeo não acarreta a modificação do aminoácido
que será incorporado na cadeia polipeptídica.
AGG  CGG (ambas codificam Arginina)
 Mutação sinônima: quando a alteração do nucleotídeo
leva a codificação de um aminoácido diferente, mas com
função equivalente.
AAA  AGA (mudança de Lisina para Arginina, mas sem
alteração da função da proteína)
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As mutações por substituição de 
nucleotídeos podem ser divididas em:
 Mutações de Sentido Trocado: Alteram o
"sentido" do filamento codificador do gene ao
especificar um aminoácido diferente.
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 Códon especifica um aminoácido diferente e 
não funcional.
 Ex.: anemia falciforme (hemoglobina falcêmica 
Hb S)
MUTAÇÃO MISSENSE
(sentido trocado)
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Anemia falciforme
 Alteração de 1 dos 146 aa da -globina
  6 Glu Val (A T)
 Hemácias adquirem forma de foice sob baixas 
condições de oxigênio
 Anemia, atraso no crescimento, 
esplenomegalia, infecções repetitivas...
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Anemia falciforme
 Heterozigotos: são normais clinicamente, 
porém, hemácias sofrem afoiçamento.
 África: 25% heterozigotos  frequência alta 
devidoa maior resistência dos heterozigotos 
à malária (mais adaptados do que os dois 
homozigotos).
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Mutações de ponto
Anemia falciforme(Griffiths et al, 1999).
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Anemia falciforme
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As mutações por substituição de 
nucleotídeos podem ser divididas em:
 Mutações Sem Sentido: Normalmente a
tradução do RNAm cessa quando um códon
finalizador (UAA, UAG e UGA) é alcançado.
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Deleção e Inserção de Códons
 Quando o número de bases envolvidas não é
múltiplo de três, a mutação altera a leitura do
quadro de leitura da tradução a partir do ponto
de mutação.
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Deleção e Inserção de Códons
 Quando o número de bases envolvidas é
múltiplo de três, a mutação resulta numa
proteína com a adição ou falta de aminoácidos.
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Inserção de uma base
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Sistemas de reparo de DNA
 As células possuem um sistema de reparo de mutações,
principalmente para aquelas induzidas por UV, que está
presente na luz solar.
 Sistema de fotorreativação: sistema de reparo da formação de
dímeros induzidos por UV, onde uma enzima se liga aos
dímeros e após ativação por luz quebra as ligações dos dímeros
e os dissociam, restaurando a estrutura original da molécula.
 Reparo por excisão: uma enzima reconhece a região da
mutação e corta o filamento e então a DNA polimerase I
sintetiza um novo filamento, deslocando o filamento velho que
contém a mutação e então é feito um segundo corte para a
retirada da porção do filamento com a mutação. O filamento
novo que foi sintetizado é ligado pela DNA ligase.
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