Aula+08+ +Reparo+e+recombinação+homóloga

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Mutação é a troca de 1 ou mais nucleotídeos na sequência de DNA. Isso pode ocorrer 
devido a taxa de erro de cerca de 1 a cada 1000000000 bases adicionadas na 
replicação.
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Além de haver a chance de ocorrer erro espontâneo na replicação do DNA, agentes 
exógenos, sejam físicos ou químicos podem induzir a mutação através da troca de 
nucleotídeos, pareamento incorreto, formação de dímeros de pirimidina, etc.
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Mutações podem ser do tipo:
Transição – troca purinas por purinas e pirimidinas por pirimidinas
Transversão – troca purinas por pirimidinas e vice-versa
Inserção – Insere bases
Deleção – Deleta bases
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Mutações por substituição podem ser:
Silenciosas – quando a base não influencia em qual aminoácido será colocado
Missense – quando troca o aminoácido que será incorporado na tradução do mRNA
Nonsense – quando cria um stopcodon fora do lugar e dá origem a uma proteína 
truncada.
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Inserções e deleções podem causar o chamado frameshift, que significa mudar todos 
os aminoácidos a partir dali. Isso ocorre porque a leitura do código acontece em 
códon (3 nucleotídeos) e a mudança de 1 nucleotídeo por inserção ou deleção 
mudará a posição de todos os códons no quadro de leitura, dado origem a uma 
proteína completamente diferente da esperada.
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AS mutações podem gerar proteínas com funções maiores, menores ou sem função 
quando há a troca de aminoácidos pontuais que interfiram nas estruturas proteicas 
(primaria, secundária, terciaria e quaternária).
Podem ainda acabar com a função da proteína caso seja nonsense e termine a 
tradução antes do tempo, criando uma proteína truncada.
Pode também ser na regição consenso ou promotora aumentando a expressão da 
proteína ou mesmo reduzindo-a.
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Quando a troca de nucleotídeo é presente em mais de 1% da população não é 
dchamda de mutação, mas sim de polimorfismo de nucleotídeo único, tendo em vista 
que essa mudança deu origem a uma proteína que não causou desvantagem 
evolutiva para selecionar negativamente aquele individuo.
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Reações de deaminações podem alterar Citosinas para Uracila (esquerda) dando 
origem a uma célula-filha com DNA mutado por substituição. Assim como 
depurinações podem retirar Adeninas e, na divisão haver a deleção de um par de 
base, causando um frameshift no DNA. Caso não existisse mecanismos de reparo o 
DNA seria mutado com muita frequência e mesmo estável não seria compatível com 
a vida.
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A principal via de reparo ocorre pela excisão de bases onde uma enzima chamada 
DNA glicosilase fica rastreando as cadeias laterais das bases procurando por 
alterações. Quando ela encontra ela retira a base e esta fica faltando em apenas uma 
das fitas. Outra enzima chamada Endonuclease AP reconhece que está faltando uma 
base e removem o açúcar-fosfato. Então a DNA polimerase adiciona o nucleotídeo 
que está faltando e a ligação fosfodiester é realizada por uma DNA ligase.
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Um complexo multiproteico avalia se existe uma grande área de mutações ou então 
se existem ligações covalentes entre bases (dímeros de pirimidina induzidos pela 
radiação ultravioleta). Caso reconheça endonucleases de excisão cliva uma ligação 
fosfodiester antes da área mutada e outra após a área mutada e a DNA helicase retira 
uma grande parte de uma das fitas de DNA. Após isso a DNA polimerase pode 
polimerizar a região que está sem alguns nucleotídeos e a DNA ligase liga o 
fragmento novo ao antigo finalizando o reparo.
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As mutações são encontradas pois bases incomuns do DNA são geradas a partir das 
reações que levam às mutações.
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Caso as ligações fosfodiesteres de ambas as fitas sejam quebradas, heterodímeros Ku
reconhecem as extremidades livres, recrutam ligases que promovem a religação das 
fitas. Isso normalmente gera mutações no DNA, no entanto em eucariotos a chance 
da mutação ocorrer em região não-codificante é muito grande.
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Outra maneira de resolver esse problema é através da recombinação homóloga que 
veremos adiante.
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Doenças causadas por problemas no sistema de reparo.
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Quando ocorre uma lesão em uma das fitas durante a replicação poderia ocorrer a 
criação de um minicromossomo. No entanto a recombinação homóloga corrige isso. 
Uma exonuclease cliva a extremidade 5’ e a fita antisenso recém sintetizada se liga a 
porção quebrada, em contrapartida a outra fita é recombinada para a de baixo e a 
replicação continua.
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Até que alguma interação proveitosa ocorra e comece a ocorrer o 
pareamento/hibridização das fitas o processo é muito lento. Após as primeiras 
interações proveitosas o processo acelera e funciona como o fechamento de um 
zíper. Essa reação em laboratório depende de altas temperaturas ou solventes 
orgânicos que previnem a formação de grampos. Dentro das células as proteínas SSB 
estabilizam as fitas para que não ocorra a formação de grampos.
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A proteína RecA (procariotos) e Rad51 possuem 1 sitio que se liga a DNA dupla fita e 
1 sítio que se liga a um DNA simples fita. Inicialmente ela só entrelaça os DNA 
independente da sequencia de nucleotídicos. Após esse passo inicial, a fita simples 
procura (ainda não se sabe como) a região de homologia e se pareia com ela (invasão 
de fita) deslocando a outra fita pareada e formando assim um heteroduplex (uma 
dupla fita formada por duas simples fitas de origens diferentes)
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Após o início da recombinação ocorre a migração da ramificação que consiste no 
resto do pareamento. Ela pode ser espontânea (sem sentido preferencial) e por 
consequência mais lenta ou dirigida por proteínas através da hidrólise de ATP.
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Como visto anteriormente a quebra da dupla fita é corrigida com a ação da 
exonuclease que degrada a extremidade 5’ e permite a invasão de fitas e a 
recombinação.
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