Exercícios 3b - Agentes Mutagênicos (Resolvido por mim)

Prévia do material em texto

EXERCÍCIOS 3b – AGENTES MUTAGÊNICOS
1. Esta atividade tem como objetivo permitir ao aluno fixar quais são os principais agentes mutagênicos químicos e físicos, e os mecanismos pelos quais eles originam a mutação.
Para tanto, leia o trecho entre as páginas 369 e 374 do livro Fundamentos de Genética (Snustad & Simmons, 2008), que trata das “Mutações Induzidas por Substâncias Químicas” e “Mutações Induzidas por Radiação”.
À medida que for lendo o trecho indicado, procure as informações referentes à cada um dos agentes mutagênicos listados na tabela abaixo e anote-as nos campos específicos.
�
	Agente Mutagênico
	Tipo de Mutágeno*
	Classe de Mutágeno**
	Mecanismo de Ação
	5-Bromouracil
	Químico
	Análogos de base
	
Análogos de base são purinas e pirimidinas com estruturas similares às bases normais do DNA. São incorporados às cadeias de DNA no lugar das bases normais durante a replicação. Entretanto, suas estruturas são suficientemente diferentes das bases normais no DNA aumentando a frequência de pareamentos errados, e assim mutação durante a replicação. A pirimidina 5-bromouracil é um análogo da timina. O bromo na posição 5 é similar em muitos aspectos ao grupo metila na posição 5 na timina. Entretanto, o bromo nessa posição muda a distribuição de carga e aumenta a frequência de mudanças tautoméricas. Na sua forma ceto mais estável, 5-bromouracil faz par com adenina. Após uma mudança tautomérica para sua forma enol, 5-bromouracil faz par com guanina. O efeito mutagênico da 5-bromouracil é o mesmo que o previsto para mudanças tautoméricas em bases normais, ou seja, transições. 5-bromouracil induz transições em ambos os sentidos, A-T ↔ G-C.
	Ácido Nitroso
(HNO2) 
	Químico
	Agentes Desaminantes
	
O ácido nitroso é um potente mutágeno que atua no DNA replicante ou não replicante. O ácido nitroso causa desaminação oxidativa de grupos amino em adenina, guanina e citosina. Essa reação converte os grupos amino em grupos ceto e muda o potencial de pontes de hidrogênio das bases modificadas. A adenina é desaminada em hipoxantina, que faz par de bases com citosina e não com timina. Citosina é convertida em uracil, que faz par de bases com adenina em vez de guanina. A desaminação de guanina produz xantina, mas xantina, como a guanina, faz par de bases com citosina. Assim, a desaminação da guanina não é mutagênica. Como a desaminação de adenina resulta em transições A-T → G-C e a desaminação de citosina produz transições G-C → A-T, o ácido nitroso induz transições em ambos os sentidos – A-T ↔ G-C.
	Proflavina
	Químico
	Agentes Intercalantes
	
Os corantes de acridina tais como proflavina são mutágenos potentes que induzem mudanças de matriz de leitura. As acridinas de carga positiva intercalam-se entre os pares de bases empilhados no DNA. Dessa forma, elas aumentam a rigidez e alteram a conformação da dupla hélice, causando inclinações ou dobras na molécula. Quando moléculas de DNA contendo acridinas intercaladas se replicam, ocorrem adições e deleções de um a três pares de bases. Essas pequenas adições e deleções, geralmente de um único par de bases, resultam em matrizes de leitura alteradas para a parte do gene distal à mutação. Assim, mutações induzidas por acridina em geral resultam em produtos gênicos não funcionais.
	Etil Metano Sulfonato (EMS) 
	Químico
	Agentes Alquilantes
	
Agentes alquilantes são substâncias que doam grupos alquila a outras moléculas. Os agentes alquilantes induzem todos os tipos de mutações, incluindo transições, transversões, mudanças de matriz de leitura e mesmo anomalias cromossômicas. Um mecanismo de mutagênese por agentes alquilantes envolve a transferência de grupos metila ou etila para as bases, resultando em potenciais de pareamento de bases alterado. EMS causa etilação das bases no DNA nas posições 7-N e 6-O. Quando é produzida a 7-etilguanina, ela faz pares de bases com a timina para causar transições G-C → A-T. Os agentes alquilantes como uma classe exibem menos efeitos mutagênicos específicos do que os análogos de bases, ácido nitroso ou acridinas.
	Hidroxilamina (NH2OH) 
	Químico
	Agentes Hidroxilantes
	
O agente hidroxilante hidroxilamina exerce um efeito mutagênico específico. Ele induz apenas transições G-C → A-T. Quando o DNA é tratado com hidroxilamina, o grupo amino da citosina é hidroxilado. A hidroxilamina-citosina resultante faz par de bases com adenina, resultando em transições G-C → A-T. A hidroxilamina pode ser usada para determinar se uma mutação em particular era uma transição A-T → G-C ou G-C → A-T.
	Raios-X e Raios Gama
	Físico
	Radiação Ionizante
	
As radiações ionizantes são de alta energia e penetram nos tecidos vivos a distâncias substanciais. No processo, esses raios de alta energia colidem com átomos e causam a liberação de elétrons, criando radicais livres ou íons de carga positiva. Os íons, por sua vez, colidem com outras moléculas e causam a liberação de elétrons adicionais. O resultado é que se forma um cone de íons ao longo da via de cada raio de alta energia à medida que ele passa através dos tecidos. As moléculas contendo átomos em formas iônicas ou estados excitados são quimicamente mais reativas que aquelas contendo átomos em seus estados normais estáveis. A reatividade aumentada dos átomos presentes em moléculas de DNA é responsável pela maioria da mutagenicidade de radiação ionizante e da luz ultravioleta. A radiação ionizante também induz grandes mudanças na estrutura do cromossomo, incluindo deleções, duplicações, inversões e translocações.
	Radiação Ultravioleta
	Físico
	Radiação Não-Ionizante
	
Os raios ultravioletas tem menos energia que a radiação ionizante e penetram apenas na camada superficial de células em plantas e animais superiores e não causam ionização. Os raios ultravioletas dissipam sua energia para os átomos que eles encontram, elevando os elétrons nas órbitas mais externas para níveis energéticos mais altos, um estado chamado excitação. As moléculas contendo átomos em formas iônicas ou estados excitados são quimicamente mais reativas que aquelas contendo átomos em seus estados normais estáveis. A reatividade aumentada dos átomos presentes em moléculas de DNA é responsável pela maioria da mutagenicidade de radiação ionizante e da luz ultravioleta. A radiação ultravioleta é prontamente absorvida por muitas moléculas orgânicas tais como purinas e pirimidinas no DNA, que então entram em um estado mais reativo, ou excitado. Dois produtos importantes da absorção de UV pelas pirimidinas (timina e citosina) são os hidratos de pirimidina e os dímeros de pirimidina. Os dímeros de pirimidina perturbam a estrutura das duplas hélices de DNA e interferem na replicação precisa do DNA.
* Tipo de Mutágeno → Químico ou Físico
** Classe de Mutágeno → Análogos de base, Agentes Alquilantes, Agentes Intercalantes, Agentes Desaminantes, Agentes Hidroxilantes, Radiação Ionizante, Radiação Não-Ionizante