Mutações

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MUTAÇÕES
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Mutações
São alterações ou modificações súbitas em genes ou cromossomos, podendo acarretar variação hereditária.
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 As mutações podem ser:
 gênicas quando alteram a estrutura do DNA
 cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos.
Mutações
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Agentes Mutagênicos
Físicos  radiações ionizantes (raios X, radiações alfa, beta e gama) e radiação ultravioleta.
Químicos  colchicina, gás mostarda, sais de metais radioativos, alcatrão, benzeno, benzopireno, etc.
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Mutações Gênicas
		As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e conseqüentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo.
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Dogma da Biologia Molecular
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Mutações Gênicas: Conseqüências
Alteram uma ou mais bases do DNA, o que afetará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição.
Podem ser transmitidas hereditariamente quando ocorrem nas células germinativas.
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 Quando ocorrem em células somáticas podem provocar a formação de tumores.
Mutações Gênicas
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Mutações Gênicas
Substituição  ocorre a troca de um ou mais pares de bases. 
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Mutações Gênicas
Adição  acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ao DNA, modificando a ordem de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição. 
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Mutações Gênicas
Deleção  acontece quando uma ou mais bases são retiradas do DNA, modificando a ordem da leitura, durante a replicação ou a transcrição.
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Mutações
		As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua ação. Podem ainda ser letais, quando provocam a morte, ou ainda acarretar doenças ou anomalias. 
		
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As mutações também promovem a evolução já que determinam aumento na variabilidade genética.
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Principais Doenças Hereditárias
Alcaptonuria  não metabolização do ácido homogentísico (alcaptona) por falta de uma enzima. Provoca acúmulo da substância nas cartilagens e tecido conjuntivo, causando artrites.
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Principais Doenças Hereditárias
Fenilcetonúria (PKU)  o aminoácido fenilalanina não é metabolizado e se acumula nos tecidos gerando subprodutos (ácido fenil-acético e ácido fenil-láctico). O excesso dessas substâncias provoca mal formação do sistema nervoso (deficiência mental acentuada).
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Principais Doenças Hereditárias
Albinismo  ausência total ou parcial do pigmento melanina na pele, no cabelo e nos olhos. Há vários tipos de albinismo, o mais comum é causado pela ausência de uma enzima fundamental no início da produção da melanina.
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Principais Doenças Hereditárias
Fibrose Cística  uma alteração em um gene do cromossomo 7 provoca a produção, pelas glândulas exócrinas, de um muco muito espesso que leva a obstrução do pâncreas e infecção crônica do pulmões, levando à morte ainda na juventude.
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Principais Doenças Hereditárias
Anemia Falciforme substituição de um aminoácido em duas das quatro cadeias da hemoglobina, por mutação de um gene do cromossomo 11, provocando alteração na forma das hemácias que não conseguem transportar oxigênio de forma eficaz.
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Principais Doenças Hereditárias
Hemofilia  não formação dos fatores de coagulação plaquetários devido a mutação em um gene do cromossomo X. Provoca problemas na coagulação e hemorragias.
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Principais Doenças Hereditárias
Daltonismo  deficiência na visão das cores, provocada por mutação em um gene do cromossomo X.
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Principais Doenças Hereditárias
Distrofia Muscular Progressiva  mutação em um gene do cromossomo X que provoca fraqueza e degeneração muscular.
Adrenoleucodistrofia  mutação em um gene do cromossomo X que provoca degeneração progressiva do sistema nervoso.
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Mutações Cromossômicas
Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos normal da espécie.
Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele.
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Mutações Cromossômicas
Estruturais
Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, podendo ocasionar a perda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.
Podem acontecer por deleção, duplicação, translocação ou inversão de partes de cromossomos.
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Mutações Cromossômicas
Estruturais
Deficiência ou deleção  quando ocorre a perda de um pedaço do cromossomo, com conseqüente perda de genes.
A
B
C
D
E
A
B
C
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Mutações Cromossômicas
Estruturais
Duplicação  quando ocorre a presença de um pedaço duplicado do cromossomo, acarretando uma dupla leitura de genes.
A
B
C
D
D
E
A
B
C
D
E
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Mutações Cromossômicas
Estruturais
Translocação  quando ocorre a troca de pedaços entre cromossomos não homólogos, provocando erros na leitura.
A
B
C
D
E
M
N
O
P
Q
A
B
C
P
Q
M
N
O
D
E
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Mutações Cromossômicas
Estruturais
Inversão  quando ocorre a quebra de um pedaço do cromossomo que se solda invertido, provocando erros na leitura dos genes.
A
B
C
D
E
A
B
C
E
D
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Mutações Cromossômicas
Numéricas
Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo).
Podem produzir anomalias graves e até a morte do organismo.
Se dividem em Euploidias quando há a alteração de um genoma inteiro e Aneuploidias (Somias) quando acrescentam ou perdem um ou poucos cromossomos.
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Euploidias
Monoploidias (n)  quando há apenas um genoma.
Triploidias (3n)  quando há três genomas.
Poliploidias (4n, 5n, ...)  quando há quatro ou mais genomas.
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Aneuploidias (Somias)
Nulissomia (2n-2)  perda de um par inteiro de cromossomos. No homem é letal.
Monossomia (2n-1)  um cromossomo a menos no cariótipo.
Trissomia (2n+1)  um cromossomo a mais no cariótipo.
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Síndrome de Turner
Monossomia do cromossomo X, cariótipo 44A + X0 = 45.
Sexo feminino com ovários atrofiados, deficiência hormonal, esterilidade, ausência de menstruação, mamas pequenas, vulva infantil, pescoço alado, deficiência cardíaca, cromatina sexual negativa, raramente deficiência mental.
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Síndrome de Turner
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Síndrome de Klinefelter
Trissomia do cromossomo X, cariótipo 44A + XXY = 47.
Sexo masculino, testículos pequenos, esterilidade, genitais infantis, mamas desenvolvidas (ginecomastia), estatura elevada, cromatina sexual positiva, deficiência mental.
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Síndrome de Klinefelter
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SÍNDROME DE
TURNER
(ESTÉRIL)
DISGENESIA
GONADAL
2n:45,X0
2n: 46,XX
SÍNDROME DE 
KLINEFELTER
(ESTÉRIL)
2n: 47,XXX
2n:46,XY
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Síndrome de Down
Trissomia do cromossomo 21, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais raramente pode acontecer por translocação entre o cromossomo 21 e o 14.
Ambos os sexos, deficiência mental, fendas palpebrais mongolóides, pescoço curto e grosso, cardiopatias, uma única linha transversal na palma da mão, genitália pouco desenvolvida, grande flexibilidade nas articulações.
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Síndrome de Down
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45,XY
46,XY
Síndrome de Down
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Síndrome de Patau
Trissomia do cromossomo 13, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.
Ambos os sexos, cabeça pequena (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, orelhas deformadas e com baixa implantação, pescoço curto, lábio leporino, palato fendido.
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Síndrome de Patau
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Síndrome de Edwards
Trissomia do cromossomo 18, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.
Ambos os sexos, deformidade facial, anomalias nas mãos e pés, malformações cardíacas, renais e genitais, grave distúrbio psicomotor.
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Síndrome de Edwards
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Síndrome do Duplo Y
Trissomia do cromossomo Y, cariótipo 44A + XYY = 47.
Sexo masculino, sem modificações fenotípicas aparentes. Raramente déficit mental e agressividade acentuada.
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Síndrome do Duplo Y
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Síndrome do Triplo X
Trissomia do cromossomo X, cariótipo 44A + XXX = 47.
Sexo feminino,
distúrbios sexuais, retardamento mental, sem outras modificações fenotípicas aparentes.
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Síndrome do Triplo X
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Tipos de mutações cromossômicas
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Agrupadas em três categorias
-Rearranjos cromossômicos
Aneuploidias
- Poliploidias
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Aneuploidias
O número de cromossomos é alterado:
 Um ou mais cromossomos individuais são adicionados ou deletados.
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Podem surgir de vários modos:
Perda de um cromossomo na mitose ou meiose
O pequeno cromossomo gerado por uma translocação robertissoniana pode ser perdido na mitose ou meiose
Não disjunção, a falha dos cromossomos homólogos ou cromátides irmãs em se separar na mitose ou meiose. Isso leva a alguns gametas ou células conter cromossomos extras ou outras sem cromossomos.
A maioria dos aneuplódes em humanos é abortado, os outros podem formar as síndromes.
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Poliploidias
Um ou mais conjuntos completos de cromossomos são adicionados:
Um só conjunto de cromossomo = haplóide (1n), ex: leveduras;
Dois conjuntos cromossômicos = diplóide (2n), ex: humanos;
Mais de dois conjuntos de cromossomos = poliplóide (3n, 4n, 5n...ou mais)
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A maioria dos organismos eucarióticos é diplóide (2n). Ocasionalmente conjuntos inteiros de cromossomos não se separam na meiose ou na mitose, levando a uma poliploidia. Os poliplóides podem ser:
-Triplóides (3n)
-Tetraplódes (4n)
-Pentaplóides (5n) e outros números ainda maiores.
A poliploidia é comum em plantas e representa um importante mecanismo pelo qual novas espécies de plantas evoluíram.
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Dois tipos principais de poliploidia:
Autopoliploidia = onde todos os conjuntos cromossômicos são de uma única espécie.
Alopoliploidia = onde os conjuntos cromossômicos são de duas ou mais espécies
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Haplóides
São organismos que apresentam um somente um lote cromossômico (1n). Como possuem um único conj. Cromossômico, qualquer gene com efeito detrimental irá se manifestar e, como tal, é pouco provável que a maioria dos haplóides sobreviva durante muito tempo.
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Diplóides
Dois conjuntos cromossômicos = diplóide (2n), ex: humanos, mamíferos de um modo geral.
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Triplóides
Três conjuntos de cromossomos = poliplóide (3n). São formados por 3 conjuntos haplóides de cromossomos. Quando provenientes de uma mesma espécie = triplóides puros. Quando são formados de 2 lotes haplóides de cromossomo de uma determinada espécie e um outro lote de uma outra = triplóides híbridos ou alotriplóides ou ainda triplóides interespecíficos. Para a piscicultura podem apresentar maior crescimento e esterilidade.
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Tetraplóides
Mais de quatro conjuntos de cromossomos = poliplóide (4n), no lugar de dois lotes normais. Pode acontecer na natureza, como algumas plantas: amendoim, tabaco e algodão, ou podem ser poduzidos geralmente por um choque hiperbárico tardio, que bloqueia a primeira divisão mitótica de um zigoto diplóide. Para a piscicultura utiliza-se para a produção de triplóides.
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Rearranjos cromossômicos
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Rearranjos cromossômicos
Alteram a estrutura dos cromossomos:
Um trecho do cromossomo pode ser duplicado, deletado ou invertido
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São mutações que alteram a estrutura de cromossomos individuais. Possuem quatro tipos básicos:
Duplicações
Deleções
Inversões
translocações
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Duplicações
É uma mutação na qual parte do cromossomo foi duplicada.
Consideremos um cromossomo com os segmentos:
 AB●CDEFG . Na duplicação algum segmento duplica.
AB●CDEFEFG = Duplicação seqüencial ou em tandem
AB●CDEFGEF = Duplicação deslocada
AB●CDEFFEG = Duplicação invertida ou reversa
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Um individuo homozigoto para um rearranjo leva esse rearranjo (a seqüência mutada) em ambos os cromossomos homólogos, e um individuo heterozigoto para um rearranjo vai apresentar um cromossomo não mutado e outro com o rearranjo. Pode causar problemas na prófase I da meiose.
Efeitos importantes no fenótipo. Alteram as dosagens gênicas.
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Deleções
Perda de um segmento cromossômico.
Consideremos um cromossomo com os segmentos:
 AB●CDEFG . Que sofra uma deleção no segmento EF geraria um cromossomo mutado com os segmentos 
 AB●CDG
Uma grande deleção é facilmente detectada por que o cromossomo é notavelmente encurtado.
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Em indivíduos heterozigotos para as deleções, o cromossomo normal deve formar uma alça durante o pareamento dos homólogos na prófaseI da meiose para permitir que as regiões homólogas dos dois cromossomos se alinhem e façam a sinapse. 
As conseqüências fenotípicas de uma deleção depende de quis genes estavam situados na região deletada. Muitas deleções são letais no estado homozigoto porque todas as cópias dos genes essenciais situados na região deletada estão ausentes. Mesmo os indivíduos heterozigotos para uma deleção podem ter múltiplos defeitos.
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Inversões
Ocorre quando um segmento cromossômico é invertido girado 180 graus.
Consideremos um cromossomo com os segmentos:
 AB●CDEFG , então o cromossomo AB●CFEDG representa uma inversão que inclui os segmentos DEF.
Para que ocorra uma inversão, o cromossomo deve se quebrar em dois locais. As inversões que não inclui os centrômero(AB●CFEDG) , são chamadas de inversões paracêntricas e se inclui o centrômero(ADC ●BEFG) são chamadas de inversões pericêntricas.
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Quando o indivíduo é homozigoto para uma determinada inversão, não surge nenhum problema especial na meiose (peream normalmente). Contudo quando é heterozigoto para uma inversão, a ordem dos genes dos dois homólogos, e as seqüências homólogas só podem se alinhar e parear se os dois cromossomos formarem uma alça de inversão. 
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translocações
Uma translocação envolve o movimento de material genético entre cromossomos não homólogos ou dentro do mesmo cromossomo. Não deve ser confundida com crossing over, no qual há uma troca de material genético entre cromossomos homólogos.
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Translocações não recíprocas, o material genético move-se de um cromossomo para o outro sem nenhuma troca recíproca. 
Consideremos os seguintes dois cromossomos não homólogos:
 AB●CDEFG e MN●OPQRS . Caso o segmento cromossômico EF se mova do primeiro cromossomo para o segundo sem nenhuma transferência de segmento do segundo para o primeiro, terá ocorrido uma translocaçao não recíproca, produzindo os cromossomos AB●CDG e MN●OPEFQRS. 
As translocações podem afetar um fenótipo de vários modos. Podem criar novas relações de ligações que afetam a expressão gênica (efeito de posição) ou podem perturbar o funcionamento desse gene.
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Translocação Robertissoniana
Quando os braços longos de dois cromossomos acrocêntricos tornaram-se unidos a um centrômero comum por meio de uma translocação , gerando um cromossomo metacêntrico com dois braços longos e outro cromossomo com dois braços bem curtos.
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Obrigada pela atenção!!!
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