Alterações Cromossômicas e Mutação Gênica

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Alterações cromossômicas e mutações gênicas
Alterações cromossômicas e mutações gênicas Por Karine Kavalco, 1999. Cada espécie existente, seja ela animal ou
vegetal, possui um conteúdo cromossômico que é responsável pela hereditariedade das características próprias do tipo
de organismo estudado. Estes conteúdos chamam-se genomas e dão a cada espécie um número característico de
cromossomos. A espécie humana tem seu genoma distribuído em 46 cromossomos, sendo 44 destes autossomos e 2
sexuais. Às vezes, porém, podem ocorrer acidentes ambientais ou biológicos, que ocasionam irregularidades na divisão
celular, atingindo os cromossomos interfásicos, de modo que pode haver alterações no genoma do indivíduo. Alterações
que afetam a estrutura molecular do DNA são chamadas de mutações e mutações de ponto ou mutações pontuais. Os
processos que determinam as modificações estruturais no genoma do indivíduo podem ser de seis tipos básicos: deleções,
adições (ou duplicações), inversões (peri e paracêntricas), translocações, trasposições e fissão/fusão cêntricas. Geralmente as
mudanças estruturais requerem quebras nos cromossomos, podendo estas ocorrer em mais de um ponto em um
cromossomo ou no conjunto todo. Qualquer extremidade quebrada pode se unir com qualquer outra extremidade
quebrada, ocorrendo arranjos novos entre estes cromossomos. No processo pode ocorrer também perda ou adição de
um segmento cromossômico. As alterações numéricas podem ser de dois tipos: euploidias e aneuploidias. Na espécie
humana, as alterações numéricas do tipo euploidia (que correspondem a poliploidias), em que o genoma inteiro é
duplicado, acabam por deflagrar o aborto, principalmente no primeiro e sexto mês de gestação. Por este motivo, é dada
maior ênfase às aneuploidias, onde um ou poucos cromossomos são duplicados ou perdidos. As alterações do lote
genômico são denominadas aberrações cromossômicas, pois podem alterar a morfologia e principalmente o conteúdo
gênico destes. As aberrações cromossômicas podem afetar o genoma inteiro (totalidade dos cromossomos),
cromossomos isolados ou apenas partes de cromossomos. Alterações estruturais: 
Deleções: neste processo, ocorre perda de fragmentos do cromossomo, que podem constituir um ou muitos genes.
Podem se originar por simples quebra ou eliminação cromossômicas. Várias deleções nos seres humanos são conhecidas,
e talvez a mais estudada seja a Síndrome do Cri du chat ou Síndrome do miado de gato. Esta é ocasionada por uma
deleção no braço curto de um dos cromossomos no 5. 
Duplicações: as duplicações ocorrem quando um segmento cromossômico aparece mais de duas vezes em uma célula
diplóide normal. O segmento pode estar ligado a um cromossomo ou como um fragmento separado. Por intermédio da
segregação destes cromossomos nos gametas, as duplicações podem ser transmitidas às gerações subsequentes.
Inversões: as inversões acontecem quando partes dos cromossomos tornam-se destacadas (quebra cromossômica),
giram 180o e são reinseridas de modo que os genes ficam em ordem inversa. Algumas inversões resultam do
embaraçamento dos filamentos durante a prófase meiótica. As inversões podem incluir o centrômero (inversões
pericêntricas) ou não incluir o centrômero (inversões paracêntricas). 
Translocações: ocorre quando parte de um cromossomo torna-se separada e se liga a uma parte de um cromossomo não
homólogo. Estas podem ser de dois tipos: simples – quando o fragmento quebrado de um cromossomo se insere em outro
não homólogo – ou recíproca – os segmentos são trocados entre dois cromossomos não homólogos. Em humanos, as
translocações mais comuns (simples) ocorrem entre os cromossomos 14 e 21 (variação da Síndrome de Down). Outras
translocações foram observadas, entre os grupos D e G, B e D, C e E. Na maioria dos casos existem numerosas
anomalias fenotípicas, e geralmente ocorre um aborto espontâneo, ou morte poucos meses após o nascimento. Um
exemplo pode ser a leucemia mielógena crônica, na qual ocorre uma translocação entre os cromossomos 22 e 9. 
Transposições: refere-se à troca de segmentos de um local do cromossomo para outro. Geralmente não há grandes
alterações pois o conteúdo genômico não é alterado, porém o pareamento pode ser difícil durante a divisão celular.
Fusão e fissão cêntricas: neste caso, o número cromossômico pode aumentar ou diminuir sem que haja variação na
quantidade de DNA. Isso ocorre devido à quebra do cromossomo na altura do centrômero, dando origem a dois
cromossomos acrocêntricos (fissão), ou ao processo inverso (fusão). Estes processos observam-se em espécies
próximas ao homem, como os primatas, que têm seu número cromossômico variado pela ocorrência de mais
acrocêntricos, ou mais metacêntricos. Na espécie humana geralmente não se observa a existência de síndromes ou
patologias ocasionadas por este tipo de alteração estrutural/numérica, porém casos de portadores de anomalias, que não
desenvolvem o fenótipo por não ter alteração no conteúdo genômico, são observados. Ex: portador de fusão entre dois de
seus cromossomos acrocêntricos. Alterações numéricas: Euploidias: as alterações do tipo euploidia referem-se ao
conteúdo genômico total do indivíduo, ou seja, todos os seus cromossomos são duplicados (diploidia – condição normal) ou
todos são triplicados (triploidia) e assim por diante. Em humanos, o haplóide (com conjunto cromossômico sem homólogos)
não é viável e em alguns poucos casos observam-se as outras poliploidias. Seres humanos completamente triplóides
são muitos raros e os poucos casos conhecidos são os abortos espontâneos ou natimortos. Alguns vivem por poucas
horas. Em todos os casos há malformações múltiplas e grosseiras. Avalia-se que aproximadamente 15% de todos os
fetos espontaneamente abortados são triplóides e tetraplóides. A poliploidia em humanos, seja completa ou em
mosaicismo, leva a profundas anomalias e morte.
Aneuploidias: a aneuploidia é a situação em que o número de cromossomos não é um múltiplo exato do número
haplóide característico da espécie. Trissomias: Nos seres humanos foi avaliado que aproximadamente 4% de todas as
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gestações clinicamente identificadas possuem alguma forma de trissomia. Além disso, em fetos humanos abortados já
foi encontrada uma trissomia para cada um dos cromossomos. As trissomias autossômicas totalizam 47,8% de todos os
fetos anormais. As mais comuns são encontradas nos grupos D, E e G. As que envolvem os do grupo A, B, C (excluindo
o X) e o cromossomo 16 nunca chegam a termo, sugerindo que provocam um desequilíbrio genético tão drástico que
não possibilitam a sobrevivência. Entre as mais comuns estão a trissomia do 21 (Síndrome de Down), 18 (Síndrome de
Edwards) e 13 (Síndrome de Patau). As trissomias (juntamente com polissomias) do cromossomo X associado ao
cariótipo masculino compõem a Síndrome de Klinefelter, onde a masculinização secundária é afetada, além de
características congênitas. A trissomia do cromossomo X, em mulheres, causa retardo mental. De forma geral, o grau
de deficiência mental aumenta com o número de cromossomos X existentes. Monossomias: um exemplo de
monossomia humana pode ser a Síndrome de Turner, onde há falta de um cromossomo X no cariótipo feminino. Cerca
de 1 em 2.500 bebês do sexo feminino têm esta aneuploidia. Também como a Síndrome de Klinefelter, a maturação
sexual sofre marcantes anormalidades. Mutações ou mutações de ponto o DNA de um organismo não é uma molécula
estática. Freqüentemente suas bases estão expostas a agentes, naturais ou artificiais, que provocam modificações na sua
estrutura ou composição química. Modificações súbitas e hereditárias no material genético são denominadas mutações.
Geralmente, os organismos portadores de uma mutação em um determinado gene apresentam problemas na sua
sobrevivência e diversas alterações. Todos os seres vivos sofrem um certonúmero de mutações, como resultado de
funções celulares normais ou interações aleatórias com o ambiente. Tais mutações são denominadas espontâneas. A
ocorrência de mutações pode ser aumentada pelo tratamento com determinados compostos. Tais compostos são
denominados agentes mutagênicos e as modificações que eles causam mutações induzidas. Adotou-se que quando a
mutação envolve grandes porções do DNA, como um gene ou vários genes, ou ainda regiões de repetição, denomina-se
apenas mutação. Quando a alteração é de uma base (que pode sofrer substituição, adição ou deleção) e o resultado é o mau
funcionamento do sistema celular que replica ou repara o DNA, ocorrendo alteração na cadeia polinucleotídica formada,
ou de uma interferência química diretamente sobre as bases do DNA, denomina-se mutação de ponto ou mutação
pontual. As mutações são causadas pelos agentes mutagênicos ou mutágenos. Estes podem ser biológicos
(tautomerismo de bases), físicos (radiação) ou químicos (acridinas, principalmente): 
Tautomerismo de base: são pareamentos errôneos no arranjo do DNA. Ao invés de haver o pareamento adenina-timina e
guanina-citosina, pode ocorrer adenina-citosina e timina-guanina.
Radiação ionizante: na maioria dos estudos, a freqüência de mutações de ponto é diretamente proporcional à dose de
irradiação (raios X, raios gama e raios cósmicos).
Radiação ultravioleta: são absorvidos pelas purinas e pirimidinas, formando hidratos de pirimidinas e dímeros de
pirimidinas (dimerização da timina – onde duas timinas próximas, de uma mesma fita de DNA, ligam-se, prejudicando o
ajuste da dupla fita).
Acridinas: estes compostos se intercalam entre a dupla fita, causando a inserção ou deleção de um ou mais pares de
bases. Há alteração no módulo de leitura do DNA.
Alquilas: há transferência de grupos metil ou etil para os sítios reativos das bases e dos fosfatos da cadeia de DNA. O
exemplo mais bem conhecido e bem estudado de mutação na espécie humana envolve a molécula de hemoglobina.
Esta é uma proteína complexa constituída de quatro cadeias da proteína globina combinadas com o complemento férrico
heme. No homem ocorrem dois tipos de hemoglobina (HbF – fetal e HbA – adulto). A alteração na hemoglobina da célula
alterada em relação à hemoglobina da célula normal mostra que ocorre apenas uma mudança em um nucleotídeo da cadeia
polipeptídica, ocasionando a Anemia Falciforme. Tem sido demonstrado que várias outras doenças hereditárias
humanas são causadas por mutações que envolvem a substituição de um único nucleotídeo, levando a troca do
aminoácido correspondente, produzindo um peptídio não-funcional. É importante observar que o código genético possui
uma propriedade que permite que nem toda mutação de ponto cause alterações no fenótipo. Essa propriedade chama-
se redundância do código, e admite a certas alterações de bases do código, sem que haja modificação do aminoácido
incorporado quando na síntese do peptídio. 
Figura - Código Genético Redundante Bibliografia Consultada Banco de dados do software AconGen 2.0. Burns, G.W.;
Bottino, P.J. (1991). Genética. 6a ed. Editora Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro - RJ. Gardner, E.J; Snustad,
D.P. (1987). Genética. 7a ed. Editora Guanabara S.A. Rio de Janeiro - RJ. Lewin, B. (2000). Genes VII. Oxford University
Press.
Zaha, A. (coord.) et al. (1996). Biologia Molecular Básica. Editora Mercado Aberto Ltda. Porto Alegre - RS. 
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