Genética Animal 5 - Mutação Genética

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07/10/2014 
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MUTAÇÃO GENÉTICA 
carlafarma@gmail.com 
GENÉTICA ANIMAL 
Conceito 
 
Modificação na sequência dos nucleotidos do DNA
 de um gene. Qualquer alteração à nível da DNA. 
 
Nomenclatura utilizada 
 Mutante - Organismo que sofreu mutação; 
 Tipo selvagem (wild type) - Organismo não 
mutado; 
 Fenótipo - Propriedades observáveis de um 
organismo; 
 Genótipo - Se refere a seqüência do DNA de um 
organismo; 
 Alelos - Diferentes formas de um mesmo gene. 
 
Importancia das mutações 
 As mutações são importantes do ponto de vista 
evolutivo. São as mutações que dão origem à 
variabilidade de indivíduos de uma população 
sobre a qual atua a seleção natural. 
 
Todos os indivíduos de uma espécie têm 
 os mesmos genes, mas com variações. 
 
As mutações podem ocorrer em células 
somáticas ou germinativas 
 Mutações somáticas 
 afetam apenas algumas células do próprio indivíduo onde 
ocorrem; 
 podem ter consequências como o câncer; 
 Não são transmitidas na descendência. 
 Mutação nas células germinativas (gametas) 
 são passadas para a próxima geração; 
 afetam todo o organismo que as herda; 
 
 
 
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Qual as causas de mutações? 
 Mutações espontâneas 
 Podem ocorrer devido: 
 A erros na replicação do DNA motivados pela DNA polimerase. 
Quase sempre estes erros são reparados durante o processo de 
replicação do DNA, contudo, alguns persistem. 
 A erros na meiose ou mitose (não disjunção de homólogos ou 
cromátides, tendo como consequência a formação de células com 
excesso ou falta de cromossomos). 
 
 
 
Local de ocorrência das mutações 
espontâneas-Replicação 
 
 Podem ocorrer em qualquer gene e em qualquer local do 
gene, no entanto: 
 
 são mais frequentes em regiões com sequências de DNA 
repetitivas ou simétricas (possibilidade de formarem alças). 
 são mais frequentes em genes de maior tamanho (maior 
probabilidade de sofrer alterações na sua sequência de bases); 
 
 
 
Qual as causas de mutações?cont. 
 Exemplo de erros na mitose: não –disjunção das 
cromátides 
 
Exemplo-Mutação expontanea na 
meiose 
 Síndrome Turner em Equinos: é uma anomalia 
cromossômica cuja origem é a perda parcial ou 
total de um cromossomo X. 
 Acarreta infertilidade nas fêmeas. 
Qual as causas de mutações?cont 
 Mutações induzidas 
 
 Principais agentes mutagênicos – 
 Físicos  radiações ionizantes (raios X, radiações cósmicas: alfa, beta e 
gama), raios UV. 
 Químicos  hidrocarbonetos (benzopireno, benzeno), gás mostarda, sais 
de metais radioativos, arilaminas (corante industrial), aflatoxinas 
(Aspergillus), etc. 
 Biológicos  vírus (Epstein-Barr, Papilomavirus, Hepatite B, etc.) e bactérias 
que predispõe (Helicobacter pylori). 
 
 
 
 
Tipos de mutações 
 
 As mutações podem ser: 
 Gênicas - alteração em um gene; 
 
 Cromossômicas: 
 a) Estrutural - adição, perda, ou mudança de 
local/orientação de segmentos cromossômicos); 
 b) Numérica – alteração no número de cromossomos; 
 
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Tipos de mutações cont. 
 -Mutação gênica 
 
 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. 
Mutações Gênicas 
 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. 
 Quando ocorrem em células somáticas podem provocar 
a formação de tumores. 
 São chamadas pontuais quando alteram somente uma 
base. 
Tipos de mutação gênica 
 Podem ser por deleção, inserção ou substituição de 
nucleotídeos. 
 Inversão ex: Cavalos tobianos. 
Tipos de Mutações Gênicas 
 
 
 
 
 
Substituição 
 
Mutação silenciosa Substituição de uma base do DNA por outra mas que 
resulta num códon que codifica o mesmo aminoácido, 
devido à redundância do código genético. São muito 
comuns e responsáveis pela diversidade genética que 
não é expressa fenotipicamente. 
Mutação com perda de 
sentido (missense) 
Substituição de uma base do DNA por outra, que tem 
como consequência a substituição de um aminoácido 
por outro na proteína codificada. A conformação da 
proteína pode ser alterada. (ex: anemia falciforme) 
Mutação sem sentido 
(nosense) 
Substituição de uma base do DNA de tal modo que, no 
RNAm, um códon que especifica um aminoácido é 
alterado para um códon de STOP, ou o contrário. 
Origina uma proteína mais curta ou mais longa do que 
a proteína normal. 
Relembrando aula de tradução do 
código genético 
Mutação silenciossa 
Mutação com perda de sentido 
Mutação sem sentido 
Mutação Gênica por Substituição: 
Classificação quanto ao tipo de substituição 
 TRANSIÇÃO a substituição de uma purina por outra 
ou de uma pirimidina por outra; 
 
 TRANSVERSÃO a substituição de uma purina por uma 
pirimidina ou vice-versa. 
 
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Relembrando bases dos acidos 
nucleicos 
 Bases púricas- Adenina e Guanina 
 Bases Pirimídicas- Citosina, Timina e Uracil 
Mutação pontual, de substituição, com perda de sentido e de transversão (A e G 
purinas e C e T pirimidinas). 
Mutações Pontuais-SNP(single-nucleotide polymorphism) Mutações Gênicas 
 Inserção  acontece quando uma ou mais bases 
são adicionadas ao DNA. 
 O número de bases adicionadas ao DNA pode 
variar. 
 A adição de um número que não seja múltiplo de 
três altera completamente a mensagem do gene. 
Quando é inserida uma sequência igual a outra 
ocorre uma inserção por duplicação. 
 
Mutações Gênicas 
 Deleção  remoção de uma ou mais bases do DNA. 
Pode ser removida uma única base do DNA ou 
milhares delas. A remoção de um número de bases 
que não seja múltiplo de três altera completamente a 
mensagem do gene. 
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Ex. de uma mutação 
O albinismo é causada por uma mutação na enzima tirosinase que 
transforma o aminoácido tirosina em pigmento da pele, a melanina. Esta 
doença ocorre em animais e nas plantas e é hereditária. 
Exemplo de mutação que gera o albinismo 
Exemplo de mutação que gera o albinismo 
Mutação por substituição com perde de sentido e por transversão 
(Rocha e Moreira, 2007) 
Anemia Falciforme 
Presença de ao menos um gene mutante, que leva o organismo a produzir a 
hemoglobina S. Essa hemoglobina é devida à substituição de um único nucleotídeo que 
altera o códon do sexto aminoácido da B-Globina de ácido glutâmico para valina 
(GAG --> GTG). A homozigosidade para esta mutação é a causa dessa anemia 
falciforme. 
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. 
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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Mutação por inversão cromossômica 
Brooks et al. (2007) 
O fenótipo tobiano é resultado de uma inversão 
cromossomal na região a montante do gene KIT 
Euploidias 
 Monoploidias (n)  metade dos cromossomas (é mais 
freqüentemente encontrada em certosorganismos inferiores tais como 
fungos. Em organismos superiores a monoploidia é rara . Alguns 
exemplos de monoploidia já estabelecida é encontrada em abelhas e 
vespas). 
 Poliploidias ( 3n, 4n, 5n, ...)  quando há um 
conjunto aploide a mais, além do diplóide básico. 
Metade dos gêneros das plantas contem poliplóides, sendo que nas 
gramíneas cerca de 2/3 são poliplóides. Entretanto, a poliploidia é rara 
nos animais. 
 
 
Poliploidias 
Podem ser: 
 Autopoliplóides: quando um único genoma é repetido. 
Autotriplóides; Autotetraplóides etc. 
 
 Alopoliplóides: quando ocorrem dois ou mais genomas 
diferentes. Alotriplóide; Alotetraplóide etc. Os Alopoliplóides 
surgem pela duplicação dos cromossomos após um cruzamento 
interespecífico. Ocorrem freqüentemente na natureza. 
 
 
Investigações- exemplos 
Formação dos pigmentos 
 
ASIP 
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Inversão próxima ao gene Kit 
(mutação dominante) 
 Ocorre no cromossomo 3 de cavalos (ECA3) 
Brooks et al. (2007) 
Estrutura do gene KIT 
 A proteína KIT gerada a partir do gene KIT é um 
receptor de membrana que possui a função na 
migração dos melanócitos 
 Este gene é constituído por 21 exons 
 
 
 
 
 Figura - Estrutura do gene KIT. Tamanho relativo dos introns e exons. 
Checagem da pelagem tobiana em 
equinos da raça crioula 
 
Checagem amplificação em em gel de agarose 1,5% corado 
com Gelgreen. Animal superior ( pelagem tobiana), inferior 
(rosilha) 
Fonte: Rieder et al., 2001 
Mammalian Genome, vol. 12, p.450-455, 2001 
ASIP – Agouti-Signaling-Protein 
(mutação recessiva) 
 ASIP - Gel poliacrilamida (genótipo 318-318 preto, 329-318 e 329-329 demais 
pelagens) 
Mutação por deleção de bases 
329 pb 
318 pb 
Gene MC1R 
 A proteína melanocortin 1 é um receptor de 
membrana que interage com alfa-MSH (Hormônio 
estimulante de melanócitos-alfa) e a proteína ASIP 
para a determinação da síntese dos pigmentos 
(eumelanina e feomelanina) 
 
 
 
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Mutação pontual 
(com perda de sentido) 
 Sequenciamento MC1R 
Genotipagem MC1R 
 
277/277 MM 
277/238 Mm 
238/238 mm Det. tostado 
 
MM Mm mm 
• PCR-RFLP com Taq I 
Demais 
pelagens 
Mutação pontual com perde de sentido 
 Gene Mitf (ECA16) 
 É um fator de transcrição que ativa genes de 
pigmentação 
 Ocorre na posição 929 e causa uma troca de A por 
G (c.929A.G) 
Mutação sem sentido 
 Gene Kit 
 Deleção exon 3 
(c.559-563delTCTGC) 
 Resulta em stop codon 
prematuro e 
truncamento da 
proteína 
Gene EDNRB 
(mutação dominante) 
 Endothelin Receptor B (EDNRB) está envolvido com a regulação 
do desenvolvimento das células da crista neural que irão dar 
origem aos tipos celulares da ganglia entérica ou dos 
melanócitos 
 Mutação neste gene está associada com a Síndrome do potro 
branco (alteração de duas bases TC  AG) 
Diagrama esquemático 
do EDNRB 
FIM