Mutações gênicas

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Mutações gênicas 
• Introdução 
O processo de replicação do material genético é extremamente controlado pela célula. 
Como podemos aprender, a ação da enzima DNA-polimerase é realizada de modo a 
minimizar erros durante a síntese, porém, mesmo com tamanho controle erros podem 
acontecer. As modificações geradas no DNA que estejam contidas nos genes são 
chamadas de mutações gênicas. É importante que não sejam confundidas com as 
mutações cromossômicas. Essas mutações, quando ocorrem nos genes, gerarão RNAs 
diferentes dos selvagens, o que pode promover a síntese de proteínas defeituosas. 
Porém, por outro lado, colaboram também com a variabilidade das espécies, de modo 
a gerar indivíduos com características peculiares. As causas das mutações são diversas, 
desde aquelas que ocorrem naturalmente, por erros ao acaso durante a replicação do 
DNA, até mesmo aquelas induzidas, onde há a participação de um agente mutagênico . 
• O DNA como molécula estável 
O DNA é a molécula responsável por armazenar todas as informações hereditárias de 
uma espécie. Fica acondicionado no núcleo passando por diversos processos no 
decorrer do ciclo celular, sendo transcrito na forma de RNA e replicado quando a célula 
entra em divisão. Um conjunto de enzimas atua em cada um desses processos de modo 
a minimizar possíveis falhas, erros podem acontecer, gerando mudanças no material 
genético daquela célula. Essas mudanças podem ou não ser hereditárias, depende do 
tipo de célula a qual a mutação ocorreu. As que ocorrem nas células somáticas não são 
transmitidas para a prole; (havendo a formação de células naqueles tecidos, que serão 
diferentes das primordiais, podendo originar células tumorais). Mutações nas células 
germinativas promovem mudanças no material genético que poderão ser transmitidas 
às próximas gerações, tendo em vista a forma de reprodução dos eucariotos. O processo 
de replicação é controlado, a enzima responsável pela polimerização do DNA, a DNA-
polimerase, possui um sistema de verificação durante a edição, sendo capaz de verificar 
possíveis erros durante a replicação diminuindo significativamente o número de 
mutações em um indivíduo sem excluí-la. 
• Tipos de polimorfismo 
Os polimorfismos contribuem para a variabilidade da espécie. Deste modo, eles podem 
ser classificados de acordo o tipo de modificação que é realizado no DNA. O tipo mais 
frequente de polimorfismo é o chamado de polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs). 
Esse tipo de polimorfismo é comum e frequentemente está em regiões do genoma que 
não são transcritas, não impactando, portanto, na formação de RNAs diferentes do 
selvagem. Entretanto, em alguns casos, podem ocorrer SNPs em éxons de genes, o que 
pode gerar modificação na proteína formada. Outro tipo de polimorfismo são as 
inserções e deleções (in/dels), que são caracterizadas pela adição ou retirada de 
sequências de pares de bases no DNA. Essas mudanças são comuns nos trechos de DNA 
repetidos denominados microssatélites, o DNA microssatélite é caracterizado por 
sequências de DNA tandem, que é altamente polimórfico entre os indivíduos . 
• Mutações gênicas: Causas e tipos 
As mutações, por sua vez, podem ser classificadas: 1) de acordo com o tipo de mudança 
promovida no genoma; 2) de acordo com o tipo de mudança promovida na sequência 
de aminoácidos gerada após a tradução e; 3) quanto à alteração na função da proteína 
originada. Com relação à mudança promovida no genoma, as mutações podem ser 
classificadas como substituições, deleções e adições de base. As deleções e adições 
de base são as mutações que ocorrem quando há a retirada ou a adição, 
respectivamente, de nucleotídeos no genoma de um indivíduo. Esse tipo de modificação 
no genoma pode causar erros graves. Caso a retirada/adição dos nucleotídeos ocorra 
em múltiplos de três, isso gerará a adição ou a perda de aminoácidos após a tradução, 
entretanto, não haverá mudança na leitura dos códons no RNA mensageiro formado, 
porém, caso a adição ocorra em número diferente de três, haverá a mudança de todo o 
padrão de leitura do RNA mensageiro, o que, consequentemente, gerará mudança em 
toda a sequência polipeptídica formada. A substituição de bases contempla a mudança 
da base adicionada na sequência de DNA, ou seja, durante a edição da nova fita, ocorre 
a troca de uma base por outra. Essa modificação pode ser de duas naturezas: as 
transições ou as transversões de bases. As primeiras são caracterizadas pela troca de 
bases da mesa natureza química, ou seja, uma purina por outra purina (A à G) ou uma 
pirimidina por outra pirimidina (T à C). No que se trata das substituições de bases, 
essas modificações podem gerar impacto direto na sequência de aminoácidos formada. 
Entretanto, esse tipo de modificação é minimizada por uma das características do 
código genético que é a redundância (degenerado). A redundância garante que haja 
mais de um códon para cada um dos 20 aminoácidos existentes, deste modo, pequenas 
variações nas trincas transcritas podem não gerar impacto na proteína formada, pois o 
códon formado especifica o mesmo aminoácido. Quando essa mutação ocorre, gerando 
o mesmo aminoácido, ela tem o nome de mutação silenciosa. 
Deste modo, podemos classificar as modificações geradas nos aminoácidos traduzidos 
da seguinte forma: mutação de sentido trocado (missense), mutação sem 
sentido (nonsense) e mutações silenciosas. 
As mutações de sentido trocado (missense) são aquelas em a mudança de um 
nucleotídeo (pontual) promove alteração no aminoácido gerado durante a tradução. 
Nessa forma de mutação, o indivíduo tem uma modificação no genoma, que pode ser 
transição ou transversão, e que impacta na tradução, ou seja, há a troca do aminoácido 
que é referente aquele códon. Além disso, nas mutações de sentido trocado, pode 
ocorrer a mudança da classe de aminoácido gerado (não-conservativa), ou ainda a 
manutenção do aminoácido de mesma classe (conservativa). 
Por outro lado, nas mutações sem sentido (nonsense), a troca na sequência de 
nucleotídeos no gene promove a inserção de um códon de parada (UGA, UAA, UAG) no 
RNA mensageiro formado. Uma das características do código genético é a presença de 
apenas um códon iniciador e um códon de parada, não sendo admitidos múltiplos 
códons. Logo, nesse tipo de mutação, ocorre a interrupção prematura da tradução. 
Por fim, as mutações silenciosas são aquelas nas quais não há a alteração do aminoácido 
traduzido, logo, essas mutações são imperceptíveis do ponto de vista clínico, pois nunca 
haverá a mudança na proteína formada. A característica de redundância do código 
genético é o que permite que isso ocorra; pequenas mudanças na sequência de 
nucleotídeos podem não gerar mudança na ordem dos aminoácidos presentes na cadeia 
polipeptídica formada, porque o códon alterado especifica o mesmo aminoácido. 
Mutações silenciosas, por exemplo, não irão causar mudanças na atividade, isso porque 
não haverá alteração na sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica formada, por 
outro lado, mutações do tipo sem sentido (nonsense) sempre irão causar proteínas 
defeituosas, pois haverá a impossibilidade de formação da sequência correta de 
aminoácidos gerada. Entretanto, as mutações de sentido trocado (misense) podem ou 
não gerar alterações na funcionalidade das proteínas 
• Mutações somáticas e germinativas 
Mutações causadas em células somáticas estão relacionadas com a proliferação de 
células diferentes das do indivíduo, que apresentarão fenótipo e genótipo variados e 
originam boa parte dos cânceres. Caso a mutação ocorra em células somáticas em um 
tecido já adulto e que não esteja em mitose, o impacto gerado será mínimo, uma vez 
que a mutação não irá se perpetuar. Por outro lado, caso a mutação ocorra em genes 
chamados“proto-oncogenes”, genes que atuam no controle do ciclo celular, na 
reparação do DNA danificado ou apoptose haverá a proliferação desenfreada de células 
com erros de divisão e, consequentemente, haverá o desenvolvimento de um tumor. As 
mutações nestes alelos promovem uma falha no controle celular e a passagem de erros 
para as próximas gerações celulares. As mutações em células somáticas não são 
transmitidas para a prole (próxima geração). 
 
 
 
• Tipos mutantes 
As mutações podem promover diversas mudanças fenotípicas. Algumas mutações 
podem gerar alterações morfológicas dos indivíduos, mudando, assim, as 
características externas daquela espécie. É o caso do albinismo em fungos do 
gênero Neurospora, alteração na aparência das asas em moscas Drosophila ou, ainda, 
o aparecimento de ervilhas anãs. Por outro lado, algumas mutações são tão graves que 
são incompatíveis com a vida, e quando aparecem ainda na vida intra-uterina, não 
permitem que o desenvolvimento fetal ocorra, havendo, nestes casos, abortos 
espontâneos ou morte ainda na vida fetal. Em alguns casos, pode haver uma mutação 
condicional, ou seja, a mutação carregada pelo indivíduo só é expressa em condições 
chamadas de restritivas. Por exemplo: um determinado indivíduo pode ter uma 
mutação para altas temperaturas; logo, ele vive bem em temperaturas amenas, porém, 
quando a temperatura se eleva, isso leva à morte daquele indivíduo. As mutações 
podem, ainda, ser classificadas quanto à alteração na função. Deste modo, elas podem 
apresentar ganho de função ou perda de função biológica. Nas mutações de perda de 
função, há a formação de proteína disfuncional, ou não há a formação da proteína 
necessária, ou seja, a proteína é anormal ou ausente. De modo a não possibilitar a 
atividade proteica correta, esse é o tipo mais comum de resultado a partir de mutações. 
Já as mutações de ganho de função são aquelas que causam uma super expressão da 
proteína em questão e isso pode ser prejudicial para o organismo.