Mutação e Reparo do DNA

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Mutação e Reparação
do DNA
Aspectos Conceituais e Rotas Metabólicas
Prof. Antonio Márcio Teodoro Cordeiro Silva, M.Sc.
Mutação e Reparação
do DNA
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Mutação
Mutações → modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo não explicável pela recombinação da variabilidade genética pré-existente.
Mutante → organismo possuidor de uma forma alterada como resultado da presença de uma mutação.
# Tipos
	 aneuploidias → mudanças no número cromossômico.
	 aberrações cromossômicas → mudanças grosseiras na estrutura dos cromossomos.
	 mudanças dos genes individuais.
Atualmente, o termo mutação tem sido utilizado quando da presença de alterações detectadas em nível de genes individuais.
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Mutação
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Mutação
# Geralmente, organismos portadores de uma mutação num determinado gene apresentam problemas em sua sobrevivência (sendo, assim, eliminados por seleção natural).
# Contudo, nem toda mutação resulta numa conseqüências deletéria para seu portador.
# mutação → fonte básica de toda variabilidade genética (matéria-prima para a evolução) 
 Sem a mutação, todos genes existiriam apenas em uma forma.
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Mutação
	 MUTAÇÕES ESPONTÂNEAS 
Resultam de funções celulares normais ou interações aleatórias com o ambiente. 
Frequência de ocorrência característica para um determinado organismo – nível basal (background).
	MUTAÇÕES INDUZIDAS 
Podem ser aumentadas pelo tratamento com determinados compostos – agentes mutagênicos.
→ Atuam diretamente no DNA.
	Efeito medido pelo grau em que ele aumenta a frequência de mutação acima do nível basal
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Mutação
Síntese de Proteína
Mutação pode alterar a síntese protéica 
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Mutações
Classificação Geral
Mutação Cromossômica: Número ou Estrutura 
Mutações Gênicas: Genes individuais
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A mutação é a fonte básica de toda variabilidade genética, fornecendo a matéria-prima para a evolução
Mutação: Bom ou Ruim?
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Mutações Cromossômicas
Conjunto de cromossomo de uma espécie
1. Monoploidia: n cromossomos
2. Diploidia: 2n cromossomos
3. Triploidia: 3n cromossomos
4. Poliploidia: mais de dois conjuntos
Euploidia
Número de cromossomos difere da espécie
1. Monossomia: 2n – 1 
2. Trissomia: 2n + 1 
3. Nulissomia: 2n – 2 
Aneuploidia
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4.bin
Rearranjos Cromossômicos
1. Inversões: Paracêntricas ou Pericêntricas
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Rearranjos Cromossômicos
2. Deleção: Terminal ou Intersticial
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Rearranjos Cromossômicos
3. Translocação: Recíproca ou Robertisoniana
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Rearranjos Cromossômicos
4. Duplicação 
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Mutação
# Mutação de ponto → modificação num único par de base (substituição, adição ou deleção)
mau funcionamento do sistema replicativo
mau funcionamento do sistema de reparo
interferência química direta sobre uma das bases do DNA
# Mutação letal condicional → letal num determinado ambiente (condições restritivas) - mas viáveis em um segundo ambiente (condições permissivas)
Classes
Mutantes auxotróficos → incapazes de sintetizar um metabólito essencial (aminoácido, purina, pirimidina, etc.)
→ crescem e se reproduzem quando o metabólito é fornecido pelo meio (condição permissiva)
→ não crescem quando o metabólito está ausente (condição restritiva)
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Mutação
mutantes sensíveis à temperatura → crescerão numa determinada temperatura.
→ aumento da labilidade ao calor ou ao frio do produto gênico mutado.
mutantes sensíveis ao supressor → viáveis quando um segundo fator genético (supressor) está presente - mas inviáveis na ausência deste.
# Mutações em células germinativas → Mutações transmitidas à descendência. 
# Mutações em células somáticas → Mutações perpetuadas em células que descenderam da célula original na qual a mutação ocorreu (podendo não afetar o organismo inteiro). 
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Mutantes em nível molecular
modificações tautoméricas → átomos movem-se de uma posição para outra nas purinas e pirimidinas. Alteram os pareamentos das bases.
→ Formas cetônicas - mais estáveis da timina e guanina e formas amínicas da adenina e citosina sofrem modificações para formas menos estáveis enólicas e imínicas.
	Alteram o pareamento de bases normal.
# Envolvem a substituição de um par de bases por outro → tipo mais comum de mutação pontual
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Mutantes em nível molecular
Tipos de mutação pontual:
# 1˚) Transição → substituição de uma purina por outra purina, ou de uma pirimidina por outra pirimidina.
# 2˚) Transversão → substituição de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa.
3˚) Mutações que modificam a estrutura da leitura (frameshift mutation) → envolve a adição ou deleção de um ou alguns pares de bases.
→ alteram a estrutura de leitura de todas as trincas de pares de bases no gene depois da mutação.
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Mutação Molecular
Modificações Tautoméricas
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Mutação em Nível Molecular
Transição
Transversão
A – T T – A 
C – G G – C
A – T T – A 
C – G G – C
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Taxas de Mutações
# Hotspots → sítios de pares de bases mais susceptíveis à mutação.
	Os sítios quentes não são universais para todos os tipos de mutações e diferentes mutagênicos podem ter diferentes sítios quentes
	Base modificada mais comum é a 5-metilcitosina
	Gerada pela enzima metilase – adiciona um 
grupo metila a uma pequena fração dos resíduos 
de citosina.
Hotspot para mutações pontuais espontâneas.
Conversão produz um par anômalo G-T – 
separação na replicação produz:
Um par selvagem – G-C
Um par mutante – A-T
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Taxas de Mutações
procariotos → 10-5 a 10-6 evento/locus/geração (mutação espontânea)
eucariotos → estimativa semelhante à encontrada nos procariotos.
A frequência de mutação média correspondente à troca de fenótipo de um nucleotídeo individual é de 10-9 – 10-10 por geração.
# mutações silenciosas → sem efeito aparente
	Envolvem a troca de bases do DNA mas não causam a troca do aminoácido presente na proteína correspondente.
	Levam à troca do aminoácido, mas a substituição não afeta a atividade da proteína (mutações neutras).
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Mutações
Mutações diretas (forward mutations): Mutações que inativam o gene.
Seus efeitos podem ser revertidos pelas mutações reversas ou retromutações que podem ser de dois tipos:
Reversão verdadeira: Reversão exata no sítio de mutação – que restaura a sequência selvagem.
 Mutação supressora ou reversão de segundo sítio: Ocorrência de uma segunda mutação , em local diferente do genoma, que compensa a primeira mutação.
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Mutação em Nível Molecular
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Mutação em Nível Molecular
Alteração do Quadro de Leitura (Frameshift)
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Mutação em Nível Molecular
Deleção
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Mutação em Nível Molecular
Inserção
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Mutação em Nível Molecular
Sentido Trocado (Missense)
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Mutação em Nível Molecular
Sem Sentido (Nonsense)
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Mutação em Nível Molecular
Expansão de Repetição
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Radiação
→ porção do espectro eletromagnético que contém comprimentos de onda menores e de maior energia que a luz visível (0,1µm).
 Tipos 
 ionizante → raios X, raios gama e raios cósmicos (úteis no diagnóstico médico pelo fato de poderem penetrar nos tecidos vivos).
 não-ionizante → luz ultravioleta.
	No processo de penetração, a radiação ionizante colide com átomos da matéria causando a liberação de elétrons (formando radicais livres positivamente carregados – íons).
	Processo induzido por equipamentos de raio X, radiação alfa, beta e gama pelos isótopos radioativos dos elementos (32P, 35S, 60C, 137Cs)
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Mutação por Radiação
Radiação ionizante → não envolve uma extensão de tempo.
# a mesma dosagem de irradiação pode ser obtida por um longo período de tempo, ou uma alta intensidade num curto período.
# mutações de ponto → diretamente proporcionais à dose de irradiação.
# Teoria da cinética de colisão única → toda ionização tem uma probabilidade de induzir uma mutação.
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Mutação por Radiação
 Radiação ionizante H2O H + OH 
Radiação ionizante  Efeito direto 
Efeito indireto
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Acidentes Radioativos
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Aberrações EstruturaisCariótipo - Metáfase
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Mutação por Radiação
Radiação não-ionizante (luz ultravioleta) → não possui energia suficiente para induzir ionizações. 
# são absorvidos por purinas e pirimidinas (tornando-se mais reativas).
○ multicelulares → atingem apenas camadas de células superficiais.
○ unicelulares → potente agente mutagênico
Formação de hidratos de pirimidina e dímeros de pirimidinas.
Dímeros de timina podem alterar a dupla hélice do DNA interferindo na replicação precisa da molécula ou erros ocasionais podem ocorrer durante o processo de reparação do DNA modificado.
# a relação entre a taxa de mutação e a dose de UV é muito variável, dependendo do tipo de mutação do organismo e das condições empregadas. 
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Mutação por Radiação UV
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Mutação Induzida Quimicamente
	Análogos de base
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Mutação Induzida Quimicamente
Modificações fazem o 5BU parecer uma citosina
Transição AT - GC
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Mutação Induzida Quimicamente
	Oxigênio reativo
- Radicais livres, que são aumentados pelo fumo e exposição a poluentes 
	Quebra o DNA
	Modifica a forma das bases, provocando pareamentos errados
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Mutação Induzida Quimicamente
	Agentes intercalantes
	Brometo de Etídeo – laboratório de manipulação de DNA
	Modificam a estrutura da dupla hélice provocando inserções e deleções durante a replicação
Modificam a forma geral da dupla hélice
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Mutação Induzida Quimicamente
Ácido Nitroso provoca a
desaminação da citosina que passa a ser uracila
Uracila vai parear com
Adenina
Transição (GC ↔AT)
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APLICAÇÕES PRÁTICAS DAS MUTAÇÕES
	 Apesar da maioria das mutações tornarem o organismo menos adaptado e serem, portanto, desvantajosas, há a possibilidade das mesmas desenvolverem novas características desejáveis.
	 Mutantes induzidos de cevada, trigo, aveia, soja, tomate – podem melhorar as linhagens cultivadas.
	 resistência à pragas, maior produção, maior quantidade de proteína, sementes sem casca, ente outro. 
→ elucidam as vias pelas quais os processos biológicos ocorrem (isolamento e estudo das mutações nos genes que codificam enzimas envolvidas nas mais diversas atividades metabólicas)
→ dissecção de processos biológicos
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MUTAÇÕES NO HOMEM
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Mecanismos de reparo do DNA
	 Um mutante sobrevive quando sua troca genética não é prejudicial ou, mais raramente, é benéfica.
	 A maioria das mutações, contudo, são desvantajosas – impedindo a sobrevida celular.
	 mecanismos de reparo → revertem os efeitos de processos mutagênicos artificiais ou naturais sob o DNA. 
→ muitos dos danos sofridos pelo DNA podem ser reparados porque a informação genética é preservada em ambas as fitas da dupla-hélice.
→ a informação perdida em uma fita pode ser recuperada através da fita complementar
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Reparação do DNA
Tipos de Reparação do DNA
Reparação por fotorreatividade enzimática
Reparação de bases alteradas
Reparação por excisão de base
Reparação por excisão de nucleotídeos
Reparação de bases malpareadas
Sistema de reparação por resgate
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Reparação por Fotorreatividade Enzimática
# dímeros de pirimidina → impedem a replicação e a expressão gênica
	 Fotoliase → catalisa uma 2ª reação fotoquímica, na presença de luz visível, desfazendo a mutação e refazendo as bases pirimídicas individuais.
ETAPAS
1ª → reconhecimento da enzima ao dímero na ausência de luz.
2ª → após a absorção de luz, energia é fornecida para a conversão do dímero em monômeros de pirimidina.
3ª → dissociação da enzima do DNA.
Reparação do DNA
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Reparação do DNA
Reparação por Fotorreatividade Enzimática
Fotorreativação
Fotoliase reconhece e se liga ao dímero
Absorção de luz  Conversão em monômeros
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Reparação do DNA
Reparação de Bases Alquiladas
Ação de enzimas específicas: O6-Metilguanina-metiltransferase
CH3-Cys-Enzima
	 Não há meios de recuperar a enzima metilada (necessidade de novas enzimas para cada grupamento metil removido).
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Reparo por excisão
# A remoção de uma base defeituosa (ou não habitual) pode ocorrer a partir da:
	 clivagem da ligação base-açúcar (excisão de base)
	 incisão endonucleolítica nos dois lados da lesão
	 liberação de nucleotídeos
	 preenchimento da região pela ação da DNA-polimerase I e posterior ligação
Reparação do DNA
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Reparação por excisão de base
# A citosina do DNA é desaminada espontaneamente sendo, portanto, percebida pela uracil.
	 evento mutagênico potencial
→ formação de filamento apresentando pares de bases errôneos (AU no lugar de GC)
■ Etapas de reparo
	Hidrólise da ligação glicosídica entre uracil e as moléculas de desoxirribose pela enzima uracil-DNA-glicosilase
	Liberação da base nitrogenada errônea (formação do sítio AP) – apurínico (perda de A ou G) ou apirimidínico (perde C ou T).
	Excisão da cadeia em regiões adjacentes à base perdida pela enzima AP endonuclease
Reparação do DNA
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Reparação do DNA
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Reparação do DNA
Reparação por Excisão de Base
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Reparo por excisão de nucleotídeos
■ Um dos mais importantes e gerais mecanismos de reparo (REN)
ETAPAS
	Reconhecimento da lesão
	Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão e a alguma distância desta
	Excisão do segmento (oligonucleotídeo) contendo a lesão
	Síntese de um novo segmento de DNA utilizando a fita não-danificada como molde
	Ligação 
# reação, a princípio, livre de erro
Reparação do DNA
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Reparação do DNA
Reparação por Excisão de Nucleotídeo (REN)
1. Reconhecimento da lesão
2. Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão
3. Excisão do seguimento contendo a lesão
4. Síntese do novo seguimento de DNA e Ligação
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Reparação do DNA
REN: Sistema Uvr (E. coli)
ATP
Helicase 5’  3’
5’ (8nt)
3’ (4 a 5nt)
Excisão de 12 a 13nt
UvrD
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	 Algumas bases incorretamente pareadas escapam da correção realizada pela DNA-polimerase
# Remoção de bases mal pareadas → Qual das fitas contém o erro? Qual das bases é a errada?
■ Um dos mais importantes e gerais mecanismos de reparo (REN) → enzima de correção de erro
ETAPAS
	Reconhecimento da lesão
	Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão e a alguma distância desta
	Excisão do segmento (oligonucleotídeo) contendo a lesão
	Síntese de um novo segmento de DNA utilizando a fita não-danificada como molde
	Ligação 
# sinal que direciona o sistema de excisão do erro exclusivamente para a fita recém-sintetizada → seqüências GATC próximas ao erro
Enzimas de correção de erro
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Reparação do DNA
Sinalização por metilação de sítios específicos
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Reparação do DNA
Enzima de correção de erro liga-se à seqüência GATC não modificada e ao par de bases mal pareadas da mesma fita de DNA.
Enzima de correção de erro remove o segmento de DNA que inclui o erro da fita que contém a seqüência GATC não metilada.
DNA-polimerase preenche a fenda, substituindo a base mal pareada pela correta.
# Modificações na adenina da seqüência GATC por metilases farão com que a enzima de correção não mais atue (não ocorrendo a excisão).
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	 Existem ocasiões em que o dano no DNA é tão extremo que não há maneira de os mecanismos celulares de reparo corrigirem de forma precisa o erro
→ perda completa de um par de bases
# Qual base deve ser inserida no local lesado?
■ Sistema de Reparo Sujeito ao Erro
→ qualquer uma das bases é inserida no local lesado a fim de garantir a continuidade do processo replicativo
# possível indutor mutagênico (3/4 – 75%)
◙ Ainda assim, é mais vantajoso para a célula a incorporação de uma base errada do que não replicar mais.
Reparo sujeito ao erro
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Reparação do DNA
N6-Metiladenina (GATC)
Padrão de metilação
Divisão Celular
Metilação
Reparação de Bases Malpareadas
Replicação
Metiltransferase de Manutenção
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Reparação do DNA
Reparação de Bases Malpareadas: Sistema Mut
MutS  pb malpareado
Reconhece sítio do erro 
MutL se liga a MutS
Deslizamento até GATC (ATP)
MutH  Reconhece GATC
Cliva: GATC até o malpareamento
Remoção da fita clivada(SSB)
Síntese e ligação da nova fita
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Reparação do DNA
Sistema de Reparação por Resgate
Dano impede a replicação
Cópias com lacuna no sítio lesado
Resgata-se a seqüência da fita normal
A lacuna da fita lesada é preenchida
A lacuna da fita normal é repolimerizada
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Reparação do DNA
Reparação pós replicação
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Reparação do DNA
Reparação pós replicação
Recombinação pós-replicação
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Reparação do DNA
Reparação sujeita a erros
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Reparação do DNA
Reparação sujeita a erros
Resposta SOS
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Reparação do DNA
Reparação sujeita a erros
Resposta SOS – Função da RecA
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Reparação do DNA
União de extremidades não homólogas
Processamento das extremidades
DNA fita dupla
Agente danificante
Quebra de cadeia dupla
DNA PKc1
KU80
KU70
KU80
KU70
XRCC4
DNA ligase IV
Ligação das extremidades
DNA reparado com baixa fidelidade
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Xeroderma Pigmentoso
Síndrome de Cockaine
Tricotiodistrofia
Anemia de Fanconi
Ataxia telangiectasia
Síndrome de Bloom
SÍNDROMES DE INSTABILIDADE CROMOSSÔMICA
defeitos nos mecanismos de reparo e replicação do DNA
 freqüência  aberrações cromossômicas
 incidência  câncer
 AR
 Clínica
	manifestações cutâneas (1,5 anos)
	anomalias oculares (4 anos)
	anomalias neurológicas (6 meses)
Xeroderma (pele seca)
Incidência:1/250.000 (USA); 1/40.000 (Japão)
Células XP: sensíveis a radiação UV indivíduos incapazes reparar dímeros TT: risco ↑ câncer de pele (2000x)
XP: defeito no reparo de excisão de nucleotídeos (NER)
XERODERMA PIGMENTOSO (XP)
Conclusão
Mutação: Alteração do código genético
Efeito benéfico x Efeito maléfico
Mutações cromossômicas numéricas/estruturais
Mutações gênicas (Nível molecular)
Mecanismos de reparação de erros
Sistemas enzimáticos complexos que removem vários tipos de erros
Manutenção da integridade do DNA
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Recombinação gênica
	Recombinação genética é a troca de genes entre duas moléculas de DNA, para formar novas combinações de genes.
	Assim como a mutação, a recombinação genética contribui para a diversidade genética de uma população, que é a fonte da variação evolutiva.
Nos eucariotos ocorre entre dois cromossomos homólogos durante a MEIOSE (fenômeno crossing-over).
Nos procariotos a recombinação ocorre através de três processos: Transformação, conjugação e transdução
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Recombinação gênica
	Podem distinguir-se 2 tipos de recombinação:
 1) Recombinação homóloga: entre sequências de DNA semelhantes - homólogas;
Sítio-específicas: requer homologia localizada e pode ser considerada um subgrupo da recombinação homóloga; 
2) Recombinação não homóloga ou heteróloga: entre sequências de DNA não homólogas;
Transposons: elementos genéticos movem-se ao longo do genoma, sendo inseridos e/ou retirados de diferentes locais.
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Recombinação gênica
	Do ponto de vista biológico, a recombinação têm diversos papéis importantes, dos quais podemos destacar:
Gerar novas combinações de genes/alelos. 
Ex: crossing-over da meiose; 
Gerar novos genes. 
Ex: rearranjo de imunoglobulinas; 
Integrar elementos de DNA específicos. 
Ex: virús; Reparar DNA.
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Recombinação gênica
Recombinação homóloga:
Requer extensa homologia genética - necessário que haja uma extensa complementaridade entre os nucleótidos de 2 cadeias de cromossomas diferentes, ou mesmo de zonas do mesmo cromossoma que estejam repetidas ou invertidas. 
Usualmente envolve a quebra de duas moléculas de DNA na mesma região, onde as sequências são muito semelhantes, e a junção de um DNA ao outro, o que resulta num processo de "cross-over".
O local de troca pode estar localizado em qualquer zona da região homóloga e não implica a alteração do arranjo dos genes nos cromossomas. 
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Recombinação gênica
Recombinação homóloga:
O processo é mediado por enzimas e pode dar-se segundo dois modelos: 
Recombinação por copy choice - dá-se durante a replicação.
Duas cadeias de DNA próximas e homólogas serão replicadas simultaneamente e, a dada altura, trocam de cadeia molde;
 
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Recombinação gênica
 Recombinação por breakage and rejoining - não se dá durante o decorrer da replicação e requer que as duas cadeias de DNA homólogas sofram um nick no mesmo local. 
A partir desses nicks, uma das cadeias de cada molécula é parcialmente separada e emparelha com a cadeia da outra molécula que lhe é complementar.
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Recombinação gênica
Em ambos os casos: há o cruzamento de duas cadeias de DNA e a formação de heteroduplexes, regiões da molécula de DNA formadas por cadeias de origens diferentes. 
À zona de cruzamento dá-se o nome de junção de Holliday e da sua resolução pode resultar uma recombinação com ou sem alteração de genes.
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Recombinação gênica
Após a formação da junção de Holliday
As duas moléculas rodam em torno do seu ponto de ligação. 
Dependo do sentido dessa rotação, as cadeias cruzam em direções diferentes e o produto final deste processo pode resultar em heteroduplexes recombinantes ou não recombinantes.
Para separar as duas moléculas é então necessário cortar as cadeias cruzadas ao nível da junção. 
Se o corte for horizontal (imagem à esquerda) então, após a ligação das cadeias obtém-se moléculas iguais às originais – heteroduplexes não-recombinantes. Por outro lado, se o corte for vertical (imagem à direita) verifica-se a recombinação propriamente dita, pois só neste caso há alteração na composição da cadeia – as moléculas resultantes são heteroduplexes recombinantes.
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Recombinação gênica
Para separar as duas moléculas é então necessário cortar as cadeias cruzadas ao nível da junção. 
Se o corte for horizontal :
Após a ligação das cadeias obtém-se moléculas iguais às originais – heteroduplexes não-recombinantes. 
Se o corte for vertical:
Verifica-se a recombinação propriamente dita - há alteração na composição da cadeia – as moléculas resultantes são heteroduplexes recombinantes.
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Recombinação gênica
No processo de recombinação homóloga intervêm enzimas e proteínas específicas:
DNA polimerase e ligase e proteínas SSB. 
E.coli - existem dois sistemas principais que têm um papel fundamental na regulação dos mecanismos de recombinação:
Sistema Rec 
Sistema Ruv
Recombinação gênica
O Sistema Rec constituído por 4 proteínas:
RecA e complexo RecBCD - envolvidos nos passos centrais da recombinação homóloga. 
Complexo RecBCD liga-se ao DNA de cadeia dupla (dsDNA) e processa-o, transformando-o em cadeias simples (ssDNA) prontas a serem utilizadas pela RecA. 
Proteína RecA tem três locais específicos de ligação ao DNA, pelo que começa por se ligar a ssDNA - formando um filamento de DNA-proteínas, 
Associa-se também a dsDNA. 
Recombinação gênica
Segue-se o alinhamento das cadeias homólogas e a RecA - à custa de ATP - catalisa o emparelhamento da cadeia simples com a sua cadeia complementar proveniente do dsDNA, 
Dando origem a um heteroduplex.
Recombinação gênica
Sistema Ruv é responsável pela resolução das junções de Holliday. 
A proteína RuvA reconhece a junção e recruta a proteína RuvB. 
Complexo RuvAB - tem acividade de helicase - catalisa a migração da junção, promovendo a variação da extensão do heteroduplex.
RuvC - tem atividade de endonuclease - cliva as cadeias cruzadas.
DNA ligases atuam no sentido de ligar as cadeias das moléculas recombinantes, e termina o processo recombinação.
Recombinação gênica
Recombinação sítio-específica:
Apenas requer homologia de pequenas regiões específicas e permite a introdução ou perda de informação genética. 
A grande variedade de imunoglobulinas do organismo humano deve-se a fenómenos de recombinação sítio-específica durante a maturação de linfócitos B e a construção de organismos geneticamente modificados pode ser feita utilizando este processo.
Os eventos recombinantes podem ser classificados em dois grupos: 
 - Recombinação intramolecular. 
 - Recombinação intermolecular.
Recombinação gênica
Recombinação sítio-específica:
Recombinação intermolecular: entre moléculasdiferentes;
	Cross-over simples: forma-se uma única junção de Holliday;
	Cross-over duplo: formam-se duas junções de Holliday;
Recombinação gênica
Recombinação sítio-específica:
Recombinação intramolecular: entre regiões da mesma molécula;
	Repetições diretas: as sequências homólogas são exatamente iguais - perda irreversível de DNA;
	Repetições invertidas: as sequências homólogas estão invertidas.
Pode resultar na perda de funcionalidade de um gene mas é um processo reversível. 
Este tipo de recombinação é muito utilizada por bactérias patogênicas que, ao inverterem as suas sequências, embaralham o sistema imunitário do hospedeiro.
Recombinação gênica
Recombinação não homóloga 
Não requer qualquer semelhança entre sequências de DNA.
Está associada ao movimento de sequências – transposons - ao longo do genoma. 
Os transposons são encontrados tanto em procariotas como em eucariotas.
Recombinação gênica
Recombinação não homóloga 
Unidade fundamental dos transposons:
 São sequências de inserção (IS) - sequências de entre 800 a 2000 nucleótidos.
Contém um gene que codifica a proteína transposase flanqueado por curtas sequências invertidas – repetições invertidas (IR).
Recombinação gênica
A transposase é responsável por encontrar sequências específicas de DNA e cortar a molécula nessa zona, separando a dupla-cadeia e deixando as sequências complementares por emparelhar. 
Esta proteína cliva as extremidades da sequência de inserção e junta a IS à cadeia previamente cortada. 
As falhas no DNA resultantes deste processo são reparadas por DNA polimerase e ligase.
Recombinação gênica
Podemos destacar 2 tipos de mecanismos de transposição: 
	Transposição mediada por DNA
	Transposição mediada por RNA
Transposição mediada por DNA:
	Transposição conservativa: transposon move-se do sítio dador para o local alvo;
Recombinação gênica
Transposição mediada por DNA:
	Transposição replicativa: uma cópia do transposon é inserida no local alvo, mantendo-se o elemento original;
Recombinação gênica
Transposição mediada por RNA: 
Feita uma cópia de RNA do retrotransposon que é depois traduzida em DNA e inserida no genoma. 
Este tipo de transposição ocorre, por exemplo, nos retrovírus como o HIV.
Recombinação gênica
A inserção de transposons em locais não específicos do genoma pode interferir com a expressão de genes, o que pode ter consequências negativas para a célula. 
No entanto, em algumas leveduras e protozoários, transposons fazem parte de mecanismos de regulação genética.
Alguns transposons mais complexos - como os transposões compostos - são formados por genes flanqueados por sequências de inserção. 
Esses genes, por exemplo de resistência a antibiótico, podem ser copiados para vários locais do genoma e contribuir para uma maior resistência por parte desse organismo.