Estudo Dirigido 1 - Genética Microbiana

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GENÉTICA MICROBIANA – ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS – 2º 
ERE - 2021 
Estudo Dirigido 1 – Nucleotídeos e Ácidos Nucleicos; Estrutura dos Ácidos 
Nucleicos; Metabolismo do DNA (Replicação, Reparo e Recombinação) e 
Mutações Gênicas 
Profa. Isabel Cristina Braga Rodrigues 
isabelcbraga@ufsj.edu.br 
Campus Alto Paraopeba - Bloco 2 - Sala 218 
 
1. Mostre, com esquemas, a estrutura dos nucleotídeos que compõe o DNA e o RNA, 
indicando os locais onde ocorrem as ligações de hidrogênio entre duas moléculas 
de DNA e as ligações peptídicas entre os nucleotídeos. 
 
 
 
 
2. Explique como é organizada a molécula de DNA, enfatizando seus componentes e 
orientação. Comente as formas A, B e Z. 
 
A forma B (estrutura de Watson e Crick também é conhecida como forma B do DNA 
ou B-DNA) é a estrutura mais estável para uma molécula de DNA de sequência 
aleatória sob condições fisiológicas, sendo, desta forma, o ponto de referência 
padrão em qualquer estudo das propriedades do DNA. Duas variantes estruturais 
que tiveram suas estruturas cristalográficas bem caracterizadas são as formas A e 
Z. A forma A é favorecida em muitas soluções que são relativamente livres de água. 
O DNA é ainda organizado na forma de dupla-hélice à direita, mas a hélice é mais 
larga e o número de bases por volta helicoidal é 11, em vez de 10,5 como no B-DNA. 
O plano dos pares de bases no A-DNA está inclinado em cerca de 20º relativo aos 
pares de bases do B-DNA, então os pares de bases no A-DNA não estão 
perfeitamente perpendiculares ao eixo da hélice. Essas mudanças estruturais 
aprofundam o sulco maior enquanto fazem o sulco menor mais superficial. Os 
reagentes usados para promover cristalização de DNA tendem a desidratá-lo, e 
assim a maioria das moléculas de DNA pequenas tendem a cristalizar na forma A. 
A forma Z do DNA é um afastamento mais radical da estrutura B; a diferença mais 
óbvia é a rotação helicoidal à esquerda. Nessa forma são encontrados 12 pares de 
bases por volta helicoidal, e a estrutura aparece mais delgada e alongada. O 
esqueleto de DNA adquire uma aparência de ziguezague. Certas sequências 
nucleotídicas dobram em hélices Z à esquerda muito mais facilmente que outras. 
Para formar a hélice à esquerda no Z-DNA, os resíduos púricos mudam para a 
conformação syn, alternando com pirimidinas na conformação anti. O sulco maior é 
pouco aparente no Z-DNA, e o sulco menor é estreito e profundo 
 
3. Compare as moléculas de RNA e DNA. Por que a molécula de RNA é menos 
estável? 
 
O DNA é uma estrutura maior e mais extensa que o RNA. O DNA contém duas 
cadeias que se complementam uma à outra e que se conectam através de ligações 
químicas. O RNA consiste em um único cordão. 
Tanto o DNA quanto o RNA contém duas bases púricas principais, adenina (A) e 
guanina (G), e duas pirimídicas. No DNA e no RNA, uma das pirimidinas é a citosina 
(C), mas a segunda pirimidina não é a mesma nos dois: é a timina (T) no DNA e a 
uracila (U) no RNA. Apenas raramente a timina é encontrada no RNA ou a uracila 
no DNA. Os ácidos nucleicos têm dois tipos de pentoses. As recorrentes unidades 
desoxirribonucleotídicas do DNA contêm 29-desoxi-D-ribose e as unidades 
ribonucleotídicas do RNA contêm D-ribose. Embora o DNA e do RNA pareçam ter 
duas diferenças – pentoses diferentes e a presença de uracila no RNA e timina no 
DNA – é a pentose que define a identidade do ácido nucleico. Se o ácido nucleico 
contém 29-desoxi-D-ribose, é DNA por definição, embora possa apresentar alguma 
uracila. Da mesma forma, se o ácido nucleico contém D-ribose é RNA, 
independentemente da sua composição de base. 
 O DNA é estruturalmente mais estável que o RNA, em parte por causa da 
composição da sua porção açúcar. A desoxirribose, que carece de um átomo de 
oxigênio, não reage tão prontamente quanto a ribose. Às vezes, as moléculas de 
açúcar perdem suas ligações com as bases nitrogenadas: esses erros acontecem 
com mais frequência no RNA que no DNA. A cadeia dupla de DNA também estabiliza 
a molécula, impedindo que os produtos químicos a destruam facilmente. 
 
4. Por que a dupla-hélice é a forma mais estável do DNA? 
 
Porque a forma de dupla hélice é bastante forte. O DNA toma esta forma 
naturalmente por duas razões. Tem de ser 'dupla' de maneira que possa conseguir 
replicar-se e a hélice, estando entrelaçada, é mais forte que duas cadeias paralelas 
porque puxando em uma direção qualquer a cadeia não se desfaz, por isso é a forma 
mais estável da molécula. 
 
5. Foi descoberto um novo vírus, cujo genoma tem 28% de A, 23% de T, 24% de C e 
25% de G. O que isto lhe diz sobre o genoma do vírus? 
 
 
O conteúdo de A é diferente de T e o C diferente de G, o que nos diz que ele não 
ocorre o pareamento, logo esse DNA é de fita simples ( ou seja um RNA). Essas 
proporções nos indicam que o genoma desse vírus é composto de DNA fita simples. 
 
 
 
6. Se o conteúdo GC de uma molécula de DNA é de 56%, quais as porcentagens das 
quatro bases (A, T, C, G) nesta molécula? 
 
A quantidade de Adenina será de 22% no filamento de DNA. 
Esse número se deve ao fato das bases nitrogenadas se agruparem aos pares, e 
cada uma possui um par único, no caso da citocina, é a guanina, e da adenina é a 
timina. 
Já que temos 56% de guanina + citocina, pode-se confirmar que temos 28% de 
guanina e 28% de citocina, totalizando os 56% do código genético, os outros 48% 
só podem ser adenina e timina, já que estão presentes na mesma quantidade, temos 
que 24% do DNA é adenina e o resto do DNA será timina. 
 
 
 
7. Se a timina constitui 15% das bases em uma molécula específica de DNA, que 
porcentagem de bases tem a citosina? 
 
Se a timina tem 15%, logo a adenina também tem 15%, totalizando 30% do código 
genético, o restante 70% são de citosina 35% e guanina 35%. 
 
8. A temperatura na qual uma amostra de DNA se desnatura pode ser usada para 
avaliar a proporção de seus pares de nucleotídeos que são GC. Qual seria a base 
para esta determinação, e o que uma alta temperatura de desnaturação de uma 
amostra de DNA indicaria? 
 
Citosina e Guanina se ligam através de três ligações de hidrogênio, enquanto Adenina e 
Timina se ligam através de duas ligações de hidrogênio. A molécula em questão sofrerá 
desnaturação mais facilmente caso apresente maior número de pares A-T e será 
desnaturada menos facilmente caso apresente maior número de pares C-G. 
 
9. Explique o que significa replicação conservativa e semiconservativa. 
 
A replicação do DNA é um processo semiconservativo, pois cada uma das suas 
moléculas recém formadas conserva uma das cadeias da molécula que a originou e 
forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde. 
Na conservativa, a replicação produz dois dúplex: um formado por duas fitas molde, 
e outro, por duas fitas filhas. 
 
10. Explique o processo de replicação do DNA, utilizando uma figura que mostre as duas 
forquilhas de replicação. Explique o que são fragmentos de Okazaki, proteínas SSB 
e primer de RNA, e as funções das proteínas DNA polimerase I, DNA polimerase III, 
RNA primase, helicase, DNA ligase. 
 
 A fita de DNA é composta por ligações fosfodiéster do carbono 5’ de uma base 
nitrogenada ao carbono 3’ de outra base, na fita contínua a polimerização das bases 
nitrogenadas é feita de forma ininterrupta, o que não ocorre na fita descontínua, onde a 
polimerização ocorre com algumas interrupções e correndo a adição de novos primers 
para que haja a polimerização, esses fragmentos de que "construídos" são 
denominados fragmentos de Okazaki. As proteínas SSB possuem afinidade imensa com 
a fita simples de DNA ela tem um papel importantíssimo na replicação, pois previnem o 
reanelamento da molécula de DNA assim essa proteína age impedindo essa retorção. 
Os primers de RNA são pequenas sequências de RNA que funcionam como iniciadores 
do processo de polimerização das bases, a partir do molde deDNA. A DNA polimerase 
I, embora não seja responsável pela maior parte da transcrição gênica ela possui 
atividade de exonuclease e é responsável pelo reparo do DNA, como atividade 
exonuclease revisora ela catalisa a hidrólise de nucleotídeos não pareados um de cada 
vez na ponta 3’ da cadeia de DNA, assim desta forma realizando a revisão da 
polimerização, ela realiza a revisão 5’-3’ ligação fosfodiéster terminal, essa atividade 
exonucleásica 5'-3' é importante pela remoção do primer e para revisão de erros como 
dímeros de pirimidinas. A DNA polimerase III é a principal responsável pelas ligações 
dos nucleotídeos à fita molde, ela tem uma alta processabilidade, potência catalítica e 
alta fidelidade à fita molde, ela é uma haloenzima assimétrica que desliza pela fita 
simples enquanto 1000 nucleotídeos por segundo são polimerizados pela ação catalítica 
da enzima. A RNA primase é a enzima responsável pela sintetização do primer iniciador 
o qual, posteriormente será complementado pela DNA polimerase. A helicase é a 
enzima responsável pela quebra das ligações de hidrogênio que fazem as ligações de 
uma fita a outra desta forma a forquilha se movimenta abrindo a fita dupla. A DNA ligase 
é responsável por catalisar a ligação fosfodiéster entre fitas de DNA que são 
complementares, formando assim uma fita contínua de DNA. 
 
 
 
 
11. Por que a polimerização de ácidos nucléicos ocorre somente na direção 5’→3’? 
A enzima que realiza a abertura da dupla fita, tem sempre como ponto inicial de 
abertura localizada no carbono 5’ dessa forma a iniciação da polimerização do DNA 
também ocorre no sentido 5’→3 inicial de quebra de ligação. 
 
12. Qual é a importância da atividade de exonuclease 5’→3’? Quais enzimas possuem 
essa atividade? 
Degrada nucleotídeos de uma das fitas, desmanchando a dupla hélice (remove 
oligonucleotídeos iniciadores). 
A atividade enzimática da DNA polimerase I que remove o primer de RNA tem uma atividade 
de exonuclease diferente - esta enzima remove um nucleotídeo de cada vez do 5’ do primer 
13. Como o estado de metilação do DNA interfere na replicação? Por que esse processo 
é importante? 
Num mesmo organismo pluricelular existem diferentes tipos de células e as 
diferenças são induzidas pelo controle dos genes que são transcritos (ativados) em 
cada célula. Algum processo deverá atuar no DNA para que esses diferentes tipos 
de células se formem durante o desenvolvimento do ser vivo, de outra forma, todas 
as células somáticas do organismo, possuidoras da mesma carga cromossômica, 
seriam idênticas. O processo de controle da transmissão de genes ativados e 
desativados, de uma geração de células às seguintes, ainda não está bem 
esclarecido. O que se sabe é que muitas células mantêm as suas características 
únicas quando são estabelecidas em cultura in vitro. Os mecanismos regulatórios 
envolvidos devem ser estáveis e, uma vez estabelecidos, são transmitidos às 
células-filha quando a célula se divide. Existem vários modelos para explicar os 
mecanismos da regulação génica. A metilação do DNA, suprime a transcrição de 
determinados genes e também promove a alteração da estrutura da cromatina para 
formas mais condensadas. Mas, o modelo proposto para explicar a influência da 
metilação do DNA na expressão gênica, não deixa de ser polêmico pois, para uma 
grande parte dos genes envolvidos nesse último fenômeno, torna-se necessário o 
controle adicional de determinadas proteínas regulatórias. Talvez a metilação 
influencie profundamente a alteração da estrutura da cromatina e que, de alguma 
forma, isso conduza à inativação gênica. As sequências muito repetidas do genoma 
parecem favorecer a forma em Z do DNA e essas regiões são, em geral, menos 
sensíveis às endonucleases. Existem evidências de que essas zonas são fortemente 
metiladas e também que contêm muitos genes inativos (Felsenfeld & McGhee, 1982; 
Rich et al., 1984; Klaas & Amasino, 1989). Ainda não é clara a relação entre o 
aparecimento da forma em Z do DNA, a sua metilação e a inativação dos genes. 
 
 
14. Explique o mecanismo de ação da DNA ligase. 
Na replicação de DNA, o trabalho das ligases é unir fragmentos de DNA recém sintetizados 
para formar uma fita sem emenda. As ligases usadas na clonagem de DNA fazem 
basicamente a mesma coisa. Se dois pedaços de DNA tiverem terminações 
complementares, a DNA ligase pode juntá-las para fazer uma molécula intacta. 
 
Comentado [1]: resposta13 
- https://repositorio.ipcb.pt/bitstream/10400.11/676/1/19
97%20Ribeiro%20Agroforum.pdf 
Como a DNA ligase faz isso? Usando o ATP como fonte de energia, a ligase catalisa uma 
reação em que o grupo fosfato terminal da extremidade 5' de uma fita de DNA é ligado ao 
grupo hidroxila terminal da extremidade 3' da outra. Esta reação produz um esqueleto 
intacto de açúcar-fosfato. 
 
15. Como os íons Mg2+ favorecem a ação da enzima DNA polimerase? 
Co-fator essencial para a atividade da Taq DNA polimerase 
DNA polimerase I: Especificidade requer pareamento Watson-Crick. Envolve dois íons 
metálicos, usualmente Mg2+; Um deles ativa o grupo 3’OH do primer para o ataque 
nucleofílico ao grupo fosfato do dNTP que entra; O outro orienta e eletrostaticamente 
estabiliza o grupo trifosfato. 
 
16. Pode uma exonuclease remover nucleotídeos de uma molécula circular de DNA? 
Explique sua resposta. 
 
Exonucleases são enzimas que atuam na clivagem de nucleotídeos a partir do final 
(exo) de uma cadeia polinucleotídica, eliminando um nucleotídeo por vez. Através 
de uma reação de hidrólise há a quebra de ligações fosfodiéster pela extremidade 
3' ou 5, levando em consideração uma molécula cíclica não clivada não terá como 
haver ação de uma exonuclease 
 
17. Explique de forma geral os processos de reparo, citando que tipos de mutação eles 
corrigem e sua função no contexto celular: 
a. Mal-pareamento 
O reparo do emparelhamento errôneo ou mal-pareamento de DNA (MMR – “mismatch 
repair”) corrige pares errôneos de bases e alças desemparelhadas no DNA, eventualmente 
introduzidos por erros de replicação, ou lesões que interfiram com a atividade replicativa 
das DNA polimerases. Também está envolvido em meiose e recombinação. Atualmente 
muitos pesquisadores vêm propondo a existência de interação entre os diferentes 
mecanismos de reparo de DNA. Por exemplo, embora TCR tenha sido inicialmente descrito 
como sendo responsável pela remoção de lesões induzidas por luz UV, é hoje reconhecido 
por ser um fenômeno mais geral que opera em outros tipos de lesões no DNA. Entre essas, 
podemos citar as lesões oxidativas geradas por irradiação ionizante ou induzidas por ROS 
como timina glicol (Tg) e 8-oxo-7,8-diidroguanosina (8-oxoGuo)10. Outro exemplo pode ser 
a interação entre NER e MMR, onde MSH2 (“mismatch repair protein 2”), uma proteína 
conhecida por estar envolvida em MMR, foi descrita por interagir fisicamente com alguns 
Comentado [2]: Para mais informações: 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-
dna-technology/dna-cloning-tutorial/a/restriction-
enzymes-dna-ligase 
componentes do NER. Dessa forma, o que se sugere é que os mecanismos de reparo de 
DNA, apesar das suas preferências por determinadas lesões, trabalham de uma forma 
bastante integrada. 
b. Por Excisão de bases 
Remove lesões provocadas por produtos da desaminação da citosina e adenina. 
Atua, principalmente, em modificações causadas por agentes endógenos. O mecanismo 
inicia-se, primeiramente, pelo reconhecimento e excisão de bases danificadas pelas DNA 
glicosilases sem ou com atividade 3’-AP liase associada. A excisão da base resulta em um 
sítio abásico (AP – apurínico ou apirimidínico) sem ou com incisão 3’, que é reconhecido 
por outro grupo de enzimas, as AP – endonucleases, que fazem a incisão na extremidade 
3’ ou 5’ do sítio AP, gerando uma lacuna. Esta é preenchida através de polimerização e 
ligação de novos nucleotídeosà sequência de DNA. 
 
c. Por excisão de nucleotídeos 
O reparo por excisão de nucleotídeos (NER – “nucleotide excision repair”) é um dos mais 
importantes processos de reparo e tem sido intensamente estudado devido a sua 
versatilidade em operar, principalmente, em danos provocados por agentes exógenos que 
causam distorção da dupla-hélice do DNA, como por exemplo, aqueles causados por luz 
UV. O processo do NER em eucariontes envolve a ação de mais de 30 proteínas que atuam 
em 5 passos sucessivos: reconhecimento da lesão; abertura da dupla hélice de DNA onde 
está localizada a lesão; dupla incisão distante alguns nucleotídeos dos lados 5’ e 3’ do sítio 
da lesão; síntese do novo DNA utilizando como molde a fita não danificada e ligação da 
porção 5’ da nova fita sintetizada à cadeia pré-existente. O NER possui atividade 
heterogênea em regiões distintas do genoma e prossegue mais rapidamente e com maior 
fidelidade na fita transcrita de um gene ativo que na fita ou em um gene não transcrito. Esse 
processo, dependente da ação da RNA polimerase II (RNApolII), denomina-se reparo 
acoplado à transcrição (TCR), que assegura um rápido reparo dos genes ativos em 
contraponto com o reparo do genoma global (GGR), iniciado por um complexo de 
reconhecimento diferente. 
d. Por recombinação 
Outro mecanismo importante na proteção da molécula de DNA é o reparo por 
recombinação. Uma das lesões que pode ser reparada por esse mecanismo é a dupla 
quebra da cadeia de DNA criada por vários processos normais da célula ou por agentes 
exógenos, como irradiação ionizante. Existem dois caminhos envolvidos no reparo desse 
tipo de lesão: recombinação homóloga (HR – “homologous recombination”), que assegura 
um reparo bastante preciso; e junção de pontas não homólogas (NHEJ – “non-homologous 
end joining” ), sujeito a erro. 
18. Diferencie recombinação genética homóloga e recombinação sítio-específica. Cite 
as principais funções destes processos. 
Recombinação homóloga: A permuta genética ocorre entre um par de sequências de DNA 
homóloga, isto é sequências de DNA com nucleotídeos iguais ou similares 
Funções em eucariotos: Contribui para o reparo de vários tipos de lesões no DNA Provê, 
em células eucarióticas, uma ligação física temporária entre as cromátides, que promove a 
segregação ordenada dos cromossomos na primeira divisão celular meiótica Aumenta a 
diversidade genética em uma população 
 
Recombinação sítio-específica: Envolve uma reação entre sítios específicos, não 
necessariamente homólogos. Cada sistema consiste de uma enzima (recombinase) e uma 
pequena (20 a 200pb) e única sequência onde a recombinase age (sítio de recombinação). 
Ocorre em todas as células com papéis especializados que variam de uma espécie para 
outra: o Regulação da expressão de certos genes. o Promoção de rearranjos de DNA 
programados no desenvolvimento embrionário. o Ciclos de replicação de alguns DNAs 
virais. 
A recombinação sítio-específica ocorre apenas em sequências alvo específicas e esse 
processo pode também envolver um intermediário Holliday. Clivam o DNA em pontos 
específicos e ligam as fitas aos novos parceiros. Esse tipo de recombinação é encontrada 
em todas as células e suas funções incluem a integração do DNA e a regulação da 
expressão gênica. 
 
 
19. Como ocorre a formação dos intermediários de Holliday na recombinação genética 
homóloga? 
Mecanismo: As subunidades da recombinase ligam-se ao sítio de recombinação, uma fita 
em cada DNA é clivada em pontos particulares e as fitas clivadas unem dois novos parceiros 
– intermediário Holliday. 
 
20. O que é uma mutação? 
 É uma mudança que ocorre de forma aleatória no material genético. 
● Mutação por Substituições Nucleotídicas: 
1. Mutações de Sentido Trocado 
Uma única substituição de nucleotídeo (ou mutação pontual) em uma seqüência gênica 
pode alterar 
o código em uma trinca de bases e causar a substituição não sinônima de um aminoácido 
por outro no produto. Tais mutações são denominadas mutações de sentido trocado 
{missense) porque alteram o "sentido" da codificação do gene ao especificar um aminoácido 
diferente. Embora nem todas as mutações de sentido trocado conduzam a uma alteração 
observável na função proteica, a proteína resultante pode não funcionar adequadamente, 
pode tornar-se instável e degradar-se rapidamente, ou pode falhar em localizar a sua 
posição intracelular correta. Em muitos distúrbios, tais como a beta-talassemia, a maioria 
das mutações detectadas em diferentes pacientes compreende mutações de sentido 
trocado. 
2. Mutações sem Sentido 
As mutações pontuais em uma sequência de DNA que causam a substituição de um códon 
normal para um aminoácido por um dos três códons de término (ou "parada") são chamadas 
de mutações sem sentido (nonsense). Como a tradução do RNA mensageiro (RNAm) cessa 
quando o códon de término é atingido, uma mutação que converte um éxon codificante em 
um códon de término promove a parada da tradução no meio da sequência codificante do 
RNAm. As consequências das mutações de término prematuras são duplas. Em primeiro 
lugar, o RNAm transportando uma mutação prematura é frequentemente alvo de rápida 
degradação (através de um processo celular conhecido como decaimento do RNAm 
mediado por mutações sem sentido), e a tradução não é possível. Em segundo, mesmo 
que o RNAm seja suficientemente estável para ser traduzido, a proteína truncada é tão 
instável que é rapidamente degradada dentro da célula. Enquanto algumas mutações 
pontuais criam um códon de término prematuro, outras podem destruir o códon de término 
normal e permitir, assim, que a tradução continue até que outro códon de término do RNAm 
seja alcançado a jusante. Tal mutação irá levar a um produto proteico anormal com 
aminoácidos adicionais em sua extremidade carboxiterminal, e poderá também perturbar 
as funções reguladoras normalmente exercidas pela região 3' não traduzida a jusante do 
códon de término normal. 
3. Mutações que Afetam a Transcrição, o Processamento e a Tradução do RNA 
O mecanismo normal pelo qual os transcritos iniciais de RNA são feitos e depois convertidos 
em RNAms maduros (ou versões finais de RNAs não codificantes) requer um progenitor. 
Essa taxa, no entanto, varia de gene para gene ao longo do genoma e, talvez, de população 
para população ou mesmo de indivíduo para indivíduo. De forma geral, essa taxa, 
combinada com considerações sobre o crescimento e a dinâmica populacional, prevê que 
deve haver um número enorme de mutações relativamente novas (e, portanto, muito raras) 
na atual população mundial atual de sete bilhões de indivíduos. É previsto que a grande 
maioria dessas mutações seja de alterações de nucleotídeo único em porções não 
codificantes do genoma e provavelmente tenha pouco ou nenhum significado funcional. No 
entanto, em nível populacional, o impacto coletivo potencial dessas novas mutações em 
genes de importância médica não deve ser negligenciado. Assim, mesmo para um gene 
codificante de uma proteína única de tamanho médio, podemos esperar várias centenas de 
recém-nascidos por ano com uma nova mutação na sequência codificante deste gene. 
● Deleções, Inserções e Rearranjos 
Algumas deleções e inserções envolvem apenas alguns nucleotídeos e são, em geral, mais 
facilmente detectadas pelo sequenciamento direto dessa parte do genoma. Em outros 
casos, um segmento substancial de um gene ou um gene inteiro é deletado, duplicado, 
invertido, ou translocado para criar uma nova organização de sequências gênicas. 
Dependendo da natureza exata da deleção, inserção ou rearranjo, uma variedade de 
diferentes abordagens laboratoriais pode ser usada para detectar a alteração genômica. 
Algumas deleções afetam apenas um pequeno número de pares de bases. Quando tal 
mutação ocorre em uma sequência codificante e o número de bases envolvidas não é um 
múltiplo de três (i.e., não é um númerocompleto de códons), o quadro de leitura será 
alterado começando no ponto de inserção ou deleção. O resultado das mutações é 
chamado de mutações de mudança de matriz de leitura (frameshift). A partir do ponto de 
inserção ou de deleção, uma sequência diferente de códons é, portanto, gerada, 
codificando aminoácidos incorretos seguidos por um códon de término na matriz alterada, 
o que levará a um produto proteico funcionalmente alterado. Em contraste, se o número de 
pares bases inserido ou deletado for um múltiplo de três, não ocorrerão mudanças na matriz 
de leitura e haverá uma simples inserção ou deleção de aminoácidos correspondentes no 
produto gênico normalmente traduzido. Inserções ou deleções maiores, que variam de 
cerca de 100 a mais de 1.000 pb, são tipicamente referidas como "indels", como vimos no 
caso de polimorfismos anteriores. Elas podem afetar múltiplos éxons de um gene e causar 
distúrbios maiores na sequência codificante. Um tipo de mutação de inserção envolve a 
inserção de um elemento móvel, como aqueles pertencentes à família de DNA repetitivo 
LINE. Estima-se que, em qualquer indivíduo, aproximadamente 100 cópias de uma 
subclasse particular da família LINE no genoma sejam capazes de se movimentar por 
retrotransposição, como abordado anteriormente. Tal movimento não só gera diversidade 
genética em nossa espécie, como também pode causar doenças por mutagênese 
insercional. Por exemplo, em alguns pacientes com a hemorragia grave do tipo hemofilia A 
são encontradas seqüências LINE com vários pares de quilobases de tamanho inseridas 
em um éxon do gene do fator VIII, que interrompem a seqüên cia de codificação e inativam 
o gene. Inserções LINE ao longo do genoma também são comuns em câncer de colo, 
refletindo a retrotransposição em células somáticas. 
 
 
21. Como o tautomerismo das bases do DNA pode gerar mutantes pontuais? Quais são 
as possíveis mutações que ocorrem no DNA devido a tautomerismos? 
A adição de bases incorretas algumas vezes ocorre porque uma base está 
momentaneamente na forma tautomérica não usual, permitindo que ela forme ponte de 
hidrogênio com um parceiro incorreto. 
 
 
22. Como os seguintes agentes químicos causam mutações: 
a. Ácido Nitroso: 
Sua atuação consiste em alterar a estrutura das bases. O ácido nitroso 
(HNO2), responsável pela desaminação da adenina e da citosina. A adenina 
desaminada se transforma em hipoxantina (figura abaixo), que pareia com a 
citosina e não com a timina (A-T se transforma em G-C). 
 
 
b. 5-Bromo Uracila 
 Devido à sua semelhança com determinadas bases nitrogenadas, eles 
podem ser incorporados ao DNA, substituindo-as. O 5-bromouracil, análogo 
da timina, que normalmente se liga à adenina. Ele pode, entretanto, sofrer 
alterações estruturais e se ligar à guanina. Dessa forma, na duplicação 
seguinte, o par A-T muda para G-C (figura a seguir), caracterizando uma 
mutação gênica do tipo transição, como veremos mais adiante. 
 
 
c. Agentes Intercalantes 
 Reagem com o DNA adicionando grupamentos etil ou metil às bases, 
enfraquecendo sua ligação com a desoxirribose. Como consequência, há um 
mau pareamento ou total perda da base modificada, criando uma falha. A 
principal base afetada é a guanina, embora outras também possam ser 
alquiladas. A guanina perdida, por exemplo, pode ser substituída por qualquer 
outra base nitrogenada. Como exemplos desses agentes citamos: DES 
(dietilsulfato), EMS (etilmetanossulfonato), enxofre nitrogenado e gás 
mostarda. Este último foi um dos primeiros grupos de mutagênicos químicos 
descobertos graças a estudos envolvendo operações militares durante a 
Segunda Guerra Mundial. Os agentes alquilantes constituem os mais potentes 
mutagênicos.