Resumo: Mutações

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Xeroderma Pigmentoso | Defeito do reparo do DNA danificado em 
seres humanos
Células cutâneas não contêm enzimas capazes de corrigir o dano no DNA pela radiação UV 
Pessoa não pode se expor ao sol
Mutação
Alterações no DNA que ocorrem espontaneamente nas linhagens germinativas ou somáticas
Potem também ser induzidas
Mutações Somáticas e germinativas
Mutante: organismo com novo fenótipo devido à mutação
Mut. Germinativas = nas células da linhagem germinativa
Mut. Somáticas = em todas as outras células
Apenas células que derivam da mutante são afetas
Se for em um gameta, os descendentes serão afetados
Ex: maçã Delicious é uma mutação somática; mutações em gametas podem ser apenas em 
um gameta, ou na célula germinativa em si (indiferenciada)
Mutações Espontâneas e Induzidas
Espontâneas: Sem causa conhecida 
Erro de replicação ou agente desconhecido
Induzida: Presença de mutágenos
Radiação ionizante, luz UV, subt. químicas
Em eucariotos, cerca de 10-7~10-9 mutações por par de nucleotídeo por geração
Tratamento com mutágenos aumenta a ordem de magnitude das mutações
Até 1% em bacs e fagos
Mutações Diretas e Reversas
Mutação Selvagem → Mutante = Direta
Mutante → Original/selvagem = Reversa
Retromutação: Segunda mutação no mesmo locus
Mut. Supressora: Mutação em outra região que silencia o gene mutante
Mutações Geralmente Deletérias e Recessivas
Pois se retirado o gene para a produção de uma proteína, uma via metabólica pode ser 
comprometida
Além disso, o organismo geralmente tem um alelo funcional que consegue suprir as 
necessidades metabólicas da proteína mutante (por isso a maioria das mutações são 
recessivas)
Base Molecular da Mutação
Podem resultar de alterações em um único par de bases, da adição ou da deleção de pares de 
bases ou da inserção de um elemento genético transponível em um gene. Podem também surgir 
quando um conjunto de trinucleotídeos repetidos se expande
Alterações em um único par de bases e mutações na matriz de leitura
Modificações tautoméricas: 
Oscilações químicas de átomos de hidrogênio em purinas/pirimidinas
ex: De grupo amino para N do anel
Formas ceto de timina e guanina → Enol 
Resumo: Mutações
 Página 1 de Medicina 
Formas ceto de timina e guanina → Enol 
Formas amino de adenina e citosina → imino
Mesmo que infrequente e breve, se ocorrem no momento da replicação, podem induzir 
erros de pareamento
Transições: Troca de uma pirimidina por outra, ou de purina por outra purina
Transversões: Troca de pirimidina por purina e vice-versa
Mutações por mudança na matriz de leitura: decorrente de adição ou deleção nas regiões 
decodificadoras
Maiores fatores de mutações:
Acurácia do mecanismo de replicação do DNA1.
Eficiência dos mecanismos de reparo2.
Exposição à agentes mutagênicos3.
Mutações por inserção de transpóson
Elementos de DNA capazes de passar de um lugar para outro no genoma
Hoje sabe-se que a característica rugosa das ervilhas de Mendel era um transpóson
Bem como a mutação causadora de olhos brancos em Drosophillas
Mutações causadas por expansão de repetições de trinucleotídeos
Repetições em série Tandem simples (de um a seis pares de nucleotídeos)
Ex: Expansão CGG no local FRAXA no X = síndrome do X frágil (segunda causa mais comum de 
retardo mental hereditário
Mutagênese
Prática de indução de mutações com propósitos experimentais
Demonstração de Muller de que mutações podem ser induzidas por raios x
1927 - Herman Muller: Método ClB
fêmeas heterozigóticas de droshophilas para o crom. X + cromossomo X alterado (CIB) 
criado justamente para o experimento
C = crossing over
l = mutação letal recessiva
B = olhos em barra (fenótipo)
Para verificar mutação por esse método, basta averiguar a inexistência de prole masculina 
(irradiados)
Indução de mutações por meio de radiação
Radiação ionizante: raios X, gama e cósmicos
criação de radicais livres nos tecidos ao colidir com átomos e retirar elétrons
Radiação não ionizante: raios UV
energia mais baixa, causam excitação nas moléculas (aumentam reatividade)
Mensuradas em roentgen (r)
Depende não só da dose de radiação, mas do tempo de exposição
Absorção máxima de UV no DNA ocorre com 254nm 
Intensa absorção pelas pirimidinas
Formam hidratos de pirimidina e dímeros de pirimidina
Mutacionam por interferenção na replicação e erros que reparam defeitos no 
DNA
Indução de mutações por substâncias químicas
Dois grupos:
Tanto para o DNA em replicação quanto DNA não replicante → agentes alquilantes e ácido 
nitroso
1.
Mutagênicos apenas para o DNA em replicação → análogos de bases (ex: acridinas)
Dois mais usados: 5-bromouracila (pareia com adenina e, após modificação 
tautomérica, com guanina)
2.
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tautomérica, com guanina)
Ácido nitroso:
Desaminação oxidativa da A G e C
Converte amino → ceto
Acridinas: (proflavina e laranja de acridina)
Interpõem-se entre bases empilhadas, aumentando rigidez e alterando conformação
Provocam acréscimo ou deleção de um ou mais pares
Agentes alquilantes: (mostarda nitrogenada, sulfonato de metila e sulfonato de etil metano)
Induzem transições, transversões, mudanças na matriz de leitura e até aberrações 
cromossômicas
Agentes hidroxilantes: (hidroxilamina)
Induz transcrições G:C → A:T
Rastreamento da mutagenicidade de substâncias químicas | teste de Ames
Usado para avaliar mutagenicidade /carcinogenicidade das substâncias químicas
Cultura de axotróficos de Salmonella his- com mutação na matriz de leitura1.
Preparo de solução com possível mutágeno2.
Dispersão das bactérias em meio ágar contendo traços de histidina3.
Aplicação da solução contendo possível mutágeno em disco de papel de filtro4.
Colocação do disco com possível mutágeno em placa experimental5.
Incubação das placas a 37oC6.
Localização das mutações nos genes por teste de complementação
Teste trans pode ser usado para determinar se duas mutações estão localizadas no mesmo gene 
ou em dois genes diferentes
Teste para o Alelismo de Lewis
Acoplamento = Configuração cis 
duas mutações no mesmo cromossomo
Repulsão = Configuração trans
duas mutações em cromossomos diferentes
Efeitos de posição:
Quando organismos que contêm os mesmos marcadores genéticos, mas em arranjos 
diferentes, possuem fenótipos diferentes
Observado por Lewis: efeito de posição cis-trans
Teste de complementação ou teste trans
Possibilita determinar se mutações que produzem fenótipos iguais ou semelhantes estão 
no mesmo gene 
Resultados:
Se um hetero trans tiver fenótipo mutante, as duas mutações estão no mesmo gene
Se um hetero trans tiver fenótipo selvagem, as duas mutações estão em genes diferentes
Diz-se que as duas mutações apresentam complementação
Aplicação do teste de complementação
Mutação âmbar em fagos
Gene 18 e gene 23
Um para cauda, outro para cabeça
qualquer mutação heterozigota trans sem complementação resulta na incapacidade de 
liberação do fago
Se possuem complementação (uma mutação 18 em um gene e outra no 23 do outro 
cromossomo) então há produção (reduzida) de fagos
Mecanismos de reparo do DNA
Os organismos vivos contêm enzimas que examinam DNA a procura de lesões e iniciam processos 
de reparo quando detectam danos
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Reparos dependentes de luz
Fotorreativação
Pela DNA fotoliase
Liga-se aos dímeros de timina e com a luz cliva ligações cruzadas covalentes
Também cliva dímeros de citosina e citosina-timina
Reparo por excisão
3 etapas:
Endonuclease de reparo (ou complexo contendo endonuclease) reconhece a base lesada, 
liga-se a ela e faz excisão
1.
DNA polimerase preenche o espaço usando como molde o filamento comoplementar de 
DNA não lesado
2.
DNA ligase solda a quebra deixada pela DNA polimerase e completa reparo3.
Reparo por excisão de base = remoção das bases anormais
enzimas do grupo DNA glicosilase reconhecem bases alteradas (desaminadas, oxidadas...)
Clivam bases criandos locais apurínicos ou apirimidínicos (AP)
AP endonucleases excisam açúcar-fosfato do local
DNA polimerase substitui nuc. faltante
DNA ligasefecha o corte
Reparo por excisão de nucleotídeos = defeitos maiores como dímeros de timina
Nuclease de excisão (Exinuclease) faz corte nos dois lados dos nucleotídios e excisa junto 
com a base danificada
Nos seres humanos possui 15 polipeptídios
Ex: XPA (do Xeroderma Pigmentoso)
Outros mecanismos de reparo do DNA
Reparo de erros de pareamento
Identificação do filamento-molde e comparação com recém-produzido
Em bactérias, ocorre a metilação de sequências GATC
Resposta SOS
Síntese de série completa de proteínas de reparo, recombinação e replicação do DNA
Tentativa desesperada e arriscada para escapar dos efeitos letais da lesão do DNA
Doenças Humanas Hereditárias com Defeitos no Reparo do DNA
Doenças hereditárias causadas por defeitos no reparo do DNA
Distúrbio Gene Cromoss
omo
Função do produto Manifestações
Xeroderma 
pigmentoso
XPA
XPB
XPC
XPD
XPE
XPF
XPG
XPV
9
2
3
19
11
16
13
6
Reconhec. de lesão no 
DNA
Helicase 3-5
Ptna de rec. de lesão no 
DNA
Helicase 5-3'
Reconhecimento de 
lesão DNA
Nuclease, incisão 3'
Nuclesae, incisão 5'
DNA polimerase 
translesão n
Sensibilidade à radiação 
UV
Câncer de pele precoce
Distúrbios neurológicos
Tricotiodistrofi
a
TTDA
XPB
XPD
6
2
19
Fator de transcrição 
basal IIH
idem XPB
idem XPD
Sensibilidade à radiação 
UV
Dist. neurais e retardo 
m.
Síndrome de 
Cockayne
CSA
CSB
5
10
Ptna de reparo DNA p/ 
excisão
idem Anterior + dist. de 
desenvolvimento
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Cockayne CSB 10 excisão
Ptna de reparo por 
excisão + 
envelhecimento 
prematuro
desenvolvimento
Ataxia-
telangiectasia
ATM 11 Serina/treonina quinase Sens. radiação
Instab. cromossômica
Início precoce de 
neurodegeneração 
progressiva
Propensão a câncer
Câncer 
colorretal 
hereditário 
(Sem polipose)
Síndrome de 
Lynch
MSH2
MLH1
MSH6
PMS2
PMS1
2
3
2
1
2
Ptna de reconhec. de 
erro de pareamento de 
DNA (MutS de E. Coli)
Homólogo da ptna de 
reparo de erros MutL de 
E. coli
Homólogo de 6 de MutS
Endonuclease PMS2
Homólogo da ptna de 
reparo de erros de 
pareamento de levedura
Alto risco de câncer de 
cólon familiar
Anemia de 
Fanconi
FA (8 genes em 
5 cromossomos 
dif)
Sensibilidade aos 
agentes de ligação 
cruzada do DNA; 
Instabilidade 
cromossômica e 
propensão a cancer
Síndrome de 
Bloom
BLM 15 BLM RecQ helicase Instab. cromossômica + 
retardo mental, câncer
Síndrome de 
Werner
WRN 8 WRN RecQ Helicase Instabilidade 
cromossômica
Neurodegeneração 
progressiva, propensão 
ao câncer
Síndrome de 
Rothmund-
Thomson
RECQL4 8 RecQ helicase L4 Instabilidade 
cromossômica, retardo 
mental, propensão ao 
câncer
Síndrome de 
quebra de 
Nijmegen
NBSI 8 Ptna de reconhecimento 
de quebra bifilamentar 
do DNA
Instabilidade 
cromossômica, 
microcefalia, propensão 
ao câncer
Resumo: Fundamentos da Genética - Snustad & 
Simons - 7ed: 
C13 - Mutação, Reparo do DNA e Recombinação
 Página 5 de Medicina 
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