MUTAGÊNESE

Caps. 6, 11 e 12 Thompson

FUNDAMENTO

• DNA RNA PROTEÍNA

MUTAÇÃO

• Qualquer alteração permanente no DNA, isto é, uma alteração da seqüência de nucleotídeos ou arranjo do DNA no genoma.

• É o processo pelo qual os genes mudam de uma forma alélica para outra.

Mutação

• As mutações podem levar à perda de função de um gene ou a uma nova função.

• A alteração de um nucleotídeo, ou mutação, no gene pode levar à formação de uma

proteína variante, passível de ter propriedades distintas em conseqüência de

sua estrutura alterada.

Classificação das mutações

Quanto a origem

• Espontâneas (10-9 – 10-10)

• Induzidas (agentes mutagênicos)

Quanto ao tipo celular

• Somáticas (mosaicismo, câncer)

• Germinativas (doenças genéticas clássicas)

• As mutações nas células da linhagem germinativa podem ser transmitidas à prole, mas as somáticas não.

Classificação das mutações

Quanto a adaptabilidade

• Benéficas

• Neutras (polimorfismos)

• Deletérias (doenças genéticas, câncer)

CÓDIGO GENÉTICO

Classificação das mutações

Quanto ao nível

• Cromossômicas

Alterações numéricas

Alterações estruturais

• Gênicas

Mutações de ponto

Deleções e duplicações

Classificação geral dos mecanismos mutacionais

• Substituições de Nucleotídeos

(mutações de ponto)

• Deleções e inserções

pequenos segmentos

grandes segmentos

Substituição de nucleotídeos

• Mais freqüente

• Classificação

Transições: AG, CT (63%)

Transversões: purina pirimidina (37%)

BASE MOLECULAR E BIOQUÍMICA DAS DOENÇAS

GENÉTICAS

• Mutação proteína alterada função anormal doença

FENILCETONÚRIA (PKU)

• Distúrbio AR no metabolismo da fenilalanina mutação da enzima fenilalanina –hidroxilase, que converte fenilalanina em tirosina

• Acúmulo de fenilalanina lesando o SNC em desenvolvimento

• Gene 12q22-24 (4 mutações)• Triagem neonatal

• Códon especifica um aminoácido diferente e não funcional.

• Ex.: anemia falciforme (hemoglobina falcêmica Hb S)

MUTAÇÃO MISSENSE (sentido trocado)

Anemia falciforme

MUTAÇÃO MISSENSE (sentido trocado)

• Hemoglobinopatia S

Anemia falciforme

• Alteração de 1 dos 146 aa da -globina 6 Glu Val (A T)

• Hemácias adquirem forma de foice sob baixas condições de oxigênio

• Anemia, atraso no crescimento, esplenomegalia, infecções repetitivas...

Anemia falciforme

• Heterozigotos: são normais clinicamente, porém, hemácias sofrem afoiçamento.

• África: 25% heterozigotos frequência alta devido a maior resistência dos heterozigotos à malária (mais adaptados do que os dois homozigotos).

Mutações nonsense (sem sentido)Geram um códon de parada

Neurofibromatose tipo 1 (NF1) – 17q11.2

NF1

• Manchas café com leite na pele, tumores cutâneos, risco de tumores malignos.

• 1/3000 a 1/5000

• Autossômica dominante

• Gene 17q11.2

Mutações “RNA splicing”• Hexoaminidase A

• Pré mRMA mRNA

sítios de splicing: 5’ GT-----AG 3’

(doador) (aceptor)

• Spliceossomo

Deleções e inserções

• Envolvendo pequeno número de basesMutações “Frame Shift”Deleções ou inserções de codons

• Grandes deleções e inserçõesDeleções ou duplicações de genesMecanismos: Crossing Over desigual

Recombinação não-homólogaRetrotransposição

Mutações “Frame Shift”• Alteram o quadro de leitura• O número de bases inseridas ou deletadas não é

multiplo de 3.

Inserção de uma base

Deleções ou inserções de codons

• Proteínas com deleções ou inserções de aminoácidos

“Grandes” deleções e inserções

• Causas comuns para algumas doenças e raras para outras

• 5% das doenças ligadas ao X são grandes deleções• Ictiose ligada ao X (Esteróide sulfatase) – 84%• Distrofia muscular Duchenne – 60%• Alfa-talassemia• Homens 46,XX

Crossing Over desigual e recombinação não-homóloga

• Influência de elementos repetitivos

Duplicons

Seqüências Alu

REPARO DE DNA

• SÉRIE DE MECANISMOS QUE AJUDAM A MANTER A INTEGRIDADE DO GENOMA

Ex. 1: Reparo de DNA por Excisão de Nucleotídeos (NER)

em mamíferos

Ex. 2: NER em bactérias

Xeroderma pigmentosoDoença resultante do defeito em um dos genes XP que codificam para proteínas

envolvidas no reparo de DNA

Xeroderma pigmentoso