UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASGRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA

DISCIPLINA DE BIOLOGIA MOLECULAR

MUTAÇÃO E MECANISMOS MUTAÇÃO E MECANISMOS DE REPARODE REPARO

NÃO É ESTÁTICONÃO É ESTÁTICO

constantemente exposto a agentes naturais ou artificiais que provocam modificações

MUTAÇÕESMUTAÇÕES

Modificações na informação genética que resultam em células ou indivíduos com alterações fenotípicas

MUTANTEMUTANTE

genômica (adição ou perda de cromossomos);

cromossômica (adição, perda ou mudança de local/orientação de segmentos

cromossômicos);

gênica (alteração em um único gene).

todo organismo que exibe uma forma diferente da de seus ascendentes, a qual é resultado da presença de uma mutação

MUTAÇÃOMUTAÇÃO

Qualquer modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo, que não é explicável pela recombinação genética preexistente

MUTAÇÃOMUTAÇÃO

Fonte básica para toda a variabilidade genética, constituindo matéria prima para a evolução

CONSEQUÊNCIAS DAS MUTAÇÕES

Mutantes letais condicionaisanálise de processos biológicos

Mutações letais em um ambiente (condição restritiva) e viáveis em um segundo ambiente (condição permissiva).

Mutantes auxotróficos: são incapazes de sintetizar um metabolito essencial que pode ser sintetizado por outro indivíduo do tipo selvagem. Esses mutantes crescem quando o metabólito é fornecido pelo meio.

Mutantes sensíveis à temperatura: são viáveis em uma temperatura específica

Mutantes sensíveis ao repressor: são viáveis quando um supressor está presente, mas não na ausência dele.

MUTAÇÕESMUTAÇÕES

germinativgerminativasas

somáticassomáticas

Alterações no DNAAlterações no DNA

Mutações espontâneas

Mutações induzidas

agentes mutagênicos

Mutações cromossômicas: mudanças na estrutura ou no número de cromossomos

Mutações gênicas: mudanças em um ou poucos nucleotídeos

QUANTO A ALTERAÇÃO CAUSADA NO GENE

Mutação pontual (um nucleotídio)Mutação sinônimaMutação não sinônimaMutação sem sentido (nosense)

Mutação por deslocamento da fase de leituraMutação por InserçãoMutação por Deleção

MUTAÇÕES GÊNICASMUTAÇÕES GÊNICAS

UUAUUAGUA

UUC

UUG

UUU

UAAUGAUCA

AUA

CUA

Leu

Phe

Leu

Phe

Leu

Val

Ile

Ser Stop Stop

Mutações Pontuais

MUTAÇÕES GÊNICASMUTAÇÕES GÊNICAS

Inserções e Deleções

Substituições de bases

envolvem a substituição de, normalmente, uma única base

casos raros: várias bases são substituídas

TRANSIÇÃO a substituição de uma purina por outra ou de uma pirimidina por outra;

TRANSVERSÃO a substituição de uma purina por uma pirimidina ou vice-versa.

MUTAÇÃO SILENCIOSA/SINÔNIMA

Substituição resulta em um novo códon que codifica o MESMO aminoácido

MUTAÇÃO NÃO SINÔNIMA

Substituição resulta em um novo códon que codifica um aminoácido DIFERENTE

MUTAÇÃO SEM SENTIDO (nonsense)

Códon que especifica um aminoácido é substituído por um códon de terminação

SNPsSNPs

Polimorfismos de base única

Frequência de mais de 1% na população

Single Nucleotide Polymorphism

Sequenciamento do Genoma Sequenciamento do Genoma HumanoHumano

2 milhões de 2 milhões de SNPsSNPs

comum

G para C

variante

DNA SNP T para A

Códon no RNAGAU para GUU

AminoácidoAspartato para Valina

Mudança na proteína

Aspartato Valina

mRNA

C T

G A U G U U

GAU GUU

C AA A

Mutações tautoméricasWatson e Crick observaram o movimento de átomos de Hidrogênio nas purinas e pirimidinas, resultando em formas menos estáveis das bases.

A pode parear com C e T pode parear com G

A-T

A-T

A*-C

A-T

A-T

A-T

G-C

Lesões induzidas por agentes mutagênicos

Dímeros de Timina (exposição a luz UV)

Alquilação (G - 06 metilguanina - pareia com T) - nitrosaminas

Tranferência de grupamentos metila ou etila para os sítios reativos das

bases e dos fosfatos da cadeia de DNA

Adição de grupamentos químicos volumosos à molécula de DNA (Reação com carcinógenos)

Lesões induzidas por agentes mutagênicos

Dímeros de Timina

Alquilação

(Guanina - 06 metilguanina)

Brometo de etídio

MUTAÇÕES NO HOMEM

HbA- ÁCIDO GLUTÂMICO HbS- VALINA

ANEMIA

FALCIFORME

AT por TA

MECANISMOS MECANISMOS DE REPARO DO DE REPARO DO

DNADNA

Mecanismos de reparoReversão direta da lesão no DNA

FotoreativaçãoReparo de bases alquiladas

Reparo por excisãoExcisão de basesExcisão de nucleotídeosReparo de malpareamentos

Reparo pós-replicaçãoReparo por recombinaçãoReparo sujeito a erros

Remoção dos dímeros de pirimidina formação UV

Reparo por fotorreativação

Enzima fotoliase se liga ao dímero e pela absorção de luz converte o dímeroem monômeros de pirimidina

Reparo por fotorreativação

Fotoliase

Reparo de bases alquiladas

O6-metilguanina-metiltransferase

Remoção do grupamento metila e transferência para a

enzima

Não há meios de recuperar a enzima metilada.

Reparo por excisão de bases

Desaminação da citosina em uracila

Uracil-DNA-glicosilaseAP endonucleaseDNA polimerase IDNA ligase

Reparo por excisão de nucleotídeos

Proteínas UvrA, UvrB, UvrC e UvrD: identificam, separam e clivam a fita de DNA

DNA polimerase I

DNA ligase

8 nt 4 nt

Reparo de bases malpareadas

sistema de correção de erro

MutS, MutL e MutH:

DNA polimerase

DNA ligase

CLIVA FITA NÃO METILADA

GATC

Reparo pós-replicação

Não remove a lesão, mas possibilita a continuidade da replicação.

Dois Sistemas:Reparo por recombinação homólogaReparo sujeito a erros (error-prone)

Reparo por recombinação pós-replicação

Reparo sujeito a erros

Usado em condições extremas: perda de um par de bases

Uma das 4 bases é inserida no local lesado, mesmo não tendo a informação molde

Mecanismo de mutação próprio

Resposta SOS

RecA ligada a DNA fita simples (lacuna – dímero) degrada a proteína repressora dos gene SOS (LexA)

Genes SOS: grupo de aproximadamente 15 genes, incluindo uvrA-D, recA, umuC e D, SSB. Sua expressão aumenta no DNA lesado. Podem codificar genes envolvidos na síntese e reparação do DNA.

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