Alterações do Material Genético

BiologiaIsabel Lopes

Alterações do Material Genético

Mutações: Alterações permanentes do genoma de um indivíduo

(alterações herdáveis nos genes)

Mutantes: Indivíduos portadores de mutações

Organismo Humano

• Grande parte das células divide-se de forma continua

• Probabilidade de ocorrência de mutações é alta

• Grande capacidade de reparar os erros

• Mutações Génicas

• Mutações Cromossómicas 2

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Mutações

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•Afectam um único gene.•Um dos alelos sofre modificações (pequenas alterações no número ou sequência de nucleótidos.•Silenciosas (sem alteração na sequência de nucleótidos)

Génicas

•Podem alterar o sentido ou posição de um segmento de DNA. (Inversão, translocação)•Podem implicar a adição ou perda de um segmento de DNA. (Delecção, Duplicação)•Pode implicar alterações que afectam a adição ou perda de um ou mais cromossomas

Cromossómicas

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Mutações Génicas

• Substituição• Inserção• Deleção

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Duplicação

Deleção

Inversão

Translocação

Trissomia (2n +1)

Monossomia (2n – 1)

Alterações nos pares cromossomas sexuais(síndromas: Klinefelter 47,XXY; Turner 45,X0; Y0 – letal, XXX – sem efeitos)

Mutações Cromossómicas

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Estruturais

Página 104

Numéricas(Afecta o cariótipo)

Página 107

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Mutações Cromossómicas Numéricas

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Cada organismo possui um número específico de cromossomas

AneuploidiaAlterações em cromossomas

isolados

Nulissomia(2n-2)Ausência

de 1 par de cromossom

as homólogos

Monossomia(2n-1)Ausência

de 1 cromossom

a

Polissomia(2n+1,

2n+2,…)Presença de mais

cromossomas que o normal

EuploidiaEnvolvendo todos os

cromossomas

HaploidiaApresenta metade do

material genético habitual

Poliploidia*Todo o genoma

é duplicado, triplicado…

*Em laboratório recorre-se à colquicina, substância química que inibe a divisão celular

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Mutações Cromossómicas

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???Trissomia (3 cromossomas em vez de dois), no par 21

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Poliploidia

• Mutações cromossómicas numéricas conduzem com frequência a indivíduos poliplóides.

• É necessário um erro na mitose ou na meiose, havendo separação dos cromossomas, mas não divisão da célula.

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Poliploidia

• Se as mutações afectarem os gâmetas ou o zigoto, por mitoses sucessivas formar-se-á um indivíduo com o dobro dos cromossomas do progenitor (em geral estéril).

• Raro nos animais, mas comum nas plantas (por terem capacidade de autofecundação).

• Frequente em plantas com grande valor na agricultura/alimentar e económico. Exemplos: trigo, milho, couve.

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photo courtesy of Paul Williams.

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Poliploidia

• Os híbridos interespecíficos são geralmente estéreis porque não possuem pares de cromossomas homólogos e portanto não conseguem produzir gâmetas (não ocorre meiose).

• Como as plantas se podem reproduzir assexuadamente, podem produzir descendentes (clones). Ao longo das gerações, em alguns indivíduos, novamente por mutação, pode ocorrer duplicação dos cromossomas e passarem a possuir pares de cromossomas homólogos, tornando-se férteis

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Exemplo de Poliploidia em animais

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Xenopus mostrando as suas habilidades

Imagem adaptada de Evans, B. J. (2008) Genome evolution and speciation genetics of clawled frogs (Xenopus and Silurana). Frontiers in Bioscience 4687-4706, May 1, 2008

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Dados relevantes…

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Os Biólogos consideram que resultam de poliploidia:

• 70% das espécies de Angiospérmicas (plantas com flor)

• 95% das espécies de Gimnospérmicas

Ambas resultado de hibridação de espécies diferentes seguida de

autofecundação

Em cada 833 000 nascimentos:

• 1849 revelam aneuploidias ligadas aos cromossomas

sexuais

• 1883 aneuploidias nos autossomas, das quais, 1041 são

trissomias 21

• Todas as mutações cromossómicas numéricas podem ser

diagnosticadas por amniocentese

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Dúvidas

Actividade 16 e 17 do manual

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Mutações

Agente mutagénico – qualquer agente responsável por uma mutação(ex.: raio-X, gás mostarda, raios UV, radiações ionizantes, alguns

corantes e conservantes…)

Mutagénese – processo que conduz ao aparecimento de uma mutação

Recapitulando…

Mutações somáticas: ocorrem nas células não sexuais, não pode ser

transmitida à descendência, excepto nos seres que se reproduzem

assexuadamente

Mutações nas células da linha germinativa: ocorrem nas células que

originam os gâmetas e por isso se o gâmeta for portador de uma

mutação, na fecundação, transmitirá ao descendente

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Mutações

Expontâneas :

mutações permanentes no genoma

sem que para tal tenha havido

influência externa (exemplo – erro na

replicação do DNA ou na divisão

celular).

Induzidas :

provocadas por agentes mutagénicos.

(exemplo - acidente em Chernobyl)

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Os prós e os contra da Biotecnologia

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Actividade do manual: página 112

17

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Vantagem ou desvantagem?

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Mutações e Oncogénese

As nossas células têm capacidade

para reparar alguns dos danos

provocados pelos agentes

mutagénicos.

No caso das mutações surgirem em

células somáticas, pode surgir um

cancro (crescimento celular

descontrolado).

Proto-oncogenes Genes supressores de tumormutação

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Proto-oncogenes

Proto-oncogenes ou genes

promotores de crescimento –

responsável pelo crescimento

celular, quando sofre mutação

(ONCOGENE), pode provocar

crescimento celular descontrolado.

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Genes supressores

Quando os Genes Supressores

de tumores sofrem mutação

deixam de prevenir a

multiplicação descontrolada

das células.

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Cancro

Cancro, tumor maligno ou neoplasia* maligna

*Neoplasia= neo (novo)+ plasia (proliferação,tecido)

Envolve um conjunto de

doenças heterogéneo e

multifactorial que

apresentam em comum

o crescimento de um

tecido neoformado.

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Quando as células apresentam anomalias, genéticas (células malignas) ou se

tornaram desnecessárias (membranas interdigitais) Mecanismos genéticos

de suicídio celular

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Cancro

Cada organismo multicelular resulta do equilibrio entre a

multiplicação celular e a morte celular programada (apoptose).

Apoptose: morte celular pré-programada geneticamente.

Necrose: morte celular devida à falta de nutrientes ou à acção de

substâncias tóxicas (com pequena inflamação).

A célula isola-se das células vizinhas compactando o citoplasma e a cromatina – Endonuclease fragmenta O DNA sem resposta inflamatória.

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Cancro

Cancros esporádicos (95% dos casos), surgem de mutações somáticas.

Interacções entre o genoma e o ambiente

Cancros hereditários (5% dos casos), devido a alterações genéticas que

estão presentes em todas as células do indivíduos. Manifestam-se muito cedo.

Diariamente surgem células neoplásicas que são naturalmente eliminadas por

apoptose. Quando tal não sucede inicia-se um cancro

A evolução de um cancro é longa e quando se manifesta em termos clínicos

tem já vários anos. Um cancro da mama com 1 cm tem já 10 anos de

desenvolvimento.

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Metastização

Células cancerosas invadem a corrente sanguínea ou linfática