1 - Mutações

1.1. O que são?

• São alterações ou modificações súbitas, espontâneas, em genes ou cromossomos, podendo acarretar variação hereditária.

• As mutações podem ser gênicas quando alteram a estrutura do DNA, num determinado gene, ou cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos.

1 - Mutações

1.1. O que são?

As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua ação. Podem ainda ser letais, quando provocam a morte, ou ainda acarretar doenças ou anomalias.

As mutações também promovem a evolução já que determinam aumento na variabilidade genética.

1 - Mutações1.2. Onde / Como ocorrem?

Por erros na replicação de DNA que antecede uma divisão celular (mitose ou meiose).

Por erros relacionados com a individualização dos cromossomos, por exemplo no crossing-over, na separação de cromossomos ou de cromatídes, durante uma divisão celular (meiose ou mitose)

1 - Mutações

1.2. Onde ocorrem?

• Nas células somáticas (durante a mitose) reflectindo-se nas células, desse indivíduo, descendentes da que sofreu a mutação (ex: tumores).

• Na formação dos gâmetas (meiose) - células da linhagem germinativa - e serão transmitidas hereditariamente.

1.3.1. Mutações gênicas

As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e consequentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo.

1.3.1. Mutações gênicas

• Alteram a sequência de nucleotídeos de um gene (alteram uma ou mais bases do DNA), o que afetará a leitura durante a replicação ou durante a transcrição.

• Constitui-se assim um alelo, uma nova versão, do gene alterado.

1.3.1. Mutações gênicas

• Substituição

ocorre a troca de um ou mais pares de bases.

1.3.1. Mutações gênicas

• Inserção e delecção

acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ou removidas, respectivamente, ao DNA, modificando a sequência de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição.

1.3.2. Mutações cromossômicas

Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos.

Podem ocorrer nos autossomos ou em cromossomos sexuais.

Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele.

1.3.2. Mutações cromossômicas Estruturais

• Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, podendo ocasionar a perda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.

• Podem acontecer por deleção, duplicação, translocação ou inversão de partes de cromossomos.

1.3.2. Mutações cromossômicas Estruturais

• Deleção / duplicação / inversão

1.3.2. Mutações cromossômicas Estruturais

• Translocação

1.3.2. Mutações cromossômicas Estruturais

• Síndroma do “Grito do gato” – exemplo de deleção

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

• Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo).

• Aneuploidias - os erros envolvem apenas determinado par de cromossomos. Formam-se indivíduos cujas células possuem: um cromossomo a menos (monossomia); um cromossomo a mais (trissomia), dois ou mais cromossomos a mais (polissomia) ou sem os dois cromossomos de um determinado par (nulissomia).

• Poliploidias – os erros multiplicam o conjunto de todos os cromossomos. Formam-se indivíduos cujas células possuem múltiplos de n cromossomas: 3n (triplóides), 4n (tetraplóides), (…).

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

- Como se originam as aneuploidias?

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

Trissomia 21 (Síndroma de Down) – Aneuploidia autossômica

A carga genética superior ao normal conduz a várias modificações fenotípicas – síndrome: forma os olhos muito característica, baixa estatura, boca pequena, atraso mental c/ grau variável, malformações cardíacas, esterilidade habitual nos rapazes,

A ocorrência aumenta com a da idade da mãe:

- 0,5 - 1 caso / 1000 nascimentos quando a mãe tem entre 20-29 anos a

- 15 - 17,5 casos / 1000 nascimentos quando a mãe tem 46 ou mais anos.

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

Outras Aneuploidias autossômicas:

● Trissomia 18 (47, XX +18 ou 47, XY +18) – Síndrome de Edwards

- elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida;

- ocorrência: 1 / 10.000 nascimentos

● Trissomia 13 (47, XX +13 ou 47, XY +13) – Síndroma de Patau

- elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida;

- ocorrência: 1 / 20.000 nascimentos

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

Síndroma de Klinefelter (47, XXY) – Aneuploidia (Trissomia) heterossômica

Testículos pouco desenvolvidos e com nenhuma ou reduzida produção de esperma.

Estatura elevada, por vezes um ligeiro desenvolvimento dos seios e as ancas alargadas.

Alguns apresentam ligeiro atraso mental.

Ocorrência : 1 / 1000 indivíduos do sexo masculino

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

Síndroma de Turner (45,X0)– Aneuploidia (monossomia) heterossómica

Desenvolvem características femininas

apresentando contudo:

- pequena estatura e reduzido desenvolvimento do pescoço;

- caracteres sexuais pouco desenvolvidos e normalmente estéreis;

- por vezes manifestam atraso mental.

Ocorrência: 1 / 10.000 indivíduos do sexo feminino

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

Anomalias gaméticas que justificam algumas Aneuploidias heterossômicas

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

POLIPLOIDIA - Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só é viável como pode conduzir a fenómenos de especiação.

Como surge?

1.3.2. Mutações cromossômicas Numéricas

POLIPLOIDIA – Origem do Trigo do pão

1.4. Causas

● As mutações podem ocorrer espontaneamente na Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes físicos e químicos (agentes mutagénicos)

● Agentes mutagénicos

Físicos - raios X, radiação alfa, beta e gama e raios ultravioleta

Químicos - colquicina, gás mostarda, nitrosaminas, constituintes do fumo do tabaco, etc.

● As células possuem a capacidade de reparar muitos dos erros do DNA causados pelos agentes mutagénicos. Quando o equilíbrio entre a mutagénese e a reparação se rompe surge a mutação.

1.4. Causas

● A exposição a agentes mutagénicos é, em alguns casos, natural e inevitável, como a exposição a fontes naturais de radiação solar, radioactividade de minerais, (…) mas, a intensidade com que atingem os organismos provoca baixo nº de mutações.

● A exposição a agentes mutagénicos pode ser deliberada:

- para fins médicos (Ex: raios X);

- por hábitos (alimentares ou outros);

- com fins bélicos (Ex: gás mostarda, armas nucleares)

● As mutações espontâneas ocorrem com freqª muito reduzida

● Quando a exposição é prolongada ou a intensidade dos agentes mutagénicos é elevada, aumenta a frequência das mutações.