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MUTAÇÕES

Mutações

•São alterações ou modificações súbitas

em genes ou cromossomas, podendo

acarretar variação hereditária.

•As mutações podem ser génicas quando

alteram a estrutura do DNA ou

cromossómicas quando alteram a

estrutura ou o número de cromossomas.

Mutações

As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua acção. 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.

Como ocorrem?

Por erros na replicação de DNA que antecede uma divisão celular (mitose ou meiose) ou na transcrição – mutação génica;

Por erros relacionados com a individualização dos cromossomas, por exemplo no crossing-over, na separação de cromossomas ou de cromatídeos, durante uma divisão celular (meiose ou mitose) – mutação cromossómica.

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.

Causas das Mutações

● As mutações podem ocorrer espontaneamente na

Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes

físicos e químicos - agentes mutagénicos -.

● As células possuem a capacidade de reparar muitos dos

erros do DNA causados pelos agentes mutagénicos. Quando o

equilíbrio entre as alterações na molécula de DNA e a

reparação das mesmas se rompe, surge a mutação (alteração

definitiva do genoma). O processo que conduz ao seu

aparecimento designa-se por mutagénese.

Agentes Mutagénicos

•Físicos radiações ionizantes

(raios X, radiações alfa, beta e

gama) e radiação ultravioleta.

•Químicos colquicina, gás

mostarda, sais de metais radioativos,

alcatrão, benzeno, benzopireno, etc.

● A exposição a agentes mutagénicos é, em alguns casos,

natural e inevitável, como a exposição a fontes naturais de

radiação solar, radioactividade de minerais, etc.

● 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 frequência muito

reduzida

● Quando a exposição é prolongada ou a intensidade dos

agentes mutagénicos é elevada, aumenta a frequência das

mutações.

Causas das Mutações

Mutações Génicas As mutações génicas são responsáveis

por alterações nos genes e

consequentemente nas proteínas,

determinando, muitas vezes, a formação de

novas proteínas ou alterando a acção de

enzimas importantes no metabolismo.

Mutações Génicas

• Alteram a sequência de

nucleótidos de um gene

(alteram uma ou mais bases

do DNA), o que afectará a

leitura durante a replicação ou

durante a transcrição.

• Constitui-se assim, uma nova

versão, do gene alterado.

Esquema de uma mutação génica

Erro na

transcrição Tradução

Substituição

ocorre a troca

de um ou mais

pares de bases.

Mutações Gênicas

Mutações Génicas • Inversão – alteração da ordem dos nucleótidos.

Mutações Génicas

•Adição ou Inserção acontece

quando uma ou mais bases são

adicionadas ao DNA, modificando

a ordem de leitura da molécula

durante a replicação ou a

transcrição.

Mutações Génicas

•Deleção acontece quando uma ou mais bases são retiradas do DNA, modificando a ordem da leitura, durante a replicação ou a transcrição.

Principais Doenças Hereditárias:

Alcaptonuria;

Fenilcetonúria;

Albinismo;

Fibrose Cística;

Anemia falciforme;

Hemofilia;

Daltonismo;

Principais Doenças Hereditárias

•Alcaptonuria não metabolização do ácido homogentísico (alcaptona) por falta de uma enzima. Provoca a acumulação da substância nas cartilagens e tecido conjuntivo, causando artrites.


•Fenilcetonúria (PKU) o

aminoácido fenilalanina não é

metabolizado e acumula-se nos

tecidos gerando subprodutos (ácido

fenil-acético e ácido fenil-láctico). O

excesso dessas substâncias provoca

mal formação do sistema nervoso

(deficiência mental acentuada).


•Albinismo ausência total ou parcial

do pigmento melanina na pele, no

cabelo e nos olhos. Há vários tipos de

albinismo, o mais comum é causado

pela ausência de uma enzima

fundamental no início da produção da

melanina.


•Fibrose Cística uma alteração

num gene do cromossoma 7 provoca

a produção, pelas glândulas

exócrinas, de um muco muito espesso

que leva a obstrução do pâncreas e

infecção crônica do pulmões, levando

à morte ainda na juventude.


• Anemia Falciforme substituição de um

aminoácido em duas das quatro cadeias da

hemoglobina, por mutação de um gene do

cromossoma 11, provocando alteração na forma

das hemácias que não conseguem transportar

oxigénio de forma eficaz.


•Hemofilia não formação dos

fatores de coagulação plaquetários

devido a mutação num gene do

cromossoma X. Provoca problemas

na coagulação e hemorragias.


•Daltonismo

deficiência na

visão das cores,

provocada por

mutação num

gene do

cromossoma X.


•Distrofia Muscular Progressiva mutação num gene do cromossoma X que provoca fraqueza e degeneração muscular.

•Adrenoleucodistrofia mutação num gene do cromossoma X que provoca degeneração progressiva do sistema nervoso.

Mutações Cromossómicas

•Também chamadas de aberrações

cromossómicas, são alterações na

estrutura ou no número de

cromossomas normal da espécie.

•Podem provocar anomalias e mal

formações no organismo ou até a sua

inviabilidade.

Mutações Cromossómicas Estruturais

• Provocam alterações na estrutura dos

cromossomas, 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

cromossomas.

• Ocorrem sobretudo devido à ruptura dos

cromossomas durante o crossing-over, seguida de

uma reparação deficiente.

•Deficiência ou deleção quando

ocorre a perda de uma parte do

cromossoma, com consequente perda

de genes.

A B C D E

A B C


•Duplicação quando ocorre a

presença de uma parte duplicada do

cromossoma, acarretando uma dupla

leitura de genes.

A B C D D E

A B C D E


• Translocação

quando ocorre a troca

de pedaços entre

cromossomas não

homólogos, provocando

erros na leitura.

A B C D E

M N O P Q

A B C P Q

M N O D E


• Inversão quando ocorre a quebra

de um pedaço do cromossoma que se

solda invertido, provocando erros na

leitura dos genes.

A B C D E A B C E D

Mutações Cromossómicas

Estruturais

Mutações cromossómicas Estruturais • Síndroma do “Grito do gato” – exemplo de delecção

•Provocam alterações no número típico de

cromossomas da espécie (cariótipo).

•Podem produzir anomalias graves e até a

morte do organismo.

* dividem-se em Euploidias quando há a

alteração de um genoma inteiro e

Aneuploidias (Somias) quando acrescentam

ou perdem um ou poucos cromossomas.

Mutações Cromossómicas Numéricas

Euploidias

Monoploidias (n) quando há apenas

um genoma.

Triploidias (3n) quando há três

genomas.

Poliploidias (4n, 5n, ...) quando há

quatro ou mais genomas.

Como se originam as aneuploidias?

Aneuploidias (Somias)

•Nulissomia (2n-2) perda de um par inteiro de cromossomas. No homem é letal.

•Monossomia (2n-1) um cromossoma a menos no cariótipo.

•Trissomia (2n+1) um cromossoma a mais no cariótipo.

Síndrome de Turner

•Monossomia do cromossoma X, cariótipo

44A + X0 = 45.

•Sexo feminino com ovários atrofiados,

deficiência hormonal, esterilidade, ausência

de menstruação, mamas pequenas, vulva

infantil, pescoço alado, deficiência cardíaca,

raramente deficiência mental.

Síndrome de Turner

Síndrome de Klinefelter

•Trissomia do cromossoma X, cariótipo

44A + XXY = 47.

•Sexo masculino, testículos pequenos,

esterilidade, genitais infantis, mamas

desenvolvidas(ginecomastia), estatura

elevada, deficiência mental.

Síndrome de Klinefelter

SÍNDROME DE

TURNER

(ESTÉRIL)

DISGENESIA

GONADAL

2n:45,X0

2n: 46,XX

SÍNDROME DE

KLINEFELTER

(ESTÉRIL)

2n: 47,XXX 2n:46,XY

Síndrome de Down

•Trissomia do cromossoma 21, cariótipo 45A

+ XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais

raramente pode acontecer por translocação

entre o cromossoma 21 e o 14.

•Ambos os sexos, deficiência mental, fendas

palpebrais mongolóides, pescoço curto e

grosso, cardiopatias, uma única linha

transversal na palma da mão, genitália

pouco desenvolvida, grande flexibilidade nas

articulações.

Síndrome de Down

45,XY 46,XY

Síndrome de Down

Síndrome de Patau

•Trissomia do cromossoma 13, cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY = 47.

•Ambos os sexos, cabeça pequena (microcefalia), olhos pequenos ou ausentes, orelhas deformadas e com baixa implantação, pescoço curto, lábio leporino, palato fendido.

Síndrome de Patau

Síndrome de Edwards

•Trissomia do cromossoma 18,

cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY

= 47.

•Ambos os sexos, deformidade facial,

anomalias nas mãos e pés,

malformações cardíacas, renais e

genitais, grave distúrbio psicomotor.

Síndrome de Edwards

Anomalias gaméticas que justificam algumas

Aneuploidias heterossómicas

Síndrome do Duplo Y

•Trissomia do cromossoma Y, cariótipo

44A + XYY = 47.

•Sexo masculino, sem modificações

fenotípicas aparentes. Raramente há

déficit mental e pode haver

agressividade acentuada.

Síndrome do Duplo Y

Síndrome do Triplo X

•Trissomia do cromossoma X,

cariótipo 44A + XXX = 47.

•Sexo feminino, distúrbios sexuais,

retardamento mental, sem outras

modificações fenotípicas aparentes.

Síndrome do Triplo X

Poliploidia

• Os erros multiplicam o conjunto de todos os

cromossomas, há alteração de um genoma inteiro.

• Formam-se indivíduos cujas células possuem

múltiplos de n cromossomas: 3n (triplóides), 4n

(tetraplóides), etc;

• Leva a uma maior variabilidade, podendo apresentar

características vantajosas (muitas vezes provocada

em laboratório).

Poliploidia Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas,

não só é viável como pode conduzir a fenómenos de

especiação.

Como surge?

(ex. pg 108)

Poliploidia surge de:

•Não disjunção dos cromossomas durante a

meiose ou durante a mitose;

• Apesar da distribuição cromossómica ocorrer

com normalidade, não ocorrer citocinese;

• Cruzamentos entre indivíduos de espécies

diferentes.

Poliploidia – não disjunção dos cromossomas

• Indivíduos com um número superior ao normal

na sua espécie, não podem cruzar- se com os

restantes indivíduos da espécie a que

pertenciam, com excepção das plantas, que

se podem reproduzir assexuadamente ou por

autofecundação.

Poliploidia – Cruzamentos entre

indivíduos de espécies diferentes

• Os híbridos são estéreis, pois os cromossomas como

não têm homologia, não podem emparelhar durante a

meiose, logo, não se vão formar os gâmetas;

• No entanto, as plantas são novamente a excepção, uma

vez que se podem reproduzir assexuadamente;

• Ao fim de algumas gerações, alguns desses indivíduos

podem tornar-se férteis devido à ocorrência de uma

duplicação cromossómica, resultante de uma não

disjunção dos cromossomas na divisão celular.

Poliploidia

Origem do Trigo do pão

Ex. pág. 110

Poliploidia

• A maioria das espécies das plantas são poliplóides;

• A maioria deve ter surgido da hibridização entre

espécies diferentes seguida de reprodução

assexuada;

• As espécies formadas por poliploidia possuem vários

conjuntos cromossómicos das espécies de onde

provieram, o que lhes confere características muito

próprias, em muitos casos vantajosas;

• Os poliplóides são um exemplo claro das vantagens

que podem advir da ocorrência de mutações.

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