Unidade 2 – Património genético e alterações no material genético

Revisões: Mutações Génicas

Mutações génic

as

Silenciosa

/sinónima

Alteração

ou perda

sentido

Sem

sentido

Alteração do modo ou grelha de leitura

Substituição

SubstituiçãoDelecçãoInserção

Substituição

InserçãoDelecção

Não altera os aa sintetizados.

Alteração de um

aminoácido

Codão STOP precoce

Deslize nos nucleótidos

da cadeia

site

Revisões: Mutações cromossómicas numéricas

Alteração do nº de

cromossomas

Alteração de todo o

genoma

Monossomia TrissomiaTetrassomia

Nulissomia

Aneuploidia

Euploidia

PoliploidiaHaploidia/monoplidia (2n-2)

(2n-1) (2n+1)

(2n+2) 2n -n

2n +Xn

Mutações espontâneas

3 principais tipos de mutações espontâneas:

2.Alterações e danos nas bases 2.Alterações e danos nas bases •Tautomerizações •Desaminação•Alquilação

1.1. Erros na replicação do DNA e precisão da DNA polimeraseErros na replicação do DNA e precisão da DNA polimerase

3.Mutações espontâneas provocadas pelo deslizamento da cadeia de 3.Mutações espontâneas provocadas pelo deslizamento da cadeia de DNA.DNA.

Erros nos processos celulares, sem influência externa.

.

Mutações espontâneasMutações espontâneas

1.1. Erros na replicação do DNA e precisão da Erros na replicação do DNA e precisão da polimerase:polimerase:

Erros ocorrem numa escala de 1/100.000 bases.

São reduzidos por:

Mecanismos de reparação do ADN ( complexos enzimáticos)

ex:3'-5' exonuclease3'-5' exonuclease Remove as bases incorrectamente emparelhadas.

Mutações espontâneas

Isómero estrutural

ex. G –liga-se à T(em vez da C)

2.Alterações e danos nas bases2.Alterações e danos nas bases

Alterações estruturais : tautomerizações.

O que acontece?

Ligação G-C passa a A-T (mutações de transição)

Mutações espontâneas

Degradação espontânea das bases: Desaminação

MetilCitosina-TNão existe mecanismo de reparação ( base pertencente ao ADN)

MetC nos genes : hot-spot (zona de grande fragilidade) para mutações

Transição mC-G T-A

CUProcesso reparação identifica a base U (não existente no DNA)

Transição de C-G T-A

Mutações espontâneas

Adição de grupos alquilos:• Metil,• Etil • Propil

– em bases ou no esqueleto açucar-fosfato

O que acontece?Quebras ou desemparelhamentos nas cadeias do DNA.

Danos nas bases do DNA: Alquilação

Bases A-T : zonas mais propícias a que ocorra deslizamento (hot spots).

Mutações espontâneas

3.Mutações espontâneas de deslizamento.3.Mutações espontâneas de deslizamento. Resultados do deslize entre a cadeia original de DNA e a nova cadeia sintetizada na replicação.

Mutações induzidas

Os agentes mutagénicos podem ser divididos em 6 tipos:

1. Radiação UV2. Radiação ionizante

1. Agentes mutagénicos de bases análogas2. Químicos que alteram a estrutura e

propriedade de emparelhamento das bases

3. Agentes intercalares4. Agentes que alteram a estrutura do DNA

A – Agentes Mutagénicos Químicos A – Agentes Mutagénicos Químicos B - RadiaçõesB - Radiações

Mutações provocadas por agentes mutagénicos. (ex. raiosX e UV, gás mostarda, tabaco, etc)

Agentes Mutagénicos

Agente mutagénicoAgente mutagénico - Agente natural ou externo (químico ou físico) que pode levar à alteração na estrutura ou sequencia do DNA.

A. Agentes mutagénicos químicos

1 – Bases análogas:1 – Bases análogas:

• BromoUracilo (BU) – semelhante à T

( Br em vez de CH4 - Metilo)

• Aminopurina – análogo à A, podendo emparelhar com T e em menor probababilidade com C

O que acontece?. As bases análogas provocam :

transições (substituições) tautomerizações espontâneas

A - Agentes mutagénicos químicos

Ácido nítrico (HNO3) – digestao de nitritos nas

comidas.

Desaminações de:• CU, • MetilUT • AHipoxantina.

2. Quimicos que alteram a estrutura 2. Quimicos que alteram a estrutura e propriedade de emparelhamento das bases:e propriedade de emparelhamento das bases:

O que acontece?Provoca transições/substituições.

A- Agentes mutagénicos químicos

Nitrosoguanina – reage com bases e adiciona-lhes grupos Metilo (CH4) e Etilo (C2H8).

O que acontece?A base alquilada pode ser degradada

originando uma zona de delecçãodelecção.

2. Químicos que alteram a estrutura 2. Químicos que alteram a estrutura e propriedade de emparelhamento das bases:e propriedade de emparelhamento das bases:

A - Agentes mutagénicos químicos

Proflavina e Bromido de Etídio (usados em laboratório)

- Moléculas com múltiplos anéis que interagem com as bases de ADN e se colocam no meio delas.

O que acontece?Alargamento da cadeia dupla de ADN - a DNA polimerase é “enganada” e introduz uma base extra

3. Agentes intercalares3. Agentes intercalares

A - Agentes mutagénicos químicos

Grandes moléculas que se ligam as bases de DNA e tornam-nas não codificantes

( ex. NAAAF)

Que causam ligações cruzadas entre a mesma cadeia e cadeias = de DNA

(ex. Psoralens – tratamentos de pele.)

Químicos que causam quebras nas cadeias de DNA (ex. Peróxidos)

4. Agentes que alteram a estrutura do DNA:4. Agentes que alteram a estrutura do DNA:

B- Radiações

Espectro de Radiação ElectromagnéticaEspectro de Radiação Electromagnética

São ondas electrónicas e electromagnéticas.

As ondas mais longas, são as que apresentam menos energia :

Radio AM < Radio FM <TV < Microondas < Infravermelhos < Rad. visivel < Rad. UV < Rad. X < Rad. Gama. ( maior energia)

B- Radiações

1.1. Radiação IonizanteRadiação Ionizante

- São iões reactivos formados pela reacção dos Raios X e Gama com moléculas biológicas.

Podem surgir de:

Radiações existentes na natureza:

Raios cósmicos (vindos do espaço ou do sol) Elementos radioactivos do solo e da atmosfera

Fontes artificiais de radiação:

Raios X (medicina e nos aeroportos) Testes nucleares TV’s Detectores de fumo

1. Radiação Ionizante (cont.)1. Radiação Ionizante (cont.)

B- Radiações

Produzem radicais livres! Estes reagem com o :

DNA

Proteínas

Lípidos nas membranas celulares,

Raios X Podem causar danos no ADN e proteínas, que podem resultar em: falhas nos organelos bloqueio da divisão celular morte celular.

Efeitos genéticos das radiações:

Acção directa (radiação ionizante) ou indirecta (radicais livres):Quebras em 1 ou nas 2cadeias de DNA Delecções, perda cromossómica, morte (se irreparável) Danos ou perdas de bases Ligações cruzadas entre o próprio DNA ou proteínas.

B - Radiação

2. Radiação UV 2. Radiação UV

– Absorvida por bases do DNA e por aminoácidos aromáticos das proteínas.

UV-C>UV-B Dímeros de pirimidinas no DNA

(lig. covalentes)

Dímeros T-T e Dímeros T-C

O que acontece?

Bloqueiam a transcrição e a replicação, Lesões letais se irreparáveis.