universidade federal de pelotas graduaÇÃo em biotecnologia disciplina de biologia molecular...
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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.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASGRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA
DISCIPLINA DE BIOLOGIA MOLECULAR
MUTAÇÃO E MECANISMOS MUTAÇÃO E MECANISMOS DE REPARODE REPARO