MUTAGÊNESE
Prof. José Ferreira dos Santos
Depto. de Genética, CCB, UFPE
Variabilidade genética
Variabilidade genética
Variabilidade genética
Também somos variáveis
Até que ponto somos diferentes?
Ser diferente é problema?
Porque a variação só é admirada
em outras espécies?
Estase x Evolução
• A DNA polimerase é extremamente fiel
(1 erro a cada 3 bilhões de bases)
• Os organismos vivos apresentam
grande variabilidade genética
• Qual a fonte da imensa variabilidade da
vida?
Objetivos da aula
• Discutir o conceito de mutação;
• Classificar as mutações e discutir suas
origens e causas;
• Compreender as bases moleculares das
mutações;
• Verificar as conseqüências das mutações;
• Discutir os mecanismos celulares de
proteção contra mutações.
Mutações
Alterações herdáveis na seqüência de
nucleotídios do material genético.
• 1. Para simplificação, considera-se um gene
•
como uma seqüência linear de pares de
nucleotídios;
2. Cada seqüência de 3 nucleotídeos (trinca)
especifica um aminoácido, portanto, qualquer
mudança nesta seqüência é uma mutação.
Classificação das mutações
• 1. Quanto a Origem: Espontâneas
Induzidas
• 2. Quanto a Localização: Somáticas
Germinativas
• 3. Quanto a Expressão Fenotípica:
Substituição silenciosa
Sentido trocado
Sem sentido
Agentes mutagênicos
• 1. Físicos: Radiação UV, Radiação
ionizante (raios X, raios g e raios
cósmicos)
• 2. Químicos: Análogos de bases, agentes
alquilantes
Taxas de mutação
• 1.As taxas de mutações espontâneas são
extremamente baixas em todos os
organismos estudados;
• 2. Estas taxas variam consideravelmente
dependendo do organismo;
• 3. Na mesma espécie estas taxas variam
de gene para gene;
• 4. A taxa média de mutação espontânea é
de cerca de 10-5.
Taxas de mutação espontânea
em alguns organismos
Taxa de mutação
espontânea
Virus, Bactérias, Neurospora 10-8 (uma em 100 milhões
de divisões)
Organismo
Milho, Drosophila, Humanos
10-6 a 10-5 (entre uma em 1
milhão a uma em 100 mil
divisões)
Camundongos
10-5 a 10-4 (entre uma em
100 mil a uma em 10 mil
divisões)
Bases moleculares das
mutações
• 1. Mudanças tautoméricas: alterações
na estrutura química das bases (ceto-enol
para Guanina e Timina e imino-amino para
Citosina e Adenina);
• 2. Análogos de bases: substâncias
químicas que podem substituir as purinas
ou pirimidinas durante a síntese do DNA,
como a 5-bromouracila (5-BrU) e a 2aminopurina (2-AP);
Análogos
de bases
• 3. Agentes alquilantes: adicionam
grupos químicos às bases nitrogenadas
(Gás mostarda, EMS, EES);
Alquilação de base
• 4. Agentes intercalantes: intercalam-se
entre as bases do DNA, produzindo uma
distorção física, seguida de remoção e
erro na reparação (proflavina, acridina
orange).
Cromossomos de levedura visualizados com intercalação de
brometo de etídio sob luz UV, após separação em gel por
eletroforese de campo pulsado.
Tipos de mutações
1. Substituição de nucleotídio
• a) Transições: substituição de pirimidina
por pirimidina ou purina por purina;
• b) Transversões: substituição de
pirimidina por purina ou vice-versa.
2. Mudança de pauta de leitura
• a) Inserção de base
• b) Deleção de base
Mutação por
transição
EMA DIZ BOM DIA
Troca de
uma letra
EMA DAZ BOM DIA
EMA DIZ BOA DIA
EMA DIZ BOM DIZ
Perda
de uma
letra
Ganho de
uma letra
EMA IZB OMD IA
EMA ADI ZBO MDI A
Deleção
Inserção
Consequências das mutações
Hemoglobina S:
exemplo de
mutação
Detecção do potencial
mutagênico
1. Teste de Ames
Utiliza linhagens
especiais da bactéria
Salmonella
typhimurium. Uma
linhagem detecta
substituição de bases
e outras detectam
mudança de pauta de
leitura.
Teste de Ames
Detecção do potencial
mutagênico
2. Teste SMART em Drosophila
Utiliza linhagem especial de Drosophila
melanogaster para detectar alterações nas
estruturas de pelos das asas.
Mecanismos de reparação
• Fotorreativação
• Excisão de bases
• Excisão de nucleotídeos
• Pós-replicativos