Alterações do material genético
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Sumário
1 - Mutações
1.1 - O que são?
1.2 - Como/ Quando/ Onde / ocorrem?
1.3 - Tipos de mutações e exemplos:
1.3.1.- génicas;
1.3.2.- cromossómicas.
1.4 - Causas das mutações.
2 - Fundamentos da Engenharia Genética
2.1. - “Ferramentas” e metodologia dos processos
biotecnológicos envolvidos na manipulação do DNA.
2.2. - OGM ou seres transgénicos - Aplicações e Implicações.
2.3. - Outras aplicações – saúde e justiça
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1 - Mutações
1.1. O que são?

São alterações ou modificações súbitas,
espontâneas, em genes ou cromossomas,
podendo acarretar variação hereditária.

As mutações podem ser génicas quando
alteram a estrutura do DNA, num determinado
gene, ou cromossómicas quando alteram a
estrutura ou o número de cromossomos.
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1 - Mutações
1.1. Como ocorrem?



As mutações podem ocorrer espontâneamente ou ser
induzidas. Podem ser silênciosas, não alterar a proteína ou
a sua acção, 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.
Agentes internos ou externos causam alterações nos genes
ou nos cromossomas – MUTAÇÕES (ex: anemia falciforme,
trissomia 21)

Tecnologia permite alterar o genoma dos indivíduos –
ENGENHARIA GENÉTICA (ex: gene da insulina é inserido em bactéria
- OGM)
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1 - Mutações
1.2. Quando ocorrem?

Quando da divisão celular (mitose ou meiose),
por erros da replicação de DNA .

Quando da separação de cromossomas ou de
cromatídeos, durante uma divisão celular
(meiose ou mitose), devido a erros
relacionados com a individualização dos
cromossomas, por exemplo no crossing-over.
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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.
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1 - Mutações
1.3.1. 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.
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1 - Mutações
1.3.1. 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 um alelo, uma nova versão,
do gene alterado.
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1.3.1. Mutações génicas

Substituição
 ocorre a troca de
um ou mais pares
de bases.
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1.3.1. Mutações génicas
● O alelo para a
hemoglobina S (cadeia β )
é recessivo.
● Os indivíduos
heterozigóticos (HbAHbS),
portadores, são resistentes
à malária.
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1.3.1. Mutações génicas

Inserção e
delecção
 acontece quando um
ou mais nucleótidos
são adicionados ou
removidos,
respectivamente, ao
DNA, modificando a
sequência de leitura
da molécula durante a
replicação ou a
transcrição.
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1.3.2. Mutações cromossómicas
 Também
chamadas de aberrações
cromossómicas, são alterações na estrutura
ou no número de cromossomas normal da
espécie.
 Podem ocorrer nos autossomas ou em
cromossomas sexuais.
 Podem provocar anomalias e mal formações
no organismo ou até a inviabilidade dele.
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Estruturais
Deleção
Duplicação
Inversão
Translocação
Numéricas
Aneuploidias
Poliploidias
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1.3.2. 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 delecção, duplicação,
translocação ou inversão de partes de
cromossomas.
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Estruturais

Delecção / duplicação
/ inversão
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Estruturais

Translocação
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Estruturais

Síndroma do “Grito do gato” – exemplo de delecção
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1.3.2. Mutações cromossómicas
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 cromossoma a
menos (monossomia); um cromossoma a mais (trissomia), dois ou mais cromossomas
a mais (polissomia) ou sem os dois cromossomas de um determinado par (nulissomia).

Poliploidias – os erros multiplicam o conjunto de todos os
cromossomas. Formam-se indivíduos cujas células possuem múltiplos de n
cromossomas: 3n (triplóides), 4n (tetraplóides), (…).
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
- Como se originam as aneuploidias?
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
Trissomia 21 (Síndroma de Down) – Aneuploidia autossómica
 É a mais comum entre os nados-vivos.
A carga genética superior ao normal conduz a várias modificações fenotípicas – síndroma: forma dos olhos muito
característica, baixa estatura, boca pequena, atraso mental c/ grau variável, malformações cardíacas, esterilidade
habitual nos rapazes, …. Têm também uma esperança de vida inferior ao normal.
A ocorrência aumenta com a da idade da mãe:
- 0,5 - 1 caso / 1000 nascimentos qdo a mãe tem entre 20-29 anos a
- 15 - 17,5 casos / 1000 nascimentos qdo a mãe tem 46 ou mais anos.
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
Outras Aneuploidias autossómicas:
● Trissomia 18 (47, XX +18 ou 47, XY +18) – Síndroma 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
01/2010
1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
Síndroma de Klinefelter (47, XXY) – Aneuploidia (Trissomia)
heterossómica
Testiculos 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
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1.3.2. Mutações cromossómicas
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
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
Anomalias gaméticas que justificam algumas Aneuploidias heterossómicas
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
 POLIPLOIDIA - Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só
é viável como pode conduzir a fenómenos de especiação.
Como surge?
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1.3.2. Mutações cromossómicas
Numéricas
 POLIPLOIDIA – Origem
do Trigo do pão
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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. Qdo o equilíbrio entre a mutagénese e a reparação se
rompe surge a mutação.
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1.4. Causas
● As mutações espontâneas ocorrem com freqª muito reduzida
● Qdo a exposição é prolongada ou a intensidade dos agentes mutagénicos é elevada,
aumenta a frequência das mutações.
● 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)
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1.4. Causas
- mutação e cancro
●Alguns
agentes mutagénicos provocam mutações em
genes envolvidos no controlo da divisão celular sendo
responsáveis pelo aparecimento de cancro (tumor ou
neoplasia maligna).
São pois, também, agentes carcinogénicos.
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1.4. Causas
- mutação e cancro
PROTO-ONCOGENES
(genes envolvidos na síntese de proteínas que estimulam e controlam o crescimento e divisão
celular. Estão inactivos em células que não se dividem.)
Agentes mutagénicos
ONCOGENES
(gene mutado responsável pela síntese de proteínas com maior actividade estimulando
anormalmente a divisão celular)
Cancro
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1.4. Causas
- mutação e cancro
GENES SUPRESSORES TUMORAIS / anti-oncogenes
(genes envolvidos na síntese de proteínas que bloqueiam e controlam a divisão celular.
Estão normalmente activos.)
Agentes mutagénicos
Gene mutado incapaz de bloquear a divisão celular que se realiza descontroladamente
Cancro
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Biotecnologia
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Adaptado ( Adriano Cardoso
ESNA – Dez. 2005)
 Jan. 2010
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