Mutação e Reparo do DNA Agradecimentos: Profa. Dra. Aline Maria da Silva Instituto de Química- USP Bibliografia: Genes VII - Benjamin Lewin Biologia Molecular Básica-Arnaldo Zaha Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)

Mutação do DNA Modificação súbita e hereditária no genoma não explicável pela recombinação da variabilidade genética pré-existente. Aberrações cromossômicas Mudanças em genes individuais Mutações Espontâneas: Frequência Baixa Mutações Induzidas: Causadas por agentes mutagênicos

Formas tautoméricas das bases do DNA

Mutação do DNA Mutações em uma única base do DNA: Mutações de ponto Modificações químicas diretamente nas bases Erros ocorridos na replicação (pareamento incorreto de bases) Tipos de mutações de ponto: Transições (GC AT) Transversões (ATTA ou CG) Deleções Inserções

Mutações induzidas por modificação química de uma base do DNA Ácido Nitroso provoca desaminação da citosina

Mutação induzida pela incorporação de análogos das bases 5-bromouracil é um análogo da Timina, que normalmente pareia com a Adenina, mas o tautomero enol do 5-BrU pareia com a guanina, causando a transição AT GC

Modificações nas bases provocam distorções na estrutura do DNA

Metilação por metil-nitrosoguanidina

Replicação

Reparo de bases alquiladas

Hot spots: Pontos que concentram mutações Mutações espontâneas no gene lacI de E. coli

Teste de Ames para avaliar potencial carcinogênico de drogas baseando-se em seu potencial mutagênico Cepa deSalmonella typhimurium incapaz de crescer na ausência de histidina his- (a) meio sem histidina (pouco crescimento,mutações espontâneas) (b, c, d) disco no centro da placa contendo agente mutagênico em diferentes concentrações.Diluição até doses subletais aumentam a frequência de mutação Em alguns casos mistura-se extrato de fígado ao meio para garantir metabolização prévia do agente em teste

Sítios contendo metil-citosina comportam-se com hot spots para mutações espontâneas A metil-citosina, sofre desaminação espontânea (amino  ceto) que converte a a metil citosina em timina, causando a transição CG TA

Nem todas as mutações provocam alteração detectável no fenótipo Mutações silenciosas: não causam troca do aminoácido troca não afeta a atividade da proteína

Mutações que alteram a fase (quadro) de leitura

Mecanismos de reparo corrigem danos no DNA

Reparo Endonuclease AP DNA polimerase I DNA Ligase

Mecanismos de Reparo: Reparo direto ( ex: Fotoreativação de dímeros de pirimidinas pela fotoliase, enzima ativada por luz visível) Reparo por excisão de nucleotídeos Reparo de bases pareadas incorretamente (mismatch repair/correção de erro)

Reparo por fotoreativação enzimática. Dímero de timina é desfeito pela fotoliase, enzima ativada por luz visível

Reparo por excisão

Sistema Uvr de E.coli O complexo UvrA/UvrB é capaz de reconhecer distorções na estrutura do DNA provocadas por dímeros de pirimidinas, adutos químicos, etc.

Metilação da adenina no sítio GATC identifica qual a fita é a parental

Reparo para correção de erro Correção de erros que escapam da atividade revisora da DNA polimerase durante a replicação Metilação garante que a fita a ser reparada seja a fita filha

Reparo para correção de erro Complexo de enzimas para correção de erros (mutS reconhece o pareamento incorreto, e transloca até o sítio GATC metilado. MutH cliva a fita não metilada e endonucleases degradam um trecho desta fita)