MUTAGÊNESE Caps. 6, 11 e 12 Thompson

FUNDAMENTO DNA  RNA  PROTEÍNA

MUTAÇÃO Qualquer alteração permanente no DNA, isto é, uma alteração da seqüência de nucleotídeos ou arranjo do DNA no genoma. É o processo pelo qual os genes mudam de uma forma alélica para outra.

Mutação As mutações podem levar à perda de função de um gene ou a uma nova função. A alteração de um nucleotídeo, ou mutação, no gene pode levar à formação de uma proteína variante, passível de ter propriedades distintas em conseqüência de sua estrutura alterada.

Classificação das mutações Quanto a origem Espontâneas (10-9 – 10-10) Induzidas (agentes mutagênicos) Quanto ao tipo celular Somáticas (mosaicismo, câncer) Germinativas (doenças genéticas clássicas)

As mutações nas células da linhagem germinativa podem ser transmitidas à prole, mas as somáticas não.

Classificação das mutações Quanto a adaptabilidade Benéficas Neutras (polimorfismos) Deletérias (doenças genéticas, câncer)

CÓDIGO GENÉTICO

Classificação das mutações Quanto ao nível Cromossômicas Alterações numéricas Alterações estruturais Gênicas Mutações de ponto Deleções e duplicações

Classificação geral dos mecanismos mutacionais Substituições de Nucleotídeos (mutações de ponto) Deleções e inserções pequenos segmentos grandes segmentos

Substituição de nucleotídeos Mais freqüente Classificação Transições: AG, CT (63%) Transversões: purina  pirimidina (37%)

BASE MOLECULAR E BIOQUÍMICA DAS DOENÇAS GENÉTICAS Mutação  proteína alterada  função anormal  doença

FENILCETONÚRIA (PKU) Distúrbio AR no metabolismo da fenilalanina  mutação da enzima fenilalanina –hidroxilase, que converte fenilalanina em tirosina Acúmulo de fenilalanina lesando o SNC em desenvolvimento Gene 12q22-24 (4 mutações) Triagem neonatal

MUTAÇÃO MISSENSE (sentido trocado) Códon especifica um aminoácido diferente e não funcional. Ex.: anemia falciforme (hemoglobina falcêmica Hb S)

Anemia falciforme

MUTAÇÃO MISSENSE (sentido trocado) Hemoglobinopatia S

Anemia falciforme Alteração de 1 dos 146 aa da -globina  6 Glu Val (A T) Hemácias adquirem forma de foice sob baixas condições de oxigênio Anemia, atraso no crescimento, esplenomegalia, infecções repetitivas...

Anemia falciforme Heterozigotos: são normais clinicamente, porém, hemácias sofrem afoiçamento. África: 25% heterozigotos  frequência alta devido a maior resistência dos heterozigotos à malária (mais adaptados do que os dois homozigotos).

Mutações nonsense (sem sentido) Geram um códon de parada Neurofibromatose tipo 1 (NF1) – 17q11.2

NF1 Manchas café com leite na pele, tumores cutâneos, risco de tumores malignos. 1/3000 a 1/5000 Autossômica dominante Gene 17q11.2

Mutações “RNA splicing” Hexoaminidase A Pré mRMA  mRNA sítios de splicing: 5’ GT-----AG 3’ (doador) (aceptor) Spliceossomo

Deleções e inserções Envolvendo pequeno número de bases Mutações “Frame Shift” Deleções ou inserções de codons Grandes deleções e inserções Deleções ou duplicações de genes Mecanismos: Crossing Over desigual Recombinação não-homóloga Retrotransposição

Mutações “Frame Shift” Alteram o quadro de leitura O número de bases inseridas ou deletadas não é multiplo de 3.

Inserção de uma base

Deleções ou inserções de codons Proteínas com deleções ou inserções de aminoácidos

“Grandes” deleções e inserções Causas comuns para algumas doenças e raras para outras 5% das doenças ligadas ao X são grandes deleções Ictiose ligada ao X (Esteróide sulfatase) – 84% Distrofia muscular Duchenne – 60% Alfa-talassemia Homens 46,XX

Crossing Over desigual e recombinação não-homóloga Influência de elementos repetitivos Duplicons Seqüências Alu

REPARO DE DNA SÉRIE DE MECANISMOS QUE AJUDAM A MANTER A INTEGRIDADE DO GENOMA

Ex. 1: Reparo de DNA por Excisão de Nucleotídeos (NER) em mamíferos

Ex. 2: NER em bactérias

Xeroderma pigmentoso Doença resultante do defeito em um dos genes XP que codificam para proteínas envolvidas no reparo de DNA

Xeroderma pigmentoso