MUTAÇÃO

O material genético de um microrganismo, seja ele DNA ou RNA, pode ser modificado permanentemente e essa modificação, que é então capaz de se transmitir aos descendentes, é chamada de Mutação. O resultado é o aparecimento de um indivíduo mutante distinguível do tipo original em uma ou mais características genéticas. Tipos de mutações: - mutação espontânea - mutação induzida - mutações ou aberrações cromossômicas (numéricas ou estruturais) - mutações gênicas ou de ponto (transição, transversão, adição ou depleção)

Mutações espontâneas: - tautomerismo de bases: o estado tautomérico se refere à localização de um próton, cuja posição pode variar. De acordo com a posição desse próton, as propriedades de pareamento de nucleotídeos são alteradas. - ‘hot spots’: dentro de um gene podem ocorrer ‘pontos quentes’ (‘hot spots’), que são sítios que mutam muito mais que os outros. Podem ser por modificações em uma base nitrogenada (desaminação de bases) ou pela existência de sequências repetidas próximas, no mesmo gene.

Taxa média de mutação de um gene = 10e-6 Gene médio tem cerca de 1000 pares de bases Portanto: taxa de mutação de 10e-9, ou, uma mutação nesse gene em 10e9 células. Nem todas as mutações são fenotipicamente detectáveis, pois elas podem levar à letalidade ou à modificação, as quais não alteram as funções da proteína codificada por este gene = mutações silenciosas, crípticas ou de mesmo sentido (missense) Presença de DNAs-polimerases alteradas (mecanismo de reparo) Presença de genes que, no interior da célula, produzem agentes mutagênicos que interferem na síntese ou modificam o DNA Tranposons

Transposons são segmentos de DNA que se movem para diferentes posições no genoma de uma célula. Nesse processo, eles podem: - causar mutações - aumentar (ou diminuir) a quantidade de DNA no genoma São também chamados de ´genes saltadores´. Muitos transposons se movem através de um processo ´cortar e colar´: o transposon é cortado e inserido num outro local. Esse processo requer uma enzima – a transposase – que é codificada dentro dos transposons. Ela se liga às duas extremidades do transposon, que consiste de repetições invertidas.

Em bactérias, alguns transposons carregam – além do gene para a Transposase – genes para uma ou mais proteínas que conferem Resistência a antibióticos. Quando tal transposon é incorporado num Plasmídio, ele pode deixar a célula hospedeira e se mover para Outra. A transposição nesses casos ocorre através do mecanismo ´copiar e colar´. Requer uma enzima adcional – a revolvase – que é Também codificada no transposon. O transposon original permanece No local original enquanto a sua cópia é inserida num novo local.

Mutações induzidas: - radiações ionizantes: raios X e raios gama são altamente mutagênicos, através de depleções terminais ou intersticiais. - luz ultravioleta: causa mutações gênicas e cromossômicas. Provoca a formação de dímeros de pirimidina no DNA, que são então ligadas por um anel ciclobutano. A maioria dos dímeros é de timina (50%), seguindo-se os de timina-citosina (40%) e os de citosina (10%).

Mecanismos de reparo após luz UV Fotorreativação: após irradiação, se uma bactéria for colocada em presença de luz visível, os dímeros formados por luz UV são monomerizados por rompimento do anel ciclobutano. Existe uma enzima (fotoliase) que é ativada por luz visível que faz este trabalho. Mutantes Phr- não possuem a enzima ativa e portanto, não Monomerizam os dímeros

Reparo por excisão (dark repair): nesse caso, os dímeros de pirimidina são removidos por quebras feitas por endonucleases em regiões próximas aos dímeros, seguida da retirada de um segmento de DNA, contendo o dímero, feita por exonucleases. Em seguida, ocorre uma nova síntese de DNA na região extirpada, utilizando como molde a outra fita de DNA (DNAs-polimerases). Finalmente, outra enzima, a polinucleotídio ligase, codificada pelo gene lig A, junta o pedaço recém-sintetizado ao outro. Células Hcr- não têm seus dímeros retirados após irradiação. Enquanto Hcr+ dão 0,4 mutantes resistentes à estreptomicina por 10e7 células tratadas com 120 ergs/mm2 de irradiação, as Hcr- dão 200 mutantes. Outros mutantes, como UvrA, UvrB e UvrC também têm o sistema de reparo alterado.

Reparo após a duplicação do DNA: mutantes que afetam a recombinação são mais sensíveis à luz UV (recA, recB e recC). As mutações por luz UV são devidas a erros de reparo, quando falhas no DNA no fio complementar ao que possua o dímero são preenchidas. - Análogos de bases nitrogenadas: a 5-bromouracila (5-BU) pode se incorporar ao DNA, durante a duplicação, no lugar da timina. A maneira de ação da 5-BU ocorre ou por incorporação desta base análoga em lugar da timina e, no estado enólico, pareando-se com a guanina, ou já entrando no lugar da citosina e pareando-se com a guanina, passando em seguida ao estado normal (ceto) e pareando-se com a adenina.

- agentes alquilantes - agentes desaminantes - hidroxilamina - agentes intercalantes