Alterações do material genético

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INTRODUÇÃO

Agentes internos ou externos causam alterações nos genes ou nos cromossomos – 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

São alterações ou modificações súbitas, espontâneas, em genes ou cromossomas, podendo acarretar variação hereditária.

As mutações podem ser gênicas quando alteram a estrutura do DNA, num determinado gene, ou cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos.

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1 - MUTAÇÕES

O que são?

As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua ação. Podem ainda 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. 4

1 - MUTAÇÕES

Onde / Como ocorrem?

Por erros na replicação de DNA que antecede uma divisão celular (mitose ou meiose).

Por erros relacionados com a individualização dos cromossomos, por exemplo no crossing-over, na separação de cromossomas ou de cromatídeos, durante uma divisão celular (meiose ou mitose)

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1 - MUTAÇÕES

Onde ocorrem?

Nas células somáticas (durante a mitose) refletindo-se nas células, desse indivíduo, descendentes da que sofreu a mutação (ex: tumores).

Na formação dos gametas (meiose) - células da linhagem germinativa - e serão transmitidas hereditariamente.

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MUTAÇÕES GÊNICAS

As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e consequentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo.

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MUTAÇÕES GÊNICAS

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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MUTAÇÕES GÊNICAS

Substituição

ocorre a troca de um ou mais pares de bases.

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MUTAÇÕES GÊNICAS

Inserção e deleção

acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ou removidas, respectivamente, ao DNA, modificando a sequência de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição.

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS

Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos normal da espécie.

Podem ocorrer nos autossomos ou em cromossomos sexuais.

Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele.

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS

Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, podendo ocasionar a perda de genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um ou mais genes.

Podem acontecer por deleção, duplicação, translocação ou inversão de partes de cromossomos.

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS

Deleção / duplicação / inversão

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS

Translocação

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS

Síndrome do “Grito do gato” – exemplo de deleção

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS 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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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS - COMO SE ORIGINAM AS ANEUPLOIDIAS?

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS TRISSOMIA 21 (SÍNDROME DE DOWN) – ANEUPLOIDIA AUTOSSÔMICA

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É a mais comum entre os nados-vivos.

· A carga genética superior ao normal conduz a várias modificações fenotípicas – síndrome: forma os olhos mto característica, baixa estatura, boca pequena, atraso mental c/ grau variável, malformações cardíacas, esterilidade habitual nos rapazes, …. Têm tb 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.

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS OUTRAS ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS:

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● Trissomia 18 (47, XX +18 ou 47, XY +18) – Síndrome 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) – Síndrome de Patau

- elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida;

- ocorrência: 1 / 20.000 nascimentos

MUTAÇÕES CROMOSSÓMICAS NUMÉRICAS SÍNDROME DE KLINEFELTER (47, XXY) – ANEUPLOIDIA (TRISSOMIA) HETEROSSÔMICA

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· 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

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS SÍNDROME DE TURNER (45,X0)– ANEUPLOIDIA (MONOSSOMIA) HETEROSSÔMICA

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· 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

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS ANOMALIAS GAMÉTICAS QUE JUSTIFICAM ALGUMAS ANEUPLOIDIAS HETEROSSÔMICAS

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MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS

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POLIPLOIDIA - Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só é viável como pode conduzir a fenómenos de especiação.

Como surge?

CAUSAS

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● 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. Quando o equilíbrio entre a mutagénese e a reparação se rompe surge a mutação.

CAUSAS

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● A exposição a agentes mutagénicos é, em alguns casos, natural e inevitável, como a exposição a fontes naturais de radiação solar, radioatividade de minerais, (…) mas, a intensidade com que atingem os organismos provoca baixo número 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)

● As mutações espontâneas ocorrem com frequência muito reduzida

● Quando a exposição é prolongada ou a intensidade dos agentes mutagênicos é elevada, aumenta a frequência das mutações.