Reparo de DNA

SISTEMA DE REPARO DE DNA

MutaçõesMutações

São modificações súbitas no São modificações súbitas no DNADNASão hereditáriasSão hereditáriasFonte básica de toda Fonte básica de toda variabilidade genética variabilidade genética Matéria-prima para a evoluçãoMatéria-prima para a evoluçãoAtuam diretamente no DNA. Atuam diretamente no DNA.


TiposTipos

Aneuploidias → mudanças no número cromossômico.Aneuploidias → mudanças no número cromossômico.Aberrações cromossômicas → mudanças grosseiras na Aberrações cromossômicas → mudanças grosseiras na estrutura dos cromossomos.estrutura dos cromossomos.Mudanças dos genes individuais.Mudanças dos genes individuais.

Alterações estruturais nos cromossomasAlterações estruturais nos cromossomas

MutaçõesMutações Mutação silenciosa:Mutação silenciosa:Códon com 1 base alterada ainda codifica o mesmo AA;Códon com 1 base alterada ainda codifica o mesmo AA; Mutação com perda de sentido:Mutação com perda de sentido:Códon com 1 base alterada codifica um AA diferente;Códon com 1 base alterada codifica um AA diferente; Mutação sem sentido:Mutação sem sentido:Códon com 1 base alterada se torna um dos códons de terminação;Códon com 1 base alterada se torna um dos códons de terminação;


TiposTipos

Mutações espontâneas - resultam de funções celulares Mutações espontâneas - resultam de funções celulares normais ou interações aleatórias com o ambiente.normais ou interações aleatórias com o ambiente.

Mutações induzidas - podem ser aumentadas pelo tratamento Mutações induzidas - podem ser aumentadas pelo tratamento com determinados compostos (agentes mutagênicos com determinados compostos (agentes mutagênicos

Mutações espontâneasMutações espontâneas

Mutações induzidasMutações induzidas

Mecanismos de reparo

Reversão direta da lesão no DNAReversão direta da lesão no DNA

A lesão é reparada imediatamenteA lesão é reparada imediatamente

Funciona milhões de vezes ao mesmo tempoFunciona milhões de vezes ao mesmo tempo

Repara lesões causadas por luz e produtos químicosRepara lesões causadas por luz e produtos químicos

Fotorreativação

Fotorreativação

FotorreativaçãoReparação por Fotorreatividade Enzimática

Dímeros de pirimidina → impedem a replicação e a expressão gênica

• Fotoliase → catalisa uma 2ª reação fotoquímica, na presença de luz visível, desfazendo a mutação e refazendo as bases pirimídicas individuais.

ETAPAS

1ª → reconhecimento da enzima ao dímero na ausência de luz.2ª → após a absorção de luz, energia é fornecida para a conversão do dímero em monômeros de pirimidina.3ª → dissociação da enzima do DNA.

Reparo de bases alquiladas Ocorre quando há a adição de radicais alquila –principalmente

o grupo metil - no material genético. Ação de enzimas específicas: O6-Metilguanina-metiltransferase Não há meios de recuperar a enzima metilada (necessidade de novas enzimas para cada grupamento metil removido).

CH3-Cys-Enzima

Reparo de bases alquiladas

Reparo por excisão no DNAReparo por excisão no DNA

Retirada de partes do DNA que estão lesionadasRetirada de partes do DNA que estão lesionadas

Reparo da estrutura do DNAReparo da estrutura do DNA

Reparo por excisão de baseReparo por excisão de base

A citosina do DNA é desaminada espontaneamente sendo, portanto, percebida pela enzima uracil-DNA-glicosilase.

• É um evento mutagênico potencial - formação de filamento apresentando pares de bases errôneos (AU no lugar de GC)

■ Etapas de reparo

1. Hidrólise da ligação glicosídica entre uracil e as moléculas de desoxirribose pela enzima uracil-DNA-glicosilase

2. Liberação da base nitrogenada errônea (formação do sítio AP)3. Excisão da cadeia em regiões adjacentes à base perdida pela enzima AP

endonuclease



Reparo por excisão de nucleotídeosReparo por excisão de nucleotídeos■ Um dos mais importantes e gerais mecanismos de reparo (REN)

ETAPAS

1. Reconhecimento da lesão2. Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão e a alguma distância

desta3. Excisão do segmento (oligonucleotídeo) contendo a lesão4. Síntese de um novo segmento de DNA utilizando a fita não-danificada como

molde5. Ligação

Reação, a princípio, livre de erro

Reparo por excisão de nucleotídeos

Reparo de nucleotídeos malpareadosReparo de nucleotídeos malpareados

Algumas bases incorretamente pareadas escapam da correção realizada pela DNA-polimeraseRemoção de bases mal pareadas → Qual das fitas contém o erro? Qual das bases é a errada?

■ Um dos mais importantes e gerais mecanismos de reparo (REN) → enzima de correção de erro

Reparo de nucleotídeos malpareadosReparo de nucleotídeos malpareados ETAPAS1. Reconhecimento da lesão2. Incisão da fita lesada em ambos os lados da lesão e a alguma distância

desta3. Excisão do segmento (oligonucleotídeo) contendo a lesão4. Síntese de um novo segmento de DNA utilizando a fita não-danificada

como molde5. Ligação

Um sinal que direciona o sistema de excisão do erro exclusivamente para a fita recém-sintetizada → seqüências GATC próximas ao erro

Reparo de bases malpareadas

Reparo de bases malpareadas

Reparo pós replicaçãoReparo pós replicação

Reparo por recombinação gênica

Reparo por recombinação gênica

Reparo sujeito a erro – error prone Existem ocasiões em que o dano no DNA é tão extremo que não há maneira de os mecanismos celulares de reparo corrigirem de forma precisa o erro

Perda completa de um par de bases

Qual base deve ser inserida no local lesado?

■ Sistema de Reparo Sujeito ao ErroQualquer uma das bases é inserida no local lesado a fim de garantir a continuidade do processo replicativoÉ um possível indutor mutagênico (3/4 – 75%)Ainda assim, é mais vantajoso para a célula a incorporação de uma base errada do que não replicar mais.

Reparo sujeito a erro – error prone

Doenças causadas por deficiência no reparo do DNADoenças causadas por deficiência no reparo do DNA





Dano no DNA Agente causador do danoDano no DNA Agente causador do dano

TardígradosTardígrados

A Criptobiose é um estado de latência que pode ser presenciado em alguns animais, quando se encontram em condições adversas do meio-ambiente (temperaturas extremas, baixa umidade, entre outros). No estado criptobiótico, todos os procedimentos metabólicos param.



Ursos d’água, conhecidos pelos cientistas como tardígrados, são criaturas Ursos d’água, conhecidos pelos cientistas como tardígrados, são criaturas microscópicas do filo microscópicas do filo TardigradaTardigrada que podem sobreviver a qualquer coisa: que podem sobreviver a qualquer coisa: congelamento, desidratação total, radiação e até mesmo ao vácuo do congelamento, desidratação total, radiação e até mesmo ao vácuo do espaço profundo.espaço profundo.


A maioria dos animais tem menos de 1% de DNA exógeno em seus A maioria dos animais tem menos de 1% de DNA exógeno em seus genomas, mas 17,5% do DNA dos tardígrados é exógeno, ou seja, é genomas, mas 17,5% do DNA dos tardígrados é exógeno, ou seja, é desconhecida ao organismo deles.desconhecida ao organismo deles.



Os pesquisadores afirmam que os Os pesquisadores afirmam que os tardígrados conseguem 6 mil tardígrados conseguem 6 mil genes exógenos de bactérias, genes exógenos de bactérias, plantas, fungos e archaea, por plantas, fungos e archaea, por meio da transferência horizontal de meio da transferência horizontal de genes. Muitos dos genes que os genes. Muitos dos genes que os tardígrados “emprestaram” de tardígrados “emprestaram” de plantas e bactérias estão plantas e bactérias estão relacionados com a tolerância ao relacionados com a tolerância ao estresse e reparo do DNA.estresse e reparo do DNA.


Transferência horizontal Transferência horizontal

de genesde genes

TardígradosTardígradosTransferência horizontal de genesTransferência horizontal de genes


Quando os tardígrados estão em condições extremas de estresse, seu DNA Quando os tardígrados estão em condições extremas de estresse, seu DNA se quebra. se quebra.

Quando a célula se hidrata novamente, a membrana e o núcleo, onde fica o Quando a célula se hidrata novamente, a membrana e o núcleo, onde fica o DNA, ficam esburacados, permitindo que outras moléculas grandes passem. DNA, ficam esburacados, permitindo que outras moléculas grandes passem.

O animal consegue consertar seu próprio DNA, criando um mosaico de O animal consegue consertar seu próprio DNA, criando um mosaico de genes que vêm de diferentes espécies. genes que vêm de diferentes espécies.

Cada vez que um desses animais sobrevive a uma forma de estresse, Cada vez que um desses animais sobrevive a uma forma de estresse, consegue pegar mais genes que podem ajudá-lo a recuperar-se desse consegue pegar mais genes que podem ajudá-lo a recuperar-se desse estresse. estresse.


http://pt.wikihow.com/Encontrar-e-Cuidar-de-um-Tard%C3%ADgrado-http://pt.wikihow.com/Encontrar-e-Cuidar-de-um-Tard%C3%ADgrado-(Urso-D'%C3%A1gua) (Urso-D'%C3%A1gua)

http://tardigradehunters.weebly.comhttp://tardigradehunters.weebly.com


http://en.wikipedia.org/wiki/Tardigradahttp://en.wikipedia.org/wiki/Tardigradahttp://tardigrades.bio.unc.edu/http://tardigrades.bio.unc.edu/http://www.iwu.edu/~tardisdp/tardigrade_facts.htmlhttp://www.iwu.edu/~tardisdp/tardigrade_facts.htmlhttp://www.microscopy-uk.org.uk/mag/indexmag.html?http://http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/indexmag.html?http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artmay99/dwbear.htmlwww.microscopy-uk.org.uk/mag/artmay99/dwbear.html

TardígradosTardígrados1Encontre um lugar com musgo, como uma floresta, próximo a um lago ou até no seu jardim!1Encontre um lugar com musgo, como uma floresta, próximo a um lago ou até no seu jardim!2 Esteja certo de que o musgo ou líquen que você está pegando esteja úmido, assim terá melhores chances 2 Esteja certo de que o musgo ou líquen que você está pegando esteja úmido, assim terá melhores chances de encontrá-los.de encontrá-los.3 Colete uma amostra de musgo ou líquen com pinças e coloque ela em uma placa de Petri.3 Colete uma amostra de musgo ou líquen com pinças e coloque ela em uma placa de Petri.4 Encharque o musgo completamente de modo que haja um centímetro de água destilada ou da chuva na 4 Encharque o musgo completamente de modo que haja um centímetro de água destilada ou da chuva na placa. Isto vai fazer com que os ursos d’água fiquem ativos. Deixe descansando de 8 a 23 horas.placa. Isto vai fazer com que os ursos d’água fiquem ativos. Deixe descansando de 8 a 23 horas.5 Esprema a água do musgo na placa.5 Esprema a água do musgo na placa.6 Com a água ainda na placa, olhe-a pelo microscópio.6 Com a água ainda na placa, olhe-a pelo microscópio.Se houver um urso d’água, você ganhou o prêmio. A placa de Petri pode ser a casa dele.Se houver um urso d’água, você ganhou o prêmio. A placa de Petri pode ser a casa dele.Caso contrário, troque a água e tente novamente com uma peça diferente de musgo até você achar um.Caso contrário, troque a água e tente novamente com uma peça diferente de musgo até você achar um.7 Ursos d’água comem musgo. Coloque musgo na placa uma vez ao mês.7 Ursos d’água comem musgo. Coloque musgo na placa uma vez ao mês.8 Ursos d’água também comem nematoides, pequenos vermes que também vivem no musgo. Tente 8 Ursos d’água também comem nematoides, pequenos vermes que também vivem no musgo. Tente encontrar bons musgos bem úmidos para o urso d’água, assim provavelmente haverá nematoides para ele encontrar bons musgos bem úmidos para o urso d’água, assim provavelmente haverá nematoides para ele também.também.9 Troque a água da placa assim que ela secar.9 Troque a água da placa assim que ela secar.

Você pode olhar o musgo que colher pelo microscópio para ver se há nematoides nele para seus ursos Você pode olhar o musgo que colher pelo microscópio para ver se há nematoides nele para seus ursos d’água comerem.d’água comerem.Isso pode ser um maravilhoso projeto de ciências!Isso pode ser um maravilhoso projeto de ciências!Depois de ter embebido o musgo, não deixe toda a água dentro. Se achar melhor, você pode drenar um Depois de ter embebido o musgo, não deixe toda a água dentro. Se achar melhor, você pode drenar um pouco dela.pouco dela.

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