Mutação e Reparo

Edgar Bione

Características do material genético:

Fonte estável de informação. Capacidade de se replicar com exatidão. Capacidade de sofrer mudanças.

Mutação gênica Recombinação Elementos de transposição Rearranjos cromossômicos

Alterações numéricas Alterações estruturais

Mutação: Modificação súbita e hereditária no genoma não

explicável pela recombinação da variabilidade genética pré-existente.

MutaçãoSilenciosa EspontâneaInduzida

Na seqüência de DNAEm um gene

No organismo

SomáticaGerminativa

Mutação somática ou germinativa:

Espontânea ou induzida:

Espontâneas: ocorrem sem causa conhecida, resultado de baixo nível de erros durante a replicação. São menos freqüentes e mais difíceis de se detectar.

Induzidas: resultam da exposição do organismo a agentes físicos e químicos que causam mudanças no DNA. Tais agentes são chamados de mutágenos.

Mutações espontâneas:

Mutações induzidas:Causadas por agentes físicos ou químicos - Mutágenos

Ácido Nitroso: promove reações de deaminação das bases.

Mutações induzidas:Agentes Alquilantes: adicionam grupos etil às bases, alterando o pareamento das mesmas.

Mutações induzidas:Agentes hidroxilantes: adicionam grupos -OH às bases alterando o seu pareamento.

Mutações induzidas:Radiações ionizantes e não-ionizantes: causam distorções na hélice de DNA.

Dímeros de pirimidina

UV: não-ionizante Raio X: ionizante

Diferentes tipos de mutação:

1. Mutações na seqüência de DNA Mutação de ponto

Transição Transversão

Inserção ou Deleção Varia de um par de bases a grandes trechos de

DNA. Inversão

Excisão de uma parte da dupla hélice seguida de sua reinserção na mesma posição mas em orientação inversa.

Uma purina por outra purina A GUma pirimidina por outra pirimidina T CTransição:

Transversão: Se a alteração for de uma purina para uma pirimidina ou vice-versa ( A ou G T ou C)

1. Mutações em um gene: Mutação silenciosa dentro de um gene

Mutação de sentido trocado

Mutação sem sentido

Diferentes tipos de mutação:

Stop códon

Conseqüências das mutações:

A maioria das mutações é neutra:

A maior parte do genoma não está relacionada a codificação e regulação gênica.

Mutações em regiões gênicas e/ou regulatórias:

Podem alterar o fenótipo. Quando alteram o fenótipo, geralmente são deletérias

e recessivas.

Reparo:

Reversão direta do DNA danificado

Reverte diretamente a lesão, regenerando a base original

Ex: fotorreparo:Dímeros de pirimidina são formados pelos raios UV.Atuação da enzima fotoliase.

Reparo por excisão:Remoção e substituição de seqüências inteiras.

Podem ser de dois tipos:

3. Excisão de bases

6. Excisão de nucleotídeos

Excisão de bases:

Enzimas importantes:• DNA glicosilases: cortam ligações

base-açúcar, gerando sítios apurínicos ou apirimídicos.

• AP endonuclease: corta a estrutura açúcar-fosfato sem base nitrogenada.

• Exonucleases: remove um trecho de unidades açúcar-fosfato.

• DNApol: preenche o espaço com nucleotídeos complementares ao outro filamento.

• DNA ligase: liga as pontas recém sintetizadas.

Excisão de nucleotídeos

• Corrige danos que as glicosilases são incapazes de remover.

• Detecta distorções na dupla-hélice causadas pela presença de uma base anormal.

etapas:

7. É feito um corte do segmento que contém o dano.

8. O segmento é removido.9. A DNApol sintetiza novos

nucleotídeos de acordo com o molde.

10. A ligase une as pontas recém sintetizadas.

Reparo em Bactéria: Dimerização de UvrA (ATP) e formação de complexo com

UvrB. Heterotrímero A2B se liga ao DNA e procura distorções

graças à sua fraca atividade helicase 5’ 3’.→ Ao encontrar uma lesão, UvrA se dissocia e UvrB induz

uma desnaturação parcial da região lesada. Uma UvrC é ligada e o complexo UvrB-C faz duas incisões

na fita danificada. UvrC promove incisão à 8 nucleotídeos na porção 5’ e UvrB promove outra incisão à 4-5 nucleotídeos na porção 3’.

A UvrD (helicase 3’ 5’) e a → DNA pol I removem o fragmento de 12-13 nucleotídeos danificado. UvrB e C são liberados.

A DNA pol I sintetiza a nova fita e a DNA ligase a sela.

Libera ~28 nucleotídeosLibera ~12 nucleotídeos

> 18 polipeptídeos4 polipeptídeos

TFIIHUvrD

XPF, ERCC1UvrC

XPA (reconhece o dano) e XPG (cliva)UvrB

RPA, TFIIHUvrA

MamíferosBactérias

Reparo em eucariotos:

Complexo de mais de 20 polipeptídeos diferentes.

Atuação:3. Reconhece o DNA danificado.4. Remove cerca de 30 nucleotídeos

ao redor do nucleotídeo danificado.5. Preenche o espaço de acordo com a

complementaridade de bases.6. Repara preferencialmente o

filamento molde.