Mutação e Reparo Edgar Bione
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.