Resultados da aprendizagem
- Identificar os principais tipos de mutações do ADN
Figura 1. A xerodermia pigmentosa é uma doença em que a dimerização da timina resultante da exposição aos raios UV não é reparada. A exposição à luz solar resulta em lesões cutâneas. (crédito: James Halpern et al.)
Um exemplo bem estudado de uma mutação é observado em pessoas afectadas pela xerodermia pigmentosa (Figura 1). Os indivíduos afectados têm uma pele altamente sensível aos raios UV do sol.
Quando os indivíduos são expostos aos raios UV, formam-se dímeros de pirimidina, especialmente os de timina; as pessoas com xeroderma pigmentoso não são capazes de reparar os danos. Estes não são reparados devido a um defeito nas enzimas de reparação por excisão de nucleótidos, ao passo que nos indivíduos normais, os dímeros de timina são excisados e o defeito é corrigido.As pessoas com xeroderma pigmentoso podem ter um risco mais elevado de contrair cancro da pele do que as pessoas que não têm a doença.
Tipos de mutações
Os erros durante a replicação do ADN não são a única razão pela qual surgem mutações no ADN. Mutações As mutações são variações na sequência de nucleótidos de um genoma, que também podem ocorrer devido a danos no ADN. Estas mutações podem ser de dois tipos: induzidas ou espontâneas. Mutações induzidas são as que resultam de uma exposição a produtos químicos, raios UV, raios X ou qualquer outro agente ambiental. Mutações espontâneas ocorrem sem qualquer exposição a um agente ambiental; são o resultado de reacções naturais que ocorrem no organismo.
Uma alteração na sequência de ADN pode afetar a forma como o ARNm que codifica a proteína é traduzido e, por conseguinte, a forma como a proteína se dobra - uma vez que as proteínas se dobram de acordo com a sequência dos seus aminoácidos.
Substituições
As mutações podem ter uma vasta gama de efeitos. Substituições , também conhecido como mutações pontuais As mutações nucleotídicas mais comuns são as substituições , em que uma base é substituída por outra. As substituições podem ser de dois tipos, transições ou transversões. Substituição de transição refere-se à substituição de uma purina ou pirimidina por uma base do mesmo tipo; por exemplo, uma purina como a adenina pode ser substituída pela purina guanina. Transversão de substituição refere-se à substituição de uma purina por uma pirimidina, ou vice-versa; por exemplo, a citosina, uma pirimidina, é substituída pela adenina, uma purina.
Algumas mutações pontuais não têm qualquer impacto num organismo; estas são conhecidas como mutações silenciosas No caso das mutações silenciosas, o par de bases substituído continua a fazer com que o códão global em que se insere codifique o mesmo aminoácido, devido à degenerescência do código genético. As mutações silenciosas devem-se normalmente a uma substituição na terceira base de um códão, conhecida como posição de oscilação que representa frequentemente o mesmo aminoácido que o códão original.
Existem algumas mutações pontuais que resultam na alteração do aminoácido que o códon codifica. Essas mutações pontuais podem resultar em dois resultados: uma mutação missense ou uma mutação nonsense. A mutação missense Uma vez que a estrutura de uma proteína é determinada pela sequência dos seus aminoácidos, isto pode resultar na dobragem da proteína numa forma diferente da pretendida e, por conseguinte, pode ter efeitos na sua função. mutação sem sentido ocorre quando a substituição resulta na formação de um códão de paragem, o que faz com que o ribossoma que traduz o ARNm da sequência mutada pare prematuramente em resposta ao novo códão de paragem, o que pode ter um impacto drástico na forma como a proteína se dobra e, por conseguinte, na sua capacidade de desempenhar a sua função.
Figura 2. As mutações podem levar a alterações na sequência proteica codificada pelo ADN
Inserções e eliminações
As mutações também podem resultar da adição de uma base, conhecida como inserção, ou da remoção de uma base, também conhecida como deleção. Às vezes, um conjunto de três nucleotídeos é inserido ou deletado, o que resulta na adição ou remoção de um aminoácido inteiro durante a tradução de um mRNA criado a partir do gene mutado no DNA. No entanto, às vezes, apenas um nucleotídeo é inserido ou deletado.são designados por mutações de frameshift , ao deslocarem o quadro de leitura Por exemplo, se inserirmos um nucleótido algures, digamos AUG CA A GUC G, afecta não só o aminoácido que está a ser codificado no local do códão mutado, mas também todos os códões que se lhe seguem. Um deslocamento semelhante do quadro de leitura ocorreria com a eliminação de um único nucleótido da sequência. As mutações de deslocamento do quadro de leitura têm um impacto significativo na dobragem da proteína resultante, uma vez que alteram drasticamente a sequência subsequente de aminoácidos,As mutações de frameshift podem resultar num códão de paragem prematuro algures na sequência, truncando a proteína e tornando-a potencialmente não funcional.
Por vezes, um pedaço de ADN de um cromossoma pode ser deslocado para outro cromossoma ou para outra região do mesmo cromossoma; este fenómeno é também conhecido como translocação Esta é uma mutação de grande escala, que causa uma inserção numa região para onde o segmento é movido e uma deleção na região de onde o segmento veio. Algumas mutações podem resultar num aumento do número de cópias do mesmo códon. Estas são chamadas expansões de repetição de trinucleotídeos e resultam em regiões repetidas do mesmo aminoácido.
O impacto das mutações
Sabe-se que as mutações nos genes de reparação causam cancro. Muitos genes de reparação mutantes têm sido implicados em certas formas de cancro do pâncreas, cancro do cólon e cancro colorrectal. As mutações podem afetar tanto as células somáticas como as células germinativas. Se muitas mutações se acumularem numa célula somática, podem levar a problemas como a divisão celular descontrolada observada no cancro.células germinativas, a mutação será transmitida à geração seguinte, como no caso da hemofilia e da xeroderma pigmentosa.
Causas de mutações genéticas
Em resumo: Principais tipos de mutações
A DNA polimerase pode cometer erros ao adicionar nucleótidos. A maioria dos erros é corrigida, mas se não o forem, podem resultar numa mutação definida como uma alteração permanente na sequência de ADN. As mutações podem ser de vários tipos, tais como substituição , eliminação , inserção e translocação As mutações nos genes de reparação podem ter consequências graves, como o cancro. As mutações podem ser induzidas ou podem ocorrer espontaneamente.
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