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Mutação, Reparação e Recombinação

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Slides do Seminário de Biologia Celular

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DNA: MUTAÇÃO, REPARAÇÃO E DNA: MUTAÇÃO, REPARAÇÃO E Ç , ÇÇ , ÇRECOMBINAÇÃORECOMBINAÇÃO

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MUTAÇÃOMUTAÇÃOMUTAÇÃOMUTAÇÃO

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MutaçãoMutaçãoçç

Conceito: qualquer modificação súbita eh ditá i j t ê i dhereditária no conjunto gênico de umorganismo, que não é explicada pelarecombinação da variabilidade genéticapreexistente.preexistente.

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MutaçãoMutaçãoMutaçãoMutação

CausasCausas

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutações espontâneas: de ocorrência natural. P í i  Possíveis causas:• Erros na replicação do DNA• Elementos genéticos móveis

Mutações induzidas: são produzidas quando o organismo é exposto a um agente mutagênico, por exemplo, radiação ionizantepor exemplo, radiação ionizante

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MutaçãoMutaçãoMutaçãoMutação

Tipos de Tipos de M ã  Mutação ç

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutação gênica: alterações num número d id  d   l tíd  d   lé l  d  reduzido de nucleotídeos da molécula de 

DNA, resultando no aparecimento de um novo aleloMutação cromossômica: mutações que Mutação cromossômica: mutações que alteram de maneira visível (ao microscópio), o 

dnúmero ou a estrutura dos cromossomos

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutações podem ocorrer em qualquer célula el tá i d i l l l P t tem qualquer estágio do ciclo celular. Portanto,

podem ocorrer em células somáticas e emcélulas germinativas

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutações em tecidos cujas células ainda estão   lti li d   lt       l  se multiplicando, resultam em um clone 

mutante que pode apresentar grande efeito no fenótipo, caso contrário não. Se a mutação ocorre em células germinativas Se a mutação ocorre em células germinativas reprodutivas, ou em tecidos que darão origem 

l l l d da estas células, ela poderá ser transmitida às gerações seguintes (mutação germinativa)g ç g ( ç g )

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MutaçãoMutaçãoMutaçãoMutação

Mutação Mutação P lPontual

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MutaçãoMutaçãoçç

Alterações na sequência de nucleotídeos, que lt     ê i d   i á id     d i  alteram a sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica codificada pelo gene, levando a uma alteração fenotípica

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MutaçãoMutaçãoçç

Substituição de Base: mutações nas quais    d  b   b tit i  tum par de base substitui outro

Tautomerismo: Uma base é modificada pelo reposicionamento de um átomo de hidrogênio.Depurinação: Perda de uma base puríca (A ou G).Depurinação: Perda de uma base puríca (A ou G).Desaminação: Mudança de uma base normal para uma atípicapara uma atípicaTransiçãoTransversão

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutação silenciosa: não altera a seqüência d   i á id     d i   li ídide aminoácidos na cadeia polipeptídicaMutação de sentido errado: a substituição Mutação de sentido errado: a substituição altera um aminoácido na cadeia polipeptídicaMutação sem sentido: causa o aparecimento de um códon de terminação no mRNA, ç ,impedindo a síntese completa da cadeia polipeptídicapolipeptídica

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MutaçãoMutaçãoçç

Adição/Deleção (Frameshift Mutation): A adição ou deleção de um único par de bases no adição ou deleção de um único par de bases no DNA causa mudança no gene a partir daquele ponto  Assim  toda a sequência de ponto. Assim, toda a sequência de aminoácidos traduzida a partir da região 

t t  é  lt d   ã  t d   l ã      mutante é alterada, não tendo relação com a sequência original.

Causa perda completa da estrutura e função Causa perda completa da estrutura e função normal da proteína

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MutaçãoMutaçãoçç

Amplificação: Criação de várias cópias de umaregião cromossômica, aumentando a dosagemg , gdos gênes dentro dela.Translocação cromossômica: ocorre a troca deçporções de cadeias de DNA entre cromossomosnão homólogos.Inversão cromossômica: Ocorre a inversão daorientação de um segmento do cromossomo.ç gPerda de heterozigozidade: Há a perda de umalelo por deleção ou recombinação nump ç çorganismo que originalmente possuia dois alelos.

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MutaçãoMutaçãoMutaçãoMutação

ConsequênciasConsequências

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutações de perda de função: são aquelas que resultam num produto gênico que tem menos ou nenhuma função, em comparação ao gene não mutado.(recessivo)mutado.(recessivo)Mutações de ganho de função: mudam o produto gênico de forma que este ganhe uma nova função. (dominante)M t õ   ti  d i t  Há    d ã  d     d t   ê i  Mutações negativas dominantes: Há a produção de um produto gênico alterado que age de forma antagônica ao alelo selvagem. Mutações letais: são mutações que levam à morte do organismo que a 

ipossui.

Por aspecto do fenótipoPor aspecto do fenótipoMutação morfológica: geralmente afeta a aparência externa de um organismo. M ã  bi í i   l     b      bi í i  d  Mutação bioquímica: resulta em quebras nas rotas bioquímicas de transformação enzimática.

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MutaçãoMutaçãoçç

Mutações são sempre negativas ?

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MutaçãoMutaçãoçç

Hipercolesterolemia Familiar

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MutaçãoMutaçãoçç

Síndrome de Proteus

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MutaçãoMutaçãoçç

Progéria

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REPARAÇÃOREPARAÇÃOREPARAÇÃOREPARAÇÃO

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

A natureza de fita dupla é uma grande vantagem para a reparaçãovantagem para a reparação.

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Reparação do DNAReparação do DNAReparação do DNAReparação do DNA

ImportânciaImportância

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

Mudanças genéticas, provavelmente são mais danosas do que boasmais danosas do que boas.Mesmo nas células somáticas e não passando para as gerações seguintes podem afetar organismo portador.  g pSobrevivência ligada a estabilidade genética.

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Reparação do DNAReparação do DNAReparação do DNAReparação do DNA

Tipos de Tipos de RReparop

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

Mismatch repair: Repara o mal pareamento das bases do DNA gerados por erros de das bases do DNA gerados por erros de replicação

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

Reparo direto(recombinação):recombinação entre dois dupléxes de DNA na recombinação entre dois dupléxes de DNA na replicação.

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

Reparo por excisão de bases (BER) Reparo por excisão de nucleotídeos (NER)Reparo por excisão de nucleotídeos (NER)

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Reparação do DNAReparação do DNAp çp ç

NER relacionado a Xeroderma Pigmentosum, deficiência de corrigir alterações na Timina causados pela ação de raios solares.

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ReparaçãoReparaçãop çp ç

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RECOMBINAÇÃORECOMBINAÇÃORECOMBINAÇÃORECOMBINAÇÃO

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RecombinaçãoRecombinaçãoçç

Reorganização  de bases nitrogenadas que compõem o DNA e a partir destes rearranjos compõem o DNA e a partir destes rearranjos surge a possibilidade de variação genética 

  é i iti d     l ã  nas espécies,permitindo a evolução .Recombinação é a troca de material genético ç gdurante a meiose.

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RecombinaçãoRecombinaçãoRecombinaçãoRecombinação

Tipos de Tipos de R bi ãRecombinaçãoç

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RecombinaçãoRecombinaçãoçç

Recombinação Geral: há troca genética entre partes homologas de DNA que pode entre partes homologas de DNA que pode ocorrer em qualquer local das duas cadeias 

l t  d  DNA E   t  é complementares de DNA.Esse evento é denominado crossing‐over e ocorre durante a meiose no pareamento de cromossomos homólogos. homólogos. 

NÃO há mudança na seqüência das bases

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RecombinaçãoRecombinaçãoçç

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RecombinaçãoRecombinaçãoçç

Recombinação Sitio‐Especifica: a recombinação especifica não preserva recombinação especifica não preserva ordem. Ela consiste na alteração seqüencial  

ifi  d   l tíd  i d d d  especifica dos nucleotídeos, independendo da homologia do DNA.Os segmentos incompletos são removidos e as duas extremidades são unidas. Pode evitar a morte extremidades são unidas. Pode evitar a morte celular mas à custa de deleções extensas.

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Recombinação GênicaRecombinação Gênicaçç

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Dú id ?Dú id ?Dúvidas?Dúvidas?