mutação e mecanismos de reparo universidade federal de pelotas centro de biotecnologia disciplina...
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Mutação e Mecanismos de Reparo
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTASCENTRO DE BIOTECNOLOGIA
DISCIPLINA DE BIOLOGIA MOLECULAR
Karine Begnini
begnini.k@gmail.com
MUTAÇÃO
Modificações na informação genética que resultam em células ou indivíduos com alterações fenotípicas.
MUTAÇÃO
Qualquer alteração herdável e permanente na sequência de bases do DNA, que não seja explicável por recombinação.
Genômica: adição ou perda de cromossomos (aneuploidias e euploidias)
Cromossômica: aberrações cromossômicas (adição, perda ou mudança de local/orientação de segmentos cromossômicos)
Gênica: alterações em genes individuais
Fonte de toda variabilidade genética!
MUTAÇÃO
MUTAÇÕES GÊNICAS
Mutante: organismo que exibe característica diferente de seu ancestral, a qual é resultado da presença de uma mutação
Tipo Selvagem (wild type): organismo que apresenta o gene não mutado
Fenótipo: características observáveis de um organismo
Alelos: diferentes formas de um mesmo gene
Células Somáticas Células Germinativas
Locais do genoma nos quais ocorrem maior número de mutações do que o
esperado para uma distribuição aleatória
MUTAÇÃO
ESPONTÂNEASErros DNA polimerase
Modificações Tautoméricas
HOTSPOTS
Como ocorrem mutações?
Como ocorrem mutações?
10-5 - 10-6
10-9 - 10-10
Neutras
Diretas
Silenciosas
Erros DNA polimerase
UUAUUAGUA
UUC
UUG
UUU
UAAUGAUCA
AUA
CUA
Leu
Phe
Leu
Phe
Leu
Val
Ile
Ser Stop Stop
MUTAÇÕES PONTUAIS
1 – Substituição de base
5’ ATT CGA TAT TCA 3’
5’ ATT CCCA TAT TCA 3’
Transição: substituição de purina/purina ou pirimidina/pirimidina
Transversão: substituição de purina/pirimidina ou pirimidina/purina
Erros DNA polimerase
MUTAÇÕES PONTUAIS
2 – Adição de base
5’ ATT CGA TAT TCA 3’ 5’ ATT CGCC ATA TTC A 3’
3 – Deleção de base
5’ ATT CGA TAT TCA 3’ 5’ ATT C _ AT ATT CA 3’
Modificam a fase de leitura dos códons, após o
sítio de mutação
Modificações Tautoméricas
Watson e Crick (1953)
formas raras e instáveis
átomos de H movem-se de uma posição para outra nas moléculas, modificando a forma química
alteração no pareamento
T = A A = CC = G G = T
INDUZIDAS - agentes mutagênicos
Como ocorrem mutações?
Como ocorrem mutações?
Físicos
Radiação ultravioleta
Mutação indiretamente!
Timina
Químicos
INDUZIDAS - agentes mutagênicos
Como ocorrem mutações?
Como ocorrem mutações?
Nitrosaminas
Ocorre a transferência de grupamentos metila ou etila para os sítios reativos das bases e dos fosfatos da cadeia de DNA
Alquilações
Guanina
G = C*G = T
Químicos
INDUZIDAS - agentes mutagênicos
Corantes Aromáticos
Como ocorrem mutações?
Como ocorrem mutações?
Brometo de Etídio
MUTAÇÃO
Na pesquisa...Na pesquisa...
• Mutantes Letais Condicionais: utilizam condição restritiva e permissiva
– Mutantes auxotróficos– Mutantes sensíveis à temperatura
Sexto AA da cadeia β:- HbA- ÁCIDO GLUTÂMICO (-) - HbS- VALINA (neutro)
ANEMIA
FALCIFORME
MUTAÇÃO
No homem...No homem...
A=T por T=A
Mecanismos de Reparo
Mecanismos de Reparo
São mecanismos enzimáticos que visam reverter processos mutagênicos, sejam eles naturais ou artificiais
Fotorreação EnzimáticaFotorreação Enzimática
Reparação de Bases AlquiladasReparação de Bases Alquiladas
Reparação por ExcisãoReparação por Excisão
Reparação de Bases MalpareadsReparação de Bases Malpareads
Reparação por DesvioReparação por Desvio
os danos geralmente podem ser reparados porque a informação genética está presente em ambas as fitas da hélice dupla;
mecanismos universais;
vários mecanismos podem atuar ao mesmo tempo no DNA lesado.
Mecanismos de Reparo
FOTORREATIVAÇÃO ENZIMÁTICA
enzima FOTOLIASE (gene phr)
presença de luz branca
comum em vegetais
Mecanismos de Reparo
REPARAÇÃO DE BASES ALQUILADAS
enzima O6-metilguanina-metiltransferase
não há meios de recuperação da enzima
Guanina
Mecanismos de Reparo
REPARAÇÃO POR EXCISÃO
Excisão de BasesExcisão de Bases
Excisão de NucleotídeosExcisão de NucleotídeosUracila-DNA-glicosilaseUracila-DNA-glicosilase
AP EndonucleaseAP Endonuclease
DNA Polimerase IDNA Polimerase I
DNA LigaseDNA Ligase
Excisão de Nucleotídeos (REN)Excisão de Nucleotídeos (REN)
REPARAÇÃO POR EXCISÃO
Complexo enzimas Uvr (A, B, C e D)Complexo enzimas Uvr (A, B, C e D)
DNA Polimerase IDNA Polimerase I
DNA LigaseDNA Ligase
Controlado pelo Sistema SOS!
UvrC UvrB
UvrAB
UvrBC
UvrD
Mecanismos de Reparo
REPARAÇÃO DE BASES MALPAREADAS
Complexo de enzimas Mut (S, L, e H)Complexo de enzimas Mut (S, L, e H)
DNA Polimerase IDNA Polimerase I
DNA LigaseDNA Ligase
Reconhecimento da sequência GATC
Metilação!
Mecanismos de Reparo
REPARAÇÃO POR DESVIO
• Não remove a lesão, mas possibilita a continuidade da replicação.
Reparação por Recombinação Pós-Replicação ou HomólogaReparação por Recombinação Pós-Replicação ou Homóloga
Reparação Sujeito a ErroReparação Sujeito a Erro
Mecanismos de Reparo
Reparação por Recombinação Pós-Replicação ou HomólogaReparação por Recombinação Pós-Replicação ou Homóloga
Complexo de enzimas RecComplexo de enzimas Rec
Controle pelo sistema SOS
Mecanismos de Reparo
Reparação Sujeito a ErroReparação Sujeito a Erro
Enzimas UmuC eUmuDEnzimas UmuC eUmuD
Controle pelo sistema SOS!
utilizado em casos extremos, quando o dano ao DNA é total e não há meios de correção da molécula de maneira precisa;
uma das quatro bases é inserida aleatóriamento no local lesado a fim de garantir a continuidade da replicação;
chance de erro 3:4
Sistema SOSSistema SOS
Mecanismos de Reparo
recA
LexA
Genes SOS
Genes Uvr (A, B, C e D)Genes Uvr (A, B, C e D)
Genes umuC e umuDGenes umuC e umuD
Genes dinA, dinB e dinCGenes dinA, dinB e dinC
OBRIGADA!
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