Mutações Genéticas e suas Implicações

Mutações Genéticas

Definição

Mutação: Alteração herdável na sequência de nucleotídeos do material genético, levando a uma mudança no fenótipo.

Mutação Gênica: Alteração na sequência das bases de DNA que conduz à formação de alelos mutantes ou provoca a alteração na sequência de bases de RNA, alterando as proteínas codificantes responsáveis pelo aparecimento de novos fenótipos.

Classificação Geral

• Mutação Cromossômica: Modifica e altera o número e a estrutura do cromossomo.
• Mutação Gênica: Um alelo de um gene muda, torna-se um alelo diferente, por substituição, adição ou deleção.

Expressão Gênica

Expressão Gênica: Processo em que a informação codificada por um gene é decodificada em uma proteína.

Regulação da Expressão Gênica

• Procariotos: Promotor + codificante + terminadora (operon)
• Eucariotos: Promotor + região codificadora (éxons e íntrons) + sítio de poli A = DNA

A regulação em eucariotos necessita de proteínas de regulação gênica e de fatores gerais de transcrição. O RNA polimerase acentua ou reprime a transcrição.

Operon Lac

Segmento de DNA necessário para a produção de enzimas (responsáveis pelo metabolismo da lactose). Partes:

• Operador (O): Segmento de DNA que liga a proteína inibidora (bloqueia a transcrição).
• Promotor (P): Segmento de DNA reconhecido pelo RNA polimerase que promove a transcrição.
• Genes Estruturais (Z, Y, A): Codificam polipeptídeos.

• Repressão (lactose ausente): Proteína repressora liga-se ao DNA e impede a ligação com o RNA polimerase - não há transcrição.
• Ativação (lactose presente): Proteína repressora desliga-se do DNA e o RNA polimerase inicia a transcrição de Z, Y, A.

Genética do Câncer / Carcinogênese

Alterações genéticas que levam ao surgimento de um clone de células com vantagens proliferativas sobre as demais.

• Neoplasma: Crescimento novo e anormal de células.
• Tumor: Massa de células com características diferentes.
• Maligno: Células invadem tecidos (metástase).

Diferenças entre Células Cancerosas e Normais

As células cancerosas não param em G1, não precisam de sinal de crescimento, perdem a inibição por contato, expressam menos moléculas de adesão, movem-se e invadem tecidos, penetram vasos sanguíneos, são resistentes à apoptose e desenvolvem vasos.

A mutação gênica desregula o ciclo celular = proliferação descontrolada -> câncer. Proto-oncogenes (promovem crescimento sem mutação) se mutados -> oncogenes (genes mutados que estimulam a proliferação celular anormal). Genes supressores de tumor (inibem a ocorrência de divisão celular - perdem função). Genes de reparo do DNA (aumentam mutações em genes celulares, instabilidade genômica).

Genética de Microrganismos

Genética Bacteriana: As bactérias têm material genético. Replicação e transmissão do DNA na divisão celular. O DNA bacteriano se divide em:

• Cromossomal: Informação essencial.
• Extracromossomal: Plasmídeos (informação não essencial e se autoduplicam), transposons (transferem DNA dentro da célula) e integrons (capturam genes de resistência). Os dois últimos não se autoduplicam.

A mutação pode ser espontânea (erro de replicação ou exposição à radiação) ou induzida (organismo exposto a agente genotóxico).

Mecanismos de Transferência de Material Genético em Bactérias

• Transformação: DNA livre no meio é tomado pela célula bacteriana, alterações genotípicas, reprodução sexuada, células competentes (ex: Bacillus).
• Conjugação: Transferência de informações genéticas que requer contato entre as células, transferência de moléculas de DNA extracromossômicas - plasmídeo.
• Transdução: Processo no qual o DNA bacteriano é transferido entre as células por um vírus bacteriófago.

Recombinação Genética

Variabilidade por transferência de material genético. Ocorre por:

• Transformação: DNA captado por célula receptora. Células competentes (possuem sítios de superfície e membrana que permitem a passagem do DNA, ex: Bacillus).
• Conjugação: Transferência de informações genéticas que requer contato entre as células. 1 (união doador-receptor), 2 (preparação), 3 (transferência de DNA), 4 (formação de plasmídeo).
• Transdução: DNA bacteriano é transferido entre as células por um vírus bacteriófago.

Citogenética

• Metacêntrico: Centrômero central.
• Submetacêntrico: Centrômero próximo ao centro.
• Acrocêntrico: Centrômero próximo à extremidade.
• Telocêntrico: Centrômero terminal.

Cariótipo e Cromossomos

Cariótipo: Conjunto de cromossomos característico de uma espécie.

Cromossomos: Longa molécula de DNA associada a proteínas (histonas).

• Autossômicos: Cromossomos que são equivalentes nos indivíduos masculinos e femininos (22 pares).
• Sexuais: Cromossomos que diferem nos indivíduos masculinos e femininos (X/Y).

Mutações Cromossômicas

Modificações maiores que alteram os cromossomos (estruturais ou numéricas).

• Euploidia: Aumento ou diminuição do número de conjuntos cromossômicos. Monoploidia (n), diploidia (2n), triploidia (3n), poliploidia (+4n).
• Aneuploidia: Número anormal de cromossomos. Monossomia (2n-1), trissomia (2n+1), nulissomia (2n-2). A aneuploidia se origina da não disjunção na meiose ou mitose, quando não ocorre a separação da cópia do cromossomo.

Síndromes Cromossômicas

• Síndrome de Down: Trissomia do cromossomo 21 (47,XX,+21).
• Síndrome de Edwards: Trissomia do cromossomo 18 (47,XX,+18).
• Síndrome de Klinefelter: Trissomia do cromossomo X (47,XXY).
• Síndrome de Patau: Trissomia do cromossomo 13 (47,XX,+13).
• Síndrome de Jacobs: Duplo Y (47,XYY).
• Síndrome de Turner: Monossomia do cromossomo X (45,X).
• Síndrome do Triplo X: Trissomia do cromossomo X (47,XXX).