CONCEITO
Mutações gênicas são mudanças repentinas que ocorrem nos genes, ou seja, é o processo pelo qual um gene sofre uma mudança estrutural. As mutações distinguem-se das aberrações por serem alterações a nível de ponto, envolvendo a eliminação ou substituição de um ou poucos nucleotídeos da fita de DNA.
AGENTES MUTAGÊNICOS
Os agentes mutagênicos são de natureza química, biológica ou física. A seguir é descrito alguns agentes e suas ações.
Agentes Físicos
a) temperatura
Em determinados organismos a variação de 10ºC pode duplicar a taxa de mutação.
b) Radiações
b1) Ionizantes
São os raios X, alfa, beta e gama. Atuam alterando a valência química, através da ejeção (expulsão) de elétrons. A taxa de mutação é geralmente proporcional à dosagem de irradiação (principalmente no caso de raio X). Esta regra se aplica à quantidade de danos mas não à qualidade. Uma única mutação poderá ser de importância vital para o organismo.
No homem, quando a dosagem é inferior à 50 mR (miliroentgens) não se percebe qualquer lesão imediata, embora alguns efeitos nocivos ocultos possam ocorrer como a indução de leucemia e redução do tempo de vida.
b2) Excitantes
São os raios que atuam aumentando o nível de energia do átomo, tornando-os menos estáveis. O exemplo típico é a ultra violeta que provoca dímeros de timina através de ligações covalentes. Os raios ultra violeta não penetram tão bem quanto os raios X, mas são prontamente absorvidos por alguns pontos específicos do indivíduo.
Agentes Químicos
Existem várias substâncias químicas com efeito mutagênico, entre elas pode-se citar o HNO2, hidroxilamina e a cafeína. O ácido nitroso e a hidroxilamina (NH4)OH atuam provocando substituição de bases.
A cafeína, por exemplo, é um derivado da purina; várias purinas foram indicadas como substâncias que causam quebras nos cromossomos de plantas e bactérias. Por este motivo, sempre houve grande interesse pela cafeína por causa da grande quantidade que o homem civilizado ingere através do chá ou café.
Em experimentos com ratos não foi encontrado nenhuma quebra de cromossomos quando estes foram tratados com doses máximas toleráveis. Quando células humanas, em cultura de tecido, foram expostas a solução de cafeína, foram encontradas algumas quebras cromossômicas. Foi relatado que havia evidências de que a cafeína tem um efeito mutagênico fraco.
Em bactérias descobriu-se que a adenosina, constituinte do ATP anulava a ação da cafeína e de outros derivados de purinas. Ela também reduz a quantidade de mutações espontâneas.
Agentes Biológicos
Vírus e bactérias, que injectam parte do seu DNA na célula hospedeira, integrando-se nessa mesma cadeia de DNA provocando mutações.
ASPECTOS GERAIS
Origem de novos alelos
A mutação proporciona o aparecimento de novas formas de um gene e, consequentemente, é responsável pela variabilidade gênica. Entretanto, o processo de melhoramento, via mutação, não é muito usado por ser caro, trabalhoso e de resultado incerto. Em caso de necessidade, é mais fácil fazer uso da variabilidade genotípica obtida pelos processos meióticos, do que tentar gerar variabilidade gênica.
Podem ser reversíveis
As mutações podem se reverterem, mas a mutação nos dois sentidos não ocorrem com a mesma taxa. A reversão requer uma mudança especifica, mas a mudança original pode ocorrer em qualquer um dos nucleotídeos da estrutura do gene. Em mutações espontâneas tem sido verificado que u (taxa de mutação) é aproximadamente 10 vezes superior a v (taxa de retromutação).
Mutações espontâneas vs induzidas
As mutações serão ditas espontâneas quando as causas que deram origem à alteração no DNA são desconhecidas. Quando se conhece a causa diz-se que a mutação foi induzida. Em geral, as mutações espontâneas ocorrem em proporção de 1/10^6 a 1/10^5. Através da indução pode-se aumentar a freqüência da mutação, mas, de maneira geral, não se pode orientá-la, no sentido desejado.
Um exemplo de uma mutação espontânea vantajosa é o cultivar de soja "Viçoja" mutante originado de plantações de soja. Nestas plantações surgiu uma planta mais alta, tardia e que não segregou dando origem, posteriormente, ao cultivar "UFV - 1".
Podem ser recorrentes
Como as mutações se repetem tanto no tempo como no espaço, podemos associá-las a determinadas taxas, e deduzirmos teoricamente o seu efeito como agente de alterações da freqüência gênica de uma população.
Podem ser hereditárias
A mutação será hereditária quando atingir uma estrutura gamética ou qualquer órgão que venha contribuir para a formação da geração descendente. Uma mutação somática poderá ser transmitida de geração após geração, quando a espécie em consideração contar com algum processo que permita a multiplicação da mutação na área somática. Este fato é freqënte quando a espécie contar com qualquer processo de propagação vegetativa.
www.ufv.br/dbg/labgen/mut.html
Existem três tipos de Mutações Gênicas :
Substituição (substituição de uma só base do DNA)
Mutação Silenciosa: Substituição de uma base do DNA por outra (no 3º nucleótido de cada codão), mas que resulta num codão que codifica o mesmo aminoácido, devido à redundância do código genético. São muito comuns e responsáveis pela diversidade genética que não é expressa fenotipicamente.
Mutação com perda de sentido: Substituição de uma base do DNA por outra, que tem como consequência a substituição de um aminoácido por outro na proteína codificada. A conformação da proteína pode ser alterada. (ex: anemia falciforme)
Mutação sem sentido (nonsense): Substituição de uma base do DNA de tal modo que, no RNAm, um codão que especifica um aminoácido é alterado para um codão de STOP, ou o contrário. Origina uma proteína mais curta ou mais longa do que a proteína normal.
Delecção (remoção de uma ou mais bases do DNA)
Pode ser removida uma única base do DNA ou milhares delas. A remoção de um número de bases que não seja múltiplo de três altera completamente a mensagem do gene.
Inserção (Adição de uma ou mais bases ao DNA)
O número de bases adicionadas ao DNA pode variar. A adição de um número que não seja múltiplo de três altera completamente a mensagem do gene. Quando é inserida uma sequência igual a outra ocorre uma duplicação.
Exemplos de mutações gênicas :
ANEMIA FALCIFORME
Sinais:
O nome da doença resulta da forma em “foice” que as hemácias apresentam nas pessoas afectadas. A passagem destas hemácias fica bloqueada nos vasos sanguíneos de menor calibre, provocando alterações nos tecidos, nomeadamente a falta de oxigenação.
Causa genética:
A doença é devida a uma mutação num gene autossómico. Os codogenes, que no indivíduo normal contém a informação para a hemoglobina A (Hsb), CTT e CTC, surgem nos indivíduos afectados com a composição CAT e CAC. A alteração numa única base do DNA vai provocar na hemoglobina S (Hsb) a entrada do aminoácido valina em vez do aminoácido glutâmico.
Hereditariedade:
A combinação de dois alelos, o da normalidade (HAb) e o da anemia falciforme (HSb), determina a existência de três genótipos:
HAb HAb determina indivíduos normais homozigóticos, possuindo§ hemoglobina A normal
HSb HSb determina indivíduos homozigóticos em§ relação ao gene mutado. Os indivíduos manifestam a doença.
HAb HSb§ determina indivíduos heterozigóticos possuindo os dois tipos de hemoglobina. Este facto pressupõe que os dois alelos são co-dominantes.
Diagnóstico:
Observação microscópica de amostras de sangue.
PKU
Sinais:
As crianças com PKU, se não forem tratadas, apresentam grande atraso mental e o peso de cérebro é inferior ao normal. Cerca de metade dos doentes não tratados morre antes dos 20 anos. Um outro sinal consiste na acumulação de fenilcetona na urina.
Causa genética:
A doença é provocada por uma mutação genica recessiva num autossoma.
Alteração enzimática A alteração genica provoca a incapacidade do doente sintetizar uma das enzimas (fenilalanina hidrolase) que no fígado catalisam a degradação do aminoácido fenilalanina. Nos indivíduos normais a fenilalanina é transformada em tirosina (outro aminoácido). Nos indivíduos doentes a fenilalanina acumula-se, sendo posteriormente transformada em ácido que inibe o desenvolvimento cerebral.
Diagnóstico:
Detectado o ácido fenilpirúvico na urina de recém-nascido é possível corrigir a dieta, nomeadamente evitando alimentos com fenilalanina durante os primeiros oito anos de vida, permitindo desta forma o desenvolvimento normal do cérebro das crianças.
Mutações provocam evolução?
As mutações podem também conduzir à formação de proteínas com novas capacidades que poderão ser extremamente úteis. Por exemplo, é por causa das mutações que existe uma tão grande diversidade de genes no mundo vivo, a qual permite a evolução das espécies.
Vídeos :
Nenhum comentário:
Postar um comentário