Aula Teórica nº 4 e 5 - Genética - Mutações PDF

Genética Inês Rebelo Crespo Mestrado Integrado em Medicina Veterinária Escola Universitária Vasco da Gama 2024/2025 1  Genética AULA TEÓRICA 2024/2025 Mestrado Integrado em Medicina Veterinária 3º...

Genética Inês Rebelo Crespo Mestrado Integrado em Medicina Veterinária Escola Universitária Vasco da Gama 2024/2025 1  Genética AULA TEÓRICA 2024/2025 Mestrado Integrado em Medicina Veterinária 3º semestre MEDICINA VETERINÁRIA 2 Mutações 3 Mutações genéticas Mutação: é uma alteração que ocorre no material genético dos indivíduos. Organismo mutante: aquele cujo fenótipo alterado é causado por uma possível mutação. Forma selvagem (wild type): padrão (mais abundante) encontrado na natureza. As mutações são as principais fontes de variabilidade genética, influenciando diretamente o processo de evolução dos seres vivos. 4 Mutações genéticas Grande parte das células divide-se de forma contínua. - Probabilidade de ocorrência de mutações é elevada. Mas... células têm grande capacidade de reparar os danos. Algumas mutações revelam-se vantajosas (no meio em que surgem), conferindo ao seu portador vantagens adaptativas (ex.: maior capacidade de sobrevivência) e outras poderão ser desvantajosas (letais ou relacionadas com doenças). 5 Mutações genéticas - Origem: Espontâneas: Ocorrem sem influência de qualquer agente externo. São permanentes no genoma. Devidas a erros nos processos celulares (ex.: replicação, divisão celular). Induzidas: Provocadas por agentes externos (agentes mutagénicos). São permanentes no DNA. Ex.: radiações UV, brometo de etídio, vírus... 6 Mutações genéticas - Localização Mutações nas células germinativas Ocorrem nas células que originam os gâmetas, sendo transmitidas aos descendentes. Autossómicas recessivas ou dominantes. Dependentes do sexo: associadas aos cromossomas sexuais X ou Y. Uma mutação num alelo que determina “orelhas enroladas” na linha celular germinativa de um gato com orelhas direitas resultou na manifestação desta característica nos seus descendentes. Esta mutação surgiu numa população de gatos de Lakewood, Califórnia, em 1981 (autossómica dominante). 7 Mutações genéticas - Localização Mutações nas células somáticas Ocorrem nas células somáticas (não sexuais), não sendo transmitidas à descendência. Uma mutação somática resulta, geralmente, num aglomerado de células fenotipicamente mutantes, chamado sector mutante. Os sectores mutantes podem ser identificados somente se o seu fenótipo Mutação somática na maçã vermelha Delicious. Alelo contrastar visualmente com o fenótipo das mutante que determina cor dourada surgiu na parede do ovário da flor, que se desenvolveu na parte carnosa da células contendo o alelo wild type. maçã. As sementes não são mutante e darão origem a plantas normais (frutos vermelhos). 8 Mutações genéticas - Localização Mutações nas células somáticas Se a mutação for num tecido cujas células ainda estão em multiplicação, poderá surgir um clone mutante. Se a mutação ocorrer numa célula pós-mitótica, o impacto sobre o fenótipo será nulo. A mutação precoce produz uma proporção maior de células mutantes na população em crescimento do que a mutação tardia. 9 Mutações Alteram as sequências dos nucleótidos: - substituição de um nucleótido - adição ou delecção de 1 ou + nucleótidos Genéticas Alteram a estrutura e nº dos cromossomas: - estruturais - numéricas 10 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Morfológicas (afectam as propriedades externas (morfológicas) dos indivíduos, tais como a cor, forma ou tamanho) Letais Condicionadas 11 11 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Mutação com efeito na plumagem da coderniz japonesa: Morfológicas Letais (provocam alterações fenotípicas graves, não compatíveis com a sobrevivência do indivíduo) Condicionadas 12 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Morfológicas Letais Condicionadas (produzem alterações no fenótipo apenas em determinadas condições ambientais) 13 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Locus C – gene C determina cor da pelagem Alelo ch (himalayan): mutante sensível à temperatura (funcional apenas a temperaturas frias, induzindo a produção de pigmento). Mutação apenas visível em condições específicas - mutação condicionada: O fenótipo wild type e o fenótipo mutante Gato de raça Siamês: penas nas extremidade surgem em determinadas condições. mais frias do animal ocorre síntese e deposição de pigmento. 14 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Nas extremidade do corpo mais frias (T baixa - condição permissiva) há síntese e deposição de pigmento, enquanto nas zonas mais quentes do corpo (T elevada - condição restritiva) não há deposição do pigmento. - A temperatura mais baixa, a proteína possui um ou mais aminoácidos alterados, mas mantém a conformação correta e é funcional – pelagem escura. - Quando sujeita a uma temperatura mais elevada, a proteína torna- se instável e não funcional, originando o fenótipo mutado – pelagem clara. 15 Tipos de mutações - Classificação baseada nos efeitos fenotípicos Efeito do ambiente na expressão de um gene que determina a cor da pelagem nos coelhos de fenótipo Himalaia Em condições normais, apenas 1º) remoção de uma porção de ? Crescimento de nova pelagem as extremidades do animal pelagem do dorso. de cor escura, apenas nesse local. (patas, cauda, orelhas, nariz) 2º) contacto prolongado com uma apresentam pelagem escura. bolsa acumuladora de frio. 3º) arrefecimento constante da temperatura corporal nessa região. 16 O Dogma Central da Biologia 17 Impacto das mutações no Dogma Central da Biologia Mutações alteram a sequência de nucleótidos de um gene, o que afetará a leitura durante a TRANSCRIÇÃO e, consequentemente, o processo de TRADUÇÃO. 18 O código genético Universalidade: o código genético constitui uma linguagem comum a praticamente todas as células, de quase todas as espécies, das mais simples às mais complexas. Redundância: vários codões podem significar o mesmo aminoácido (aa). Ausência de ambiguidade: o mesmo codão não codifica mais do que um aa. O código genético permite que as sequências de DNA e RNA sejam "descodificadas" em aminoácidos de uma proteína. 19 O código genético 20  Processos que originam uma mutação - Inserção (adição) de uma ou mais bases nucleotídicas Mutações - Deleção (eliminação) de uma ou mais bases nucleotídicas Frameshift - Transição (substituição de uma base pirimídica por outra pirimídica ou de uma base purínica por outra purínica) Mutações Pontuais - Transversão (uma base pirimídica é substituída por uma purínica, ou vice-versa) Bases pirimídicas: citosina e timina Bases purínicas: adenina e guanina 21 Mutações frameshift Inserção ou deleção de uma ou mais bases nucleotídicas. A partir do ponto de deleção/inserção ocorre a troca de todos os codões. Desencadeiam alteração na leitura do RNAm e, consequentemente, a produção de uma proteína diferente. 22 Uma deleção de 4 pb no gene ABCB1 em cães resulta numa mutação frameshift, que provoca hipersensibilidade a lactonas macrocíclicas como a ivermectina (anti-helmíntico) 23 Mutações pontuais – Transição e Inversão Ocorre alteração de uma base, o que não afeta o aminoácido a ser produzido, ou seja, o código sofre alteração, porém, a proteína codificada é a mesma. - Substituição de um aa por outro: proteína com função alterada. - Consideradas neutras, se não houver consequências para o “perda de sentido” funcionamento da proteína. É produzido um codão de terminação precoce durante o processo de tradução, impedindo que a proteína seja produzida “sem sentido” integralmente. 24 Mutações pontuais 1 - Mutação Silenciosa Mutações silenciosas: alteram a sequência de nucleótidos, sem alterar a sequência de aminoácidos por eles codificados. Acontece quando o nucleótido alterado é o 3º do codão, não originando alterações no aminoácido correspondente. Ex.: substituição de guanina por adenina no tripleto AGG: AGG " AGA Ambos os codões codificam o aminoácido Arginina! 25 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Resultam numa alteração do aa. codificado pelo codão - proteína com função alterada! Exemplos: - Anemia falciforme (alteração de Glu para Val na cadeia beta da hemoglobina: estrutura da proteína é alterada). - Hemofilia B canina (alteração de Glu (GAG) para Gly (GGG) no factor IX canino, altera profundamente a estrutura terciária da molécula). - Hipertermia maligna nos suínos. 26 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Anemia falciforme Na anemia falciforme, os glóbulos vermelhos contêm uma forma anormal da hemoglobina (a proteína transportadora do oxigénio) - hemoglobina S. Alteração do aminoácido Glutamato para Valina na cadeia beta da hemoglobina. 27 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) - Condição autossómica recessiva. - Manifesta-se quando animais são submetidos a stress intenso (ex.: transporte, calor, pré-abate...). Caracterizada por: ◦ Hipertermia ◦ Taquicardia (aumento da frequência cardíaca) ◦ Rigidez muscular ◦ Acidose respiratória e muscular ◦ Morte do animal em poucos minutos 28 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Mutação pontual de um gene localizado no cromossoma 6 - RYR1 ou “Gene do halotano” Gene que codifica o receptor da rianodina (ryanodine receptor 1), envolvido na libertação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (retículo endoplasmático das células musculares). 29 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Mutação: Na posição 1843 do DNA: troca de uma citosina (C) por uma timina (T) Consequência: Na posição 615 da proteína: arginina (Arg) é substituído por uma cisteína (Cys) ◦ A proteína fica com uma função alterada! T C 30 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Gene RYR1 codifica os receptores da rianodina que são proteínas que atuam como canais libertadores de cálcio do músculo esquelético para o citoplasma. Com a mutação: Canais de cálcio mais sensíveis a estímulos nervosos ˜ abrem-se mais facilmente ˜ ↑ libertação de cálcio para citoplasma ˜ ↑ contração muscular 31 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Aumento de Ca2+ livre no citoplasma ð cascata bioquímica de destruição celular: ◦ Contração permanente ◦ Aumento da actividade mitocondrial com produção de calor ◦ Aumento do consumo de O2 ◦ Aumento da produção de CO2 32 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Associação com diminuição da qualidade da carne: - Na 1ª hora após abate de animais com 1 ou 2 cópias do gene mutado: ◦ pH carne inferior ao normal ◦ Carne PSE (pale, soft, exsudative) Carne PSE (pálida, mole e exsudativa) Carne DFD (dark, firm, dry - escura, firme e seca) 33 Mutações pontuais 2 - Mutação Missense Síndrome de Hipertermia Maligna (Síndrome do Stress Suíno) Porque é que o Gene RYR1 = Gene do Halotano? Em animais com mutação, o anestésico halotano actua como um esPmulo nervoso e desencadeia um quadro de hipertermia maligna. ◦ Halotano era uClizado como método de screening na selecção de animais para a reprodução (selecção genéCca), mas: ◦ Consequências económicas negaCvas (morte de animais e carne de má qualidade) ◦ Não permiCa disCnguir os animais homozigóCcos normais (N/N) dos heterozigóCcos (N/n), porque apenas os animais homozigóCcos recessivos manifestam o síndrome. ◦ Actualmente diversas técnicas laboratoriais permitem fazer o screening. 34 Síndrome de Hipertermia Maligna – Screening de alelos: Por PCR obtém-se um fragmento amplificado do gene RYR1, com 659 pb. A obtenção de Fragmentos de Restrição ocorre por acção da enzima BsiHKAI: ◦ Reconhece um local de restrição em alelos normais: ð 2 FRAGMENTOS: 135 pb + 524 pb ◦ Reconhece dois locais de restrição em alelos mutados: ð 3 FRAGMENTOS: 135 pb + 358 pb + 166 pb Normal: Mutação: 35  Síndrome de Hipertermia Maligna – Screening de alelos: Perfis possíveis (2 cromossomas ð 2 alelos em cada indivíduo): ◦ Homozigóticos normais (genótipo N/N) - 2 tipos de fragmentos: 135pb (#2) + 524pb (#2) ◦ Heterozigóticos (genótipo N/n) - 4 tipos de fragmentos: 135pb (#2) + 524pb (#1) + 358pb (#1) + 166pb (#1) ◦ Homozigóticos com a mutação (genótipo n/n) - 3 tipos de fragmentos: 135pb (#2) + 358pb (#2) + 166pb (#2) 36 Mutações pontuais 3 - Mutação Nonsense Mutações “sem sengdo”: resultam num codão de terminação precoce ▼ Síntese incompleta da cadeia polipephdica ▼ O fragmento polipephdico resultante - proteína truncada - é geralmente não funcional 37 Mutações pontuais 3 - Mutação Nonsense Deficiência de fosfofrutoquinase (PFK) – resultado de uma mutação nonsense PFK: enzima essencial para metabolizar a glicose nos glóbulos vermelhos e nos músculos. Cães com défice de PFK apresentam fraqueza muscular, fadiga e intolerância ao exercício. Sinais clínicos: anemia, iterícia, letargia e falta de apedte. Doença autossómica recessiva (portadores assintomádcos transmitem a doença). Cão de raça Cocker Spaniel Cão de raça Whippet 38 Identificada uma mutação nonsense no gene que codifica a proteína APAF1, com influência na diminuição da eficiência reprodutiva (aumento de abortos espontâneos) da raça bovina Holstein. 39 Resumindo: (frameshift) 40 Mutações genéticas - Origem: Mutações Espontâneas Induzidas Ocorrem Ocorrem naturalmente, por ação de agentes externos sem causa aparente (físicos, químicos, biológicos) 41 Mutações genéticas - Origem: Mutação espontânea o Ligação de tautómeros (isómeros das bases nucleotídicas, que emparelham incorretamente. - Isómeros diferem na posição dos átomos e nas ligações que se estabelecem. o Erros da polimerase: incorporação errada de nucleótidos durante a replicação do DNA. o Desaminação: perda do grupo amina da citosina ou da 5-metil-citosina. 42 Mutações gené>cas - Origem: Mutação espontânea Mutação por ligação tautomérica nas bases: durante a replicação, a base G com a forma enol emparelha com a timina. Na replicação seguinte, origina uma cópia mutante no DNA. T A T T 43 Mutações genéticas - Origem: Mutação espontânea Desaminação é a perda do grupo amina: a) da citosina (originando uracilo). A enzima uracil- DNA glicosilase reconhece-o e remove-o. b) da 5-me\l-citosina (originando dmina). O erro não é reconhecido e mantém-se. 44 Mutações genéticas - Origem: Mutação espontânea A base 5 metil-citosina: MeElação: consiste na adição de um radical meEl (CH3) no carbono 5 da base nitrogenada citosina que é seguida por uma base guanina CG. Essa adição é feita por enzimas DNA - meCltransferase (DNMTs). Em muitos organismos, pelo menos 1% das citosinas são metiladas sendo, por isso, mais susceptível a mutagénese! 45 Mutações genéticas - Origem: Mutação induzida AGENTE MUTAGÉNICO: agente que causa um aumento na taxa de mutações acima do que ocorre espontaneamente. 1ª evidência: Muller et al. (1927) demonstração que raios-X são mutagénicos na Drosophila melanogaster Agentes: físicos, químicos, biológicos 46  Agentes mutagénicos 1. Análogos de bases/ nucleótidos moléculas semelhantes às bases/nucleótidos normais, que se incorporam durante a replicação, e podem originar emparelhamentos errados 2. Agentes químicos alteram quimicamente a estrutura das bases, modificando as ligações de hidrogénio que podem ocorrer entre as bases 3. Intercalamento inserção de moléculas entre bases adjacentes da cadeia de DNA 4. Agentes físicos Ex.: radiações (modificam a estrutura química do DNA, podem levar à ruptura da cadeia do DNA) 5. Agentes biológicos Ex.. vírus: interação entre o genoma do vírus e do hospedeiro 47 47 1- Análogos de bases Moléculas semelhantes a uma das 4 bases de DNA, podem ser incorporadas numa cadeia dupla de DNA durante a replicação. Esta molécula deve ser capaz de emparelhar com uma base normal na cadeia de DNA molde. Alguns análogos de bases são mutagénicos porque são mais suscetíveis ao emparelhamento incorreto do que as bases normais. Exemplo: 5-Bromouracilo (5Bu), análogo de base Timina. É usado principalmente como um agente mutagénico experimental. 5-Bromouracilo 48 1- Análogos de nucleótidos Tal como um análogo de base é incorporado no DNA em vez de uma base normal, um análogo de nucleótidos pode ser incorporado, em vez de um nucleótido normal. Ex.: fármaco AZT (azidotimidina) usado no tratamento da infeção por HIV. AZT compete com Timina na síntese do DNA viral, por ação da transcriptase reversa È A polimerase do vírus incorpora preferencialmente AZT È Impede a replicação do vírus 49  2- Alteração de bases por agentes químicos Reagem com o DNA e alteram as ligações de hidrogénio das bases. Estes agentes são activos no DNA replicativo e não replicativo (contrariamente aos análogos de bases, que são mutagénicos apenas quando o DNA se replica). Ex.: agentes alquilantes (alteram emparelhamento de bases) Gás mostarda (dador de grupo alquilo*): - Alquilação da guanina e Mmina: emparelhamento incorreto! *Grupo alquilo: é um alcano sem um hidrogénio (ex.: grupo metilo -CH3). 50 3- Intercalamento Moléculas que mimetizam os nucleótidos e são capazes de “entrar” no DNA e localizarem-se entre os nucleótidos. Nesta posição são capazes de originar inserção ou delecção de pares de nucleótidos. Ex.: Brometo de etídio, acridina,... Intercalamento de uma molécula de acridina: Molécula insere-se entre os pares de bases (pb) adjacentes do DNA È pb adjacentes afastam-se com uma distância semelhante à espessura de um par È Quando este DNA se replica, as cadeias de DNA template e filhas, podem ficar desalinhadas nesses locais, fazendo com que um nucleótido seja inserido ou deletado na cadeia filha Estrutura da proflavina, derivado da È acridina: moléculas planares de três Numa região codificante o resultado é: MUTAÇÃO FRAMESHIFT anéis, com dimensões semelhantes às de pares de bases purina-pirimidina 51 4- Agentes físicos - Radiação Induzem alterações químicas nas bases, pela absorção de energia da luz. Induzem a formação de dímeros de pirimidinas (sobretudo timina) que estejam adjacentes na mesma cadeia nucleotídica. Esta ligação química: - aproxima as bases Æ distorce a hélice Æ bloqueia a transcrição Æ bloqueia transitoriamente a replicação de DNA 52 4- Agentes físicos - Radiação - Radiação mais energética provoca mais danos. 53 5- Agentes biológicos Os vírus oncogénicos estimulam a proliferação celular e causam tumores e cancros, através de diferentes mecanismos. Espécie Família vírus Tipo de vírus Bovino Retroviridae Vírus da leucose bovina Papillomaviridae Papilomavírus bovino IV Em várias espécies Gato Retroviridae Vírus da leucose felina animais e também em Virus do sarcoma felino humanos verificou-se Galinha Retroviridae Virus da leucose aviária uma relação estreita Virus do sarcoma de Rous entre a infeção por certos vírus e o Virus da eritroblastose aviária desenvolvimento de Vírus da mieloblastose alguns tipos de cancro. Vírus da reticuloendoteliose aviária Herpesviridae Vírus da doença de Marek 54 Mecanismos de reparação do DNA: Agente mutagénico TUMORES Mutações Erros de replicação Replicação Destruição do DNA Mecanismos de Instabilidade genómica reparação do DNA ENVELHECIMENTO 55 Mecanismos de reparação do DNA: Consequência de não reparação: Uma célula que acumule uma grande quantidade de danos no DNA ou que não repare danos pontuais, terá um dos três possíveis destinos: 1) um irreversível estado de “dormência” - senescência. 2) apoptose (morte celular programada). 3) carcinogénese! - a formação de cancro. 56 Mecanismos de reparação do DNA: Permitem reduzir a frequência das mutações! Os processos de reparação consistem em mecanismos que identificam especificamente o erro ou a cadeia incorreta de DNA, substituindo-a. 57 Mecanismos de reparação do DNA: 1) Actuam antes da replicação: ◦ Reparam lesões directamente: - Fotorreacgvação - Ação de O6-alquiltransferases ◦ Reparam lesões indirectamente: - Reparação por excisão de bases/nucleógdos 2) Actuam após a replicação: - Reparação mismatch - Reparação por recombinação não homóloga/homóloga - Reparação através do sistema SOS 58 Mecanismos de reparação do DNA: Fotorreactivação 1) Só ocorre nos procariotas. 2) Destrói os dímeros de timina, induzidos por radiação UV. 3) Na presença de luz visível os dímeros são destruídos por ação da fotoliase e são transformados em monómeros. 4) As bases originais são restauradas. Reversão de dímeros de timina por fotorreactivação 59 Mecanismos de reparação do DNA: Ação de O6-alquiltransferases Enzimas que removem grupos alquilo (ex: - CH3) adicionados por agentes alquilantes. Transferem grupos alquilo ligados ao O6 da guanina para um resíduo seu de cisteína " ficam inactivas. Enzima inactiva 60 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação por excisão Reparação efectuada por um conjunto de enzimas: 1) Glicosilases: retiram as bases azotadas danificadas. 2) Endonucleases: cortam ligações fosfodiéster junto aos locais que perderam as bases. 3) Exonucleases: removem locais sem bases. 4) DNA polimerases: preenchem os locais deixados vazios (gaps). 5) DNA ligases: unem as bases à cadeia existente. 61 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação por excisão 62 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação por excisão A) Reparação por excisão de bases - mecanismo usado para detetar e remover certos tipos de bases danificadas. B) Reparação por excisão de nucleótidos - mecanismo para detetar e corrigir mutações que distorcem a dupla hélice de DNA. 63 Mecanismos de reparação do DNA: A) Reparação por excisão de bases Normalmente, a alteração deve-se à DESAMINAÇÃO* da base: por exemplo, a desaminação da citosina, converte-a em uracilo. Se o erro não for corrigido, durante a replicação do DNA Glicosilase DNA, o uracilo iria emparelhar com uma adenina (U-A). Na excisão de bases, a enzima que reconhece a base alterada é a DNA Glicosilase. * Desaminação é a perda do grupo amina. 64 Mecanismos de reparação do DNA: A) Reparação por excisão de bases Mecanismo de reparação: 1) Glicosilase detecta e remove as citosinas desaminadas converEdas em uracilo. 1) O nucleóCdo sem a base é também removido, ficando um espaço "vazio" no DNA - local AP (local apurínico ou apirimidínico). 3) O espaço é preenchido com a base correta por ação da DNA polimerase e depois fechado pela DNA ligase. 65 Mecanismos de reparação do DNA: B) Reparação por excisão de nucleótidos A excisão de nucleótidos é uma via que repara lesões induzidas pela luz UV. A radiação UV pode formar dímeros (T ou C) que distorcem a dupla hélice e causam erros na replicação do DNA. Mecanismo de reparação: 1) remoção dos dímeros por meio de dois cortes, por ação das endonucleases. 2) actuação de polimerases e ligases para preenchimento dos espaços livres. 66 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação Mismatch Mecanismo de reparação: 1º) um complexo de proteínas reconhece e liga- se à base mal-emparelhada da cadeia de DNA recém-sintetizada. 2º) outro complexo protéico corta o DNA próximo ao local e outras enzimas cortam o nucleotídeo incorreto e um fragmento do DNA que o envolve. 3º) A DNA polimerase substitui a porção que falta com os nucleotídeos corretos. 4º) A DNA ligase fecha a lacuna. 67 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação por recombinação não-homóloga Na união de extremidades não homólogas, as duas extremidades do DNA são simplesmente coladas. Esse mecanismo de reparação normalmente envolve a perda, ou a adição de alguns nucleótidos no local do corte. Assim, a união de extremidades não homólogas tende a produzir uma mutação (o que ainda assim é melhor do que a perda completa de um braço do cromossoma). 68 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação por recombinação homóloga Na recombinação homóloga, a informação do cromossoma homólogo que corresponde ao fragmento danificado é usada para reparar a quebra. Os dois cromossomas homólogos juntam-se e a região não danificada do homólogo é usada como modelo para copiar a sequência em falta do cromossoma danificado. Este tipo de reparação não costuma causar mutações. 69 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação pelo sistema SOS Exclusivo de células procariotas. Resposta a danos na molécula de DNA de forma a permitir a sobrevivência do organismo. Nem sempre está ativo: induzido apenas por danos no DNA! Genes SOS: grupo de 15 genes (incluindo uvrA-D, recA, umuC e D,...) cuja expressão aumenta no DNA lesado. 70 70 Mecanismos de reparação do DNA: Reparação pelo sistema SOS 1º) Danos no DNA induzem a aCvação da proteína RecA que reconhece e se liga a DNA de cadeia simples (ssDNA). 2º) RecA aCva promove auto-clivagem de LexA - proteína repressora dos genes SOS. 3º) ACvação do sistema SOS - os genes SOS codificam proteínas que atuam nos danos do DNA. 71 71 Significado evolutivo das mutações 1. Eliminar as mutações: é possível? - selecção natural - selecção artificial - mecanismos de reparação 2. Efeitos das mutações? - Resistência aos antibióticos/insecticidas/herbicidas -... Tumores: consequência de mutações? - Genes supressores de tumores e oncogenes 72