MUTAÇÕES

MUTAÇÕES
Mutações
• São alterações ou modificações súbitas
em genes ou cromossomas, podendo
acarretar variação hereditária.
• As mutações podem ser génicas quando
alteram a estrutura do DNA ou
cromossómicas quando
alteram
a
estrutura ou o número de cromossomas.
Mutações
As mutações são espontâneas e
podem ser silenciosas, ou seja, não
alterar a proteína ou sua acção. Podem
ainda ser letais, quando provocam a
morte, ou ainda acarretar doenças ou
anomalias.
As mutações também promovem a
evolução já que determinam aumento
na variabilidade genética.
Como ocorrem?
Por erros na replicação de DNA que
antecede uma divisão celular (mitose ou
meiose) ou na transcrição – mutação
génica;
Por
erros
relacionados
com
a
individualização dos cromossomas, por
exemplo no crossing-over, na separação
de cromossomas ou de cromatídeos,
durante uma divisão celular (meiose ou
mitose) – mutação cromossómica.
Onde ocorrem?
• Nas células somáticas (durante a mitose)
reflectindo-se nas células, desse indivíduo,
descendentes da que sofreu a mutação (ex:
tumores).
• Na formação dos gâmetas (meiose) - células
da linhagem germinativa transmitidas hereditariamente.
e
serão
Causas das Mutações
● As mutações podem ocorrer espontaneamente na
Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes
físicos e químicos - agentes mutagénicos -.
● As células possuem a capacidade de reparar muitos dos
erros do DNA causados pelos agentes mutagénicos. Quando o
equilíbrio entre as alterações na molécula de DNA e a
reparação das mesmas se rompe, surge a mutação (alteração
definitiva do genoma). O processo que conduz ao seu
aparecimento designa-se por mutagénese.
Agentes Mutagénicos
 radiações ionizantes
(raios X, radiações alfa, beta e
gama) e radiação ultravioleta.
• Físicos

colquicina,
gás
mostarda, sais de metais radioativos,
alcatrão, benzeno, benzopireno, etc.
• Químicos
Causas das Mutações
● As mutações espontâneas ocorrem com frequência muito
reduzida
● Quando a exposição é prolongada ou a intensidade dos
agentes mutagénicos é elevada, aumenta a frequência das
mutações.
● A exposição a agentes mutagénicos é, em alguns casos,
natural e inevitável, como a exposição a fontes naturais de
radiação solar, radioactividade de minerais, etc.
● A exposição a agentes mutagénicos pode ser deliberada:
- para fins médicos (Ex: raios X);
- por hábitos (alimentares ou outros);
- com fins bélicos (Ex: gás mostarda, armas nucleares)
Mutações Génicas
As mutações génicas são responsáveis
por
alterações
nos
genes
e
consequentemente
nas
proteínas,
determinando, muitas vezes, a formação de
novas proteínas ou alterando a acção de
enzimas importantes no metabolismo.
Mutações Génicas
• Alteram
a sequência de
nucleótidos de um gene
(alteram uma ou mais bases
do DNA), o que afectará a
leitura durante a replicação ou
durante a transcrição.
• Constitui-se assim, uma nova
versão, do gene alterado.
Esquema de uma mutação génica
Erro na
transcrição
Tradução
Mutações Gênicas
Substituição
 ocorre a troca
de um ou mais
pares de bases.
Mutações Génicas
• Inversão – alteração da ordem dos nucleótidos.
Mutações Génicas
• Adição ou Inserção  acontece
quando uma ou mais bases são
adicionadas ao DNA, modificando
a ordem de leitura da molécula
durante a replicação ou a
transcrição.
Mutações Génicas

acontece quando
uma
ou
mais
bases
são
retiradas do DNA,
modificando
a
ordem da leitura,
durante
a
replicação ou a
transcrição.
• Deleção
Principais Doenças Hereditárias:
Alcaptonuria;
Fenilcetonúria;
Albinismo;
Fibrose Cística;
Anemia falciforme;
Hemofilia;
Daltonismo;
Principais Doenças Hereditárias
• Alcaptonuria  não metabolização
do ácido homogentísico (alcaptona)
por falta de uma enzima. Provoca a
acumulação da substância nas
cartilagens e tecido conjuntivo,
causando artrites.
Principais Doenças Hereditárias
(PKU)

o
aminoácido fenilalanina não é
metabolizado e acumula-se nos
tecidos gerando subprodutos (ácido
fenil-acético e ácido fenil-láctico). O
excesso dessas substâncias provoca
mal formação do sistema nervoso
(deficiência mental acentuada).
• Fenilcetonúria
Principais Doenças Hereditárias
• Albinismo  ausência total ou parcial
do pigmento melanina na pele, no
cabelo e nos olhos. Há vários tipos de
albinismo, o mais comum é causado
pela ausência de uma enzima
fundamental no início da produção da
melanina.
Principais Doenças Hereditárias
• Fibrose Cística  uma alteração
num gene do cromossoma 7 provoca
a
produção,
pelas
glândulas
exócrinas, de um muco muito espesso
que leva a obstrução do pâncreas e
infecção crônica do pulmões, levando
à morte ainda na juventude.
Principais Doenças Hereditárias
Falciforme  substituição de um
aminoácido em duas das quatro cadeias da
hemoglobina, por mutação de um gene do
cromossoma 11, provocando alteração na forma
das hemácias que não conseguem transportar
oxigénio de forma eficaz.
• Anemia
Principais Doenças Hereditárias
• Hemofilia  não formação dos
fatores de coagulação plaquetários
devido a mutação num gene do
cromossoma X. Provoca problemas
na coagulação e hemorragias.
Principais Doenças Hereditárias
• Daltonismo 
deficiência na
visão das cores,
provocada por
mutação
num
gene
do
cromossoma X.
Principais Doenças Hereditárias
Muscular Progressiva 
mutação num gene do cromossoma X
que provoca fraqueza e degeneração
muscular.
• Distrofia
• Adrenoleucodistrofia  mutação num
gene do cromossoma X que provoca
degeneração progressiva do sistema
nervoso.
Mutações Cromossómicas
• Também
chamadas de aberrações
cromossómicas, são alterações na
estrutura
ou
no
número
de
cromossomas normal da espécie.
• Podem provocar anomalias e mal
formações no organismo ou até a sua
inviabilidade.
Mutações Cromossómicas Estruturais
• Provocam
alterações
na
estrutura
dos
cromossomas, podendo ocasionar a perda de
genes, a leitura duplicada ou erros na leitura de um
ou mais genes.
• Podem
acontecer por deleção, duplicação,
translocação
ou
inversão
de
partes
de
cromossomas.
• Ocorrem sobretudo devido à ruptura
dos
cromossomas durante o crossing-over, seguida de
uma reparação deficiente.
Mutações Cromossómicas
Estruturais
• Deficiência ou deleção  quando
ocorre a perda de uma parte do
cromossoma, com consequente perda
de genes.
A
B
C
A
D
B
C
E
Mutações Cromossómicas
Estruturais
• Duplicação  quando ocorre a
presença de uma parte duplicada do
cromossoma, acarretando uma dupla
leitura de genes.
A
A
B
B
C
C
D
D
E
D
E
Mutações Cromossómicas Estruturais

quando ocorre a troca
de
pedaços
entre
cromossomas
não
homólogos, provocando
erros na leitura.
• Translocação
A
B
C
D
E
A
B
C
P
Q
M
N
O
P
Q
M
N
O
D
E
Mutações Cromossómicas
Estruturais
• Inversão  quando ocorre a quebra
de um pedaço do cromossoma que se
solda invertido, provocando erros na
leitura dos genes.
A
B
C
D
E
A
B
C
E
D
Mutações cromossómicas Estruturais
• Síndroma do “Grito do gato” – exemplo de delecção
Mutações Cromossómicas
Numéricas
• Provocam alterações no número típico de
cromossomas da espécie (cariótipo).
• Podem produzir anomalias graves e até a
morte do organismo.
* dividem-se em Euploidias quando há a
alteração de um genoma inteiro e
Aneuploidias (Somias) quando acrescentam
ou perdem um ou poucos cromossomas.
Euploidias
Monoploidias (n)  quando há apenas
um genoma.
Triploidias (3n)  quando há três
genomas.
Poliploidias (4n, 5n, ...)  quando há
quatro ou mais genomas.
Como se originam as aneuploidias?
Aneuploidias (Somias)
• Nulissomia (2n-2)  perda de um par
inteiro de cromossomas. No homem é
letal.
• Monossomia (2n-1)  um cromossoma
a menos no cariótipo.
• Trissomia (2n+1)  um cromossoma a
mais no cariótipo.
Síndrome de Turner
• Monossomia do cromossoma X, cariótipo
44A + X0 = 45.
• Sexo feminino com ovários atrofiados,
deficiência hormonal, esterilidade, ausência
de menstruação, mamas pequenas, vulva
infantil, pescoço alado, deficiência cardíaca,
raramente deficiência mental.
Síndrome de Turner
Síndrome de Klinefelter
• Trissomia do cromossoma X, cariótipo
44A + XXY = 47.
• Sexo masculino, testículos pequenos,
esterilidade, genitais infantis, mamas
desenvolvidas(ginecomastia), estatura
elevada, deficiência mental.
Síndrome de Klinefelter
2n: 46,XX
SÍNDROME DE
TURNER
(ESTÉRIL)
DISGENESIA
GONADAL
2n:45,X0
SÍNDROME DE
KLINEFELTER
(ESTÉRIL)
2n: 47,XXX
2n:46,XY
Síndrome de Down
• Trissomia do cromossoma 21, cariótipo 45A
+ XX = 47 ou 45A + XY = 47. Mais
raramente pode acontecer por translocação
entre o cromossoma 21 e o 14.
• Ambos os sexos, deficiência mental, fendas
palpebrais mongolóides, pescoço curto e
grosso, cardiopatias, uma única linha
transversal na palma da mão, genitália
pouco desenvolvida, grande flexibilidade nas
articulações.
Síndrome de Down
Síndrome de Down
45,XY
46,XY
Síndrome de Patau
• Trissomia
do
cromossoma
13,
cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY
= 47.
• Ambos os sexos, cabeça pequena
(microcefalia), olhos pequenos ou
ausentes, orelhas deformadas e com
baixa implantação, pescoço curto,
lábio leporino, palato fendido.
Síndrome de Patau
Síndrome de Edwards
• Trissomia
do cromossoma 18,
cariótipo 45A + XX = 47 ou 45A + XY
= 47.
• Ambos os sexos, deformidade facial,
anomalias nas mãos e pés,
malformações cardíacas, renais e
genitais, grave distúrbio psicomotor.
Síndrome de Edwards
Anomalias gaméticas que justificam algumas
Aneuploidias heterossómicas
Síndrome do Duplo Y
• Trissomia do cromossoma Y, cariótipo
44A + XYY = 47.
• Sexo masculino, sem modificações
fenotípicas aparentes. Raramente há
déficit
mental
e
pode
haver
agressividade acentuada.
Síndrome do Duplo Y
Síndrome do Triplo X
• Trissomia
do cromossoma
cariótipo 44A + XXX = 47.
X,
• Sexo feminino, distúrbios sexuais,
retardamento mental, sem outras
modificações fenotípicas aparentes.
Síndrome do Triplo X
Poliploidia
• Os
erros multiplicam o conjunto de todos os
cromossomas, há alteração de um genoma inteiro.
• Formam-se
indivíduos cujas células possuem
múltiplos de n cromossomas: 3n (triplóides), 4n
(tetraplóides), etc;
• Leva a uma maior variabilidade, podendo apresentar
características vantajosas (muitas vezes provocada
em laboratório).
Poliploidia
 Na
espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas,
não só é viável como pode conduzir a fenómenos de
especiação.
Como surge?
(ex. pg 108)
Poliploidia surge de:
• Não disjunção dos cromossomas durante a
meiose ou durante a mitose;
• Apesar da distribuição cromossómica ocorrer
com normalidade, não ocorrer citocinese;
• Cruzamentos entre indivíduos de espécies
diferentes.
Poliploidia – não disjunção dos cromossomas
• Indivíduos com um número superior ao normal
na sua espécie, não podem cruzar- se com os
restantes indivíduos da espécie a que
pertenciam, com excepção das plantas, que
se podem reproduzir assexuadamente ou por
autofecundação.
Poliploidia – Cruzamentos entre
indivíduos de espécies diferentes
• Os híbridos são estéreis, pois os cromossomas como
não têm homologia, não podem emparelhar durante a
meiose, logo, não se vão formar os gâmetas;
• No entanto, as plantas são novamente a excepção, uma
vez que se podem reproduzir assexuadamente;
• Ao fim de algumas gerações, alguns desses indivíduos
podem tornar-se férteis devido à ocorrência de uma
duplicação cromossómica, resultante de uma não
disjunção dos cromossomas na divisão celular.
Poliploidia
Origem do Trigo do pão
Ex. pág. 110
Poliploidia
• A maioria das espécies das plantas são poliplóides;
• A maioria deve ter surgido da hibridização entre
espécies diferentes seguida de reprodução
assexuada;
• As espécies formadas por poliploidia possuem vários
conjuntos cromossómicos das espécies de onde
provieram, o que lhes confere características muito
próprias, em muitos casos vantajosas;
• Os poliplóides são um exemplo claro das vantagens
que podem advir da ocorrência de mutações.