1) O documento discute mutação e reparo do material genético, incluindo causas de mutações espontâneas e induzidas e mecanismos de reparo como excisão de bases e nucleotídeos. 2) As mutações podem ocorrer na sequência do DNA ou em genes e ter efeitos neutros, alterar o fenótipo ou causar doenças. 3) O reparo do DNA danificado pode ocorrer por reversão direta, excisão de bases ou nucleotídeos para remover danos e sintetizar

1. Mutação e Reparo Edgar Bione

2. Características do material genético: Fonte estável de informação. Capacidade de se replicar com exatidão. Capacidade de sofrer mudanças. Mutação gênica Recombinação Elementos de transposição Rearranjos cromossômicos Alterações numéricas Alterações estruturais

4. Mutação: Modificação súbita e hereditária no genoma não explicável pela recombinação da variabilidade genética pré-existente. Mutação Silenciosa Espontânea Induzida Na seqüência de DNA Em um gene No organismo Somática Germinativa

5. Mutação somática ou germinativa:

6. Espontânea ou induzida: Espontâneas: ocorrem sem causa conhecida, resultado de baixo nível de erros durante a replicação. São menos freqüentes e mais difíceis de se detectar. Induzidas: resultam da exposição do organismo a agentes físicos e químicos que causam mudanças no DNA. Tais agentes são chamados de mutágenos.

7. Mutações espontâneas:

8. Mutações induzidas: Causadas por agentes físicos ou químicos - Mutágenos Ácido Nitroso : promove reações de deaminação das bases.

9. Mutações induzidas: Agentes Alquilantes : adicionam grupos etil às bases, alterando o pareamento das mesmas.

10. Mutações induzidas: Agentes hidroxilantes : adicionam grupos -OH às bases alterando o seu pareamento.

11. Mutações induzidas: Radiações ionizantes e não-ionizantes : causam distorções na hélice de DNA. UV : não-ionizante Raio X : ionizante Dímeros de pirimidina

12. Diferentes tipos de mutação: Mutações na seqüência de DNA Mutação de ponto Transição Transversão Inserção ou Deleção Varia de um par de bases a grandes trechos de DNA. Inversão Excisão de uma parte da dupla hélice seguida de sua reinserção na mesma posição mas em orientação inversa.

13. Uma purina por outra purina A  G Uma pirimidina por outra pirimidina T  C Transição: Transversão: Se a alteração for de uma purina para uma pirimidina ou vice-versa ( A ou G  T ou C)

14. Mutações em um gene: Mutação silenciosa dentro de um gene Mutação de sentido trocado Mutação sem sentido Diferentes tipos de mutação: Stop códon

15. Conseqüências das mutações: A maioria das mutações é neutra: A maior parte do genoma não está relacionada a codificação e regulação gênica. Mutações em regiões gênicas e/ou regulatórias: Podem alterar o fenótipo. Quando alteram o fenótipo, geralmente são deletérias e recessivas.

16. Reparo:

17. Reversão direta do DNA danificado Reverte diretamente a lesão, regenerando a base original Ex: fotorreparo: Dímeros de pirimidina são formados pelos raios UV. Atuação da enzima fotoliase.

18. Reparo por excisão: Remoção e substituição de seqüências inteiras. Podem ser de dois tipos: Excisão de bases Excisão de nucleotídeos

19. Excisão de bases: Enzimas importantes: DNA glicosilases : cortam ligações base-açúcar, gerando sítios apurínicos ou apirimídicos. AP endonuclease : corta a estrutura açúcar-fosfato sem base nitrogenada. Exonucleases : remove um trecho de unidades açúcar-fosfato. DNApol : preenche o espaço com nucleotídeos complementares ao outro filamento. DNA ligase : liga as pontas recém sintetizadas.

20. Excisão de nucleotídeos Corrige danos que as glicosilases são incapazes de remover. Detecta distorções na dupla-hélice causadas pela presença de uma base anormal. etapas : É feito um corte do segmento que contém o dano. O segmento é removido. A DNApol sintetiza novos nucleotídeos de acordo com o molde. A ligase une as pontas recém sintetizadas.

21. Reparo em Bactéria: Dimerização de UvrA (ATP) e formação de complexo com UvrB . Heterotrímero A 2 B se liga ao DNA e procura distorções graças à sua fraca atividade helicase 5’ ->3’. Ao encontrar uma lesão, UvrA se dissocia e UvrB induz uma desnaturação parcial da região lesada. Uma UvrC é ligada e o complexo UvrB-C faz duas incisões na fita danificada. UvrC promove incisão à 8 nucleotídeos na porção 5’ e UvrB promove outra incisão à 4-5 nucleotídeos na porção 3’. A UvrD (helicase 3’->5’) e a DNA pol I removem o fragmento de 12-13 nucleotídeos danificado. UvrB e C são liberados. A DNA pol I sintetiza a nova fita e a DNA ligase a sela.

22. Libera ~28 nucleotídeos Libera ~12 nucleotídeos > 18 polipeptídeos 4 polipeptídeos TFIIH Uvr D XPF, ERCC1 Uvr C XPA (reconhece o dano) e XPG (cliva) Uvr B RPA, TFIIH Uvr A Mamíferos Bactérias

23. Reparo em eucariotos: Complexo de mais de 20 polipeptídeos diferentes. Atuação : Reconhece o DNA danificado. Remove cerca de 30 nucleotídeos ao redor do nucleotídeo danificado. Preenche o espaço de acordo com a complementaridade de bases. Repara preferencialmente o filamento molde.