Mutação e Agentes Mutagênicos

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I. Definição 
 
 
 
 
 
 
 
Modificação de genes ou cromossomos 
2 
 
Variação hereditária 
(alteração na sequencia de nucleotídeos do DNA) 
= 
 (codifica a informação contida na molécula, com 
alteração da proteína formada, com ou sem atividade) 
Alteração hereditária que ocorre no material genético. 
3 
GENE – parte funcional do DNA 
(3%) sequências de centenas 
ou até milhares de pares (A-T; 
C-G) 
Restante: proteínas que não 
oferecem as informações 
básicas para a síntese de 
proteínas para realização das 
funções vitais 
 
 
3 bilhões/ célula humana 
4 
A A 
T C 
G 
VARIABILIDADE 
Genótipo 
potencial hereditário total da célula 
(DNA, plasmídeos, cloroplastos e 
mitocôndrias) 
 Fenótipo 
parte do potencial genético 
expresso por uma célula sob 
determinadas condições. 
O fenótipo pode sofrer influencia tanto do 
genótipo quanto das condições ambientais 
3 
Base Molecular da Mutação 
6 
O DNA possui duplicação semiconservativa. 
 
7 
Esqueleto 
Estrutura do DNA 
DNA (ácido desoxirribonucléico ) 
 Composição: nucleotídeos 
 [base nitrogenada, pentose (dexossiribose) 
 e grupo fosfato] 
8 
DNA (ácido desoxirribonucléico ) 
 Composição: nucleotídeos 
 [base nitrogenada, pentose (dexossiribose) e 
grupo fosfato] 
9 
DNA 
 Bases nitrogenadas 
10 
Purinas 
Pirimidinas 
 compostos orgânicos 
heterocíclicos: formados por 
anéis pirimidínico e imidazólico 
condensados 
 compostos orgânicos 
heterocíclicos: formados por 
anel pirimidínico 
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12 
Base Molecular da Mutação 
13 
Bases Nitrogenadas 
6 – amino - purina 2 – amino – 6 –oxo purina 
* * 
* 
PURINAS 
PIRIMIDINAS * 
 5 – metil 
2,4 dioxopirimidina 
4 – amino 
2 oxopirimidina 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
14 
15 
Base Molecular da Mutação 
16 
DNA 
 
 Forma: 
 – linear 
 – circular 
 – super-enovelamento (supercoiling) 
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DNA - Propriedades 
 
Em pH 7,0 e temperatura ambiente: sol. de DNA são 
altamente viscosas; 
A altas temperaturas ou pH extremos: o DNA sofre 
desnaturação (quebra das ligações de hidrogênio entre os 
pares de bases) diminuição da viscosidade. 
 
13 
“Durante a desnaturação nenhuma ligação covalente é 
desfeita duas fitas de DNA separadas; quando o 
pH e a temperatura voltam ao normal, as duas fitas de 
DNA espontaneamente se ligam formando novamente o 
DNA dupla fita”. 
DNA 
 
 Absorção UV (260 nm) 
 
19 
20 
Formação de dímeros de timina 
21 
Autorreparo da fita. 
22 
•Proteína (± 300 aa) 
 (menor:14 aa) 
•DNA (± 4,5 x 106 pares de bases) 
 
23 
24 
Duplicação semiconservativa do DNA 
25 
Transcrição/Tradução 
26 
27 
Código genético para as tríades das bases no mRNA e o respectivo aminoácido que codificam 
 Base Molecular da Mutação 
28 
29 
Código genético para as tríades das bases no mRNA e o respectivo aminoácido que codificam 
 Base Molecular da Mutação 
30 
31 
Missense 
Substituição de uma base aminoácido diferente 
 proteína diferente. 
 
32 
MUTAÇÃO MISSENSE (sentido trocado) 
33 
Nonsense 
 
Substituição de uma base códon de parada 
 proteína incompleta. 
 
34 
MUTAÇÃO NONSENSE (sem sentido) 
 Base Molecular da Mutação 
35 
Código genético para as tríades das bases no mRNA e o respectivo aminoácido que codificam 
36 
MUTAÇÃO PONTUAL 
Substituição de um nucleotídeo por outro em um 
gene. 
Mutação em mais de um ponto 
Mutação por deslocamento do quadro de leitura 
(frameshift) 
REMOÇÃO (DELEÇÃO) / ADIÇÃO (INSERÇÃO) 
DE BASES NITROGENADAS 
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Correção do quadro de leitura (frameshift) 
38 
Mutações envolvendo muitos pares de bases 
 
•Deleções – grandes fragmentos- perda de função do gene 
 
•Inserções – falhas durante a replicação 
 
•Difíceis de restaurar – podem ser letais 
 
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• Espontânea 
 
 • Induzida (Agentes Químicos/ Físicos) 
41 
Ocorre ao acaso, sem causa aparente e é rara: 
1 célula bacteriana em cada 106 a 1010 células são mutantes. 
Taxa de mutações espontâneas em vários loci de diferentes microrganismos 
42 
Tautomerização: 
 
•A tautomerização ocorre pelo rearranjo de elétrons e 
prótons na molécula. 
Mutação Espontânea 
As purinas e pirimidinas podem apresentar 
formas alternativas (tautômeros). 
43 
Mutação Espontânea 
T - A T* - G 
44 
A* - C 
Mutação Espontânea 
A-T 
Tautomerização 
45 
T* -G 
C* - A 
A* -C 
G* - T 
T -A 
C - G 
A-T 
G - C 
46 
Ligação entre as bases Nitrogenadas 
 na fita de DNA 
 
Pareamento normal 
 Pareamento no estado tautomérico 
47 
Mutação Espontânea 
48 
 
Agentes Mutagênicos Químicos 
 
• Análogos Estruturais 
 
• Ácido nitroso 
 
• Agentes alquilantes 
 
• Agentes intercalantes 
Remoção de grupos das bases purinas 
e pirimidinas. 
49 
 
 
• Análogos Estruturais 
 
 Agem durante a replicação do DNA, modificando a mensagem 
proteica ou impedindo sua duplicação. 
 
 Aumentam a frequência das mutações pontuais. 
50 
A-T 
G-C 
51 
 
• Ácido Nitroso 
 Altera o DNA em células que não estão se dividindo através 
da remoção de grupo amina das bases purinas e pirimidinas 
(desaminação). 
 
 A-T 
G -C 
52 
53 
 
 
• Agentes intercalantes 
 
Intercalam-se entre as bases nitrogenadas, deformando a 
fita de DNA ou provocando o deslocamento do quadro de 
leitura. 
 
 ex.: Acridinas, Acriflavinas, Proflavinas 
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• Agentes alquilantes 
 
Promovem reações de “cross-link” entre as bases 
nitrogenadas, impedindo a abertura da fita do DNA. 
 Aumentam muito as mutações pontuais. 
 
 ex.: EtilEtanoSulfonato (EES); EtilMetanoSulfonato (EMS); 
Nitrosoguanidina (NTG) 
 
55 
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Agentes Mutagênicos Físicos 
 
• Radiações Ionizantes 
 
• Radiações não – ionizantes 
 
 
Mutações Induzidas 
57 
 
•Radiações Ionizantes 
 
Alteram as estruturas das bases nitrogenadas ou podem 
quebrar ligações fosfo-diéster 
 
 
 ex.: Raios X, Raios ɣ e outras partículas de movimento 
rápido (32P) 
Mutações Induzidas 
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• Radiações não-Ionizantes – formação de dímeros 
(ligações covalentes) entre bases pirimidinas adjacentes do 
mesmo filamento do DNA. 
 
ex.: Raios UV 
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RADIAÇÃO UV 
•As timinas adjacentes podem fazer ligações cruzadas, 
formando dímeros de timina; 
•A célula não pode transcrever ou replicar corretamente o 
DNA. 
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Troca de genes entre duas 
moléculas de DNA, para formar 
novas combinações de genes em 
um cromossomo. 
RECOMBINAÇÃO GENÉTICA 
TIPOS DE MUTAÇÕES 
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IMPORTANCIA DA MUTAÇÃO 
 
 -Seleção 
 
-Novos produtos 
 
-Métodos de Dosagem 
 
 
CONSEQUÊNCIA DA MUTAÇÃO 
 
-No inoculo 
 
-Na fermentação 
 
No processo contínuo 
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