Alteraes do material gentico 1 INTRODUO Agentes internos

Alterações do material genético 1

INTRODUÇÃO � Agentes internos ou externos causam alterações nos genes ou nos cromossomos – MUTAÇÕES (ex: anemia falciforme, trissomia 21) � Tecnologia permite alterar o genoma dos indivíduos – ENGENHARIA GENÉTICA (ex: gene da insulina é inserido em bactéria - OGM) 2

1 - MUTAÇÕES � São alterações ou modificações súbitas, espontâneas, em genes ou cromossomas, podendo acarretar variação hereditária. � As mutações podem ser gênicas quando alteram a estrutura do DNA, num determinado gene, ou cromossômicas quando alteram a estrutura ou o número de cromossomos. 3

1 - MUTAÇÕES O que são? As mutações são espontâneas e podem ser silenciosas, ou seja, não alterar a proteína ou sua ação. 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. 4

1 - MUTAÇÕES Onde / Como ocorrem? Por erros na replicação de DNA que antecede uma divisão celular (mitose ou meiose). Por erros relacionados com a individualização dos cromossomos, por exemplo no crossing-over, na separação de cromossomas ou de cromatídeos, durante uma divisão celular (meiose ou mitose) 5

1 - MUTAÇÕES Onde ocorrem? Nas células somáticas (durante a mitose) refletindo-se nas células, desse indivíduo, descendentes da que sofreu a mutação (ex: tumores). Na formação dos gametas (meiose) células da linhagem germinativa - e serão transmitidas hereditariamente. 6

MUTAÇÕES GÊNICAS As mutações gênicas são responsáveis por alterações nos genes e consequentemente nas proteínas, determinando, muitas vezes, a formação de novas proteínas ou alterando a ação de enzimas importantes no metabolismo. 7

MUTAÇÕES GÊNICAS � 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 um alelo, uma nova versão, do gene alterado. 8

MUTAÇÕES GÊNICAS Substituição ocorre a troca de um ou mais pares de bases. 9

MUTAÇÕES GÊNICAS � Inserção e deleção acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ou removidas, respectivamente, ao DNA, modificando a sequência de leitura da molécula durante a replicação ou a transcrição. 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS Também chamadas de aberrações cromossômicas, são alterações na estrutura ou no número de cromossomos normal da espécie. Podem ocorrer nos autossomos ou em cromossomos sexuais. Podem provocar anomalias e mal formações no organismo ou até a inviabilidade dele. 1 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS � Provocam alterações na estrutura dos cromossomos, 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 cromossomos. 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS � Deleção / duplicação / inversão 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Translocação 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS ESTRUTURAIS Síndrome do “Grito do gato” – exemplo de deleção 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS � Provocam alterações no número típico de cromossomos da espécie (cariótipo). � Aneuploidias - os erros envolvem apenas determinado par de cromossomos. Formam-se indivíduos cujas células possuem: um cromossoma a menos (monossomia); um cromossoma a mais (trissomia), dois ou mais cromossomas a mais (polissomia) ou sem os dois cromossomas de um determinado par (nulissomia). � Poliploidias – os erros multiplicam o conjunto de todos os cromossomas. Formam-se indivíduos cujas células possuem múltiplos de n cromossomas: 3 n (triplóides), 4 n (tetraplóides), (…). 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS - COMO SE ORIGINAM AS ANEUPLOIDIAS? 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS TRISSOMIA 21 (SÍNDROME DE DOWN) – ANEUPLOIDIA AUTOSSÔMICA É a mais comum entre os nados-vivos. A carga genética superior ao normal conduz a várias modificações fenotípicas – síndrome: forma os olhos mto característica, baixa estatura, boca pequena, atraso mental c/ grau variável, malformações cardíacas, esterilidade habitual nos rapazes, …. Têm tb uma esperança de vida inferior ao normal. A ocorrência aumenta com a da idade da mãe: - 0, 5 - 1 caso / 1000 nascimentos qdo a mãe tem entre 20 -29 anos a - 15 - 17, 5 casos / 1000 nascimentos qdo a mãe tem 46 ou mais anos. 1

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS OUTRAS ANEUPLOIDIAS AUTOSSÔMICAS: ● Trissomia 18 (47, XX +18 ou 47, XY +18) – Síndrome de Edwards - elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida; - ocorrência: 1 / 10. 000 nascimentos ● Trissomia 13 (47, XX +13 ou 47, XY +13) – Síndrome de Patau - elevado nº de anomalias, morrendo, a maioria, antes do ano de vida; - ocorrência: 1 / 20. 000 nascimentos 1

MUTAÇÕES CROMOSSÓMICAS NUMÉRICAS SÍNDROME DE KLINEFELTER (47, XXY) – ANEUPLOIDIA (TRISSOMIA) HETEROSSÔMICA Testiculos pouco desenvolvidos e com nenhuma ou reduzida produção de esperma. Estatura elevada, por vezes um ligeiro desenvolvimento dos seios e as ancas alargadas. Alguns apresentam ligeiro atraso mental. Ocorrência : 1 / 1000 indivíduos do sexo masculino 2

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS SÍNDROME DE TURNER (45, X 0)– ANEUPLOIDIA (MONOSSOMIA) HETEROSSÔMICA Desenvolvem características femininas apresentando contudo: - pequena estatura e reduzido desenvolvimento do pescoço; - caracteres sexuais pouco desenvolvidos e normalmente estéreis; - por vezes manifestam atraso mental. Ocorrência: 1 / 10. 000 indivíduos do sexo feminino 2

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS ANOMALIAS GAMÉTICAS QUE JUSTIFICAM ALGUMAS ANEUPLOIDIAS HETEROSSÔMICAS 2

MUTAÇÕES CROMOSSÔMICAS NUMÉRICAS POLIPLOIDIA - Na espécie humana a poliploidia é letal. Nas plantas, não só é viável como pode conduzir a fenómenos de especiação. Como surge? 2

CAUSAS ● As mutações podem ocorrer espontaneamente na Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes físicos e químicos (agentes mutagénicos) ● Agentes mutagénicos Físicos - raios X, radiação alfa, beta e gama e raios ultravioleta Químicos - colquicina, gás mostarda, nitrosaminas, constituintes do fumo do tabaco, etc. ● As células possuem a capacidade de reparar muitos dos erros do DNA causados pelos agentes mutagénicos. Quando o equilíbrio entre a mutagénese e a reparação se rompe surge a mutação. 2

CAUSAS ● As mutações espontâneas ocorrem com frequência muito reduzida ● Quando a exposição é prolongada ou a intensidade dos agentes mutagênicos 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, radioatividade de minerais, (…) mas, a intensidade com que atingem os organismos provoca baixo número de mutações. ● 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) 2