Alterações do material genético

1. Alterações do material genético

2. 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)

3. São alterações ou modificações súbitas, espontâneas, em genes ou cromossomas, podendo acarretar variação hereditária. • As mutações podem ser gênicasquando alteram a estrutura do DNA, num determinado gene, ou cromossômicasquando alteram a estrutura ou o número de cromossomos. 1 - Mutações

4. 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. 1 - Mutações

5. 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) 1 - Mutações

6. 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. 1 - Mutações

7.  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. Mutações gênicas

8. 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. Mutações gênicas

9. Mutações gênicas • Substituição  ocorre a troca de um ou mais pares de bases.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. Mutações cromossômicas Estruturais • Deleção / duplicação / inversão

14. Mutações cromossômicas Estruturais • Translocação

15. Mutações cromossômicas Estruturais • Síndrome do “Grito do gato” – exemplo de deleção

16. 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:3n (triplóides), 4n (tetraplóides), (…).

17. Mutações cromossômicas Numéricas - Como se originam as aneuploidias?

18. 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.

19. 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

20. 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

21. Mutações cromossômicas Numéricas Síndrome de Turner (45,X0)– 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

22. Mutações cromossômicas Numéricas Anomalias gaméticas que justificam algumas Aneuploidiasheterossômicas

23. 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?

24. Causas ● As mutações podem ocorrer espontaneamente na Natureza ou serem induzidas por exposição a agentes físicos e químicos (agentes mutagénicos) Físicos - raios X, radiação alfa, beta e gama e raios ultravioleta Químicos - colquicina, gás mostarda, nitrosaminas, constituintes do fumo do tabaco, etc. ● Agentes mutagénicos ● 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.

25. 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)