MUTAÇÕES GENÉTICAS: EM QUE CONSISTEM, TIPOS E CONSEQUÊNCIAS - BIOLOGIA - 2025

As mutações gênicas ou específicas são aquelas em que um alelo de um gene muda, tornando-se outro. Essa mudança ocorre dentro de um gene, em um locus ou ponto, e pode ser localizada.

Pelo contrário, nas mutações cromossômicas, conjuntos de cromossomos, um cromossomo inteiro ou segmentos dele são geralmente afetados. Não envolvem necessariamente mutações genéticas, embora possam ocorrer no caso de quebras cromossômicas que afetam um gene.

Figura 1. Mutação em um gene que controla a forma da cauda do rato. Fonte: Por (fotografia cortesia de Emma Whitelaw, Universidade de Sydney, Austrália.), Via Wikimedia Commons

Com o desenvolvimento de ferramentas moleculares aplicadas ao sequenciamento de DNA, o termo mutação pontual foi redefinido. Hoje, esse termo é freqüentemente usado para se referir a alterações em um par ou em alguns pares de bases nitrogenadas adjacentes no DNA.

O que são mutações?

A mutação é o mecanismo por excelência que introduz a variação genética nas populações. Consiste na mudança repentina no genótipo (DNA) de um organismo, não devido a recombinação ou rearranjo genético, mas devido à herança ou ao efeito de fatores ambientais negativos (como toxinas e vírus).

Uma mutação pode transcender a descendência se ocorrer nas células germinativas (óvulos e espermatozoides). Pode causar pequenas variações no indivíduo, variações enormes - causando até doenças - ou podem permanecer silenciosas, sem qualquer efeito.

Variações no material genético podem então gerar diversidade fenotípica na natureza, seja entre indivíduos de diferentes espécies ou mesmo da mesma espécie.

Tipos de alterações genéticas ou mutacionais pontuais

Existem dois tipos de alterações mutacionais genéticas:

Mudanças na base de nitrogênio

Eles consistem na substituição de um par de bases nitrogenadas por outro. Eles são, por sua vez, divididos em dois tipos: transições e transversões.

• Transições: envolvem a substituição de uma base por outra da mesma categoria química. Por exemplo: uma purina para outra purina, adenina para guanina ou guanina para adenina (A → G ou G → A). Também pode ser o caso de substituir uma pirimidina por outra pirimidina, por exemplo: citosina por timina ou timina por citosina (C → T ou T → C).
• Transversões: são mudanças que envolvem diferentes categorias químicas. Por exemplo, o caso da mudança de uma pirimidina para uma purina: T → A, T → G, C → G, C → A; ou uma purina para uma pirimidina: G → T, G → C, A → C, A → T.

Por convenção, essas alterações são descritas com referência ao DNA de fita dupla e, portanto, as bases que compõem o par devem ser detalhadas. Por exemplo: uma transição seria GC → AT, enquanto uma transversão poderia ser GC → TA.

Figura 2. Tipos de mudanças mutacionais pontuais. Fonte: (Por Sara - Trabalho próprio, CC BY-SA 3.0,

Inserções ou exclusões

Eles consistem na entrada ou saída de um par ou múltiplos pares de nucleotídeos de um gene. Embora a unidade afetada seja o nucleotídeo, geralmente sempre nos referimos ao par ou pares de bases envolvidos.

Consequências

-Conceitos básicos

Para estudar as consequências das mutações genéticas, devemos primeiro revisar duas propriedades fundamentais do código genético.

1. A primeira é que o código genético é degenerado. Isso significa que o mesmo tipo de aminoácido na proteína pode ser codificado por mais de um tripleto ou códon no DNA. Esta propriedade implica a existência de mais tripletos ou códons no DNA do que tipos de aminoácidos.
2. A segunda propriedade é que os genes possuem códons de parada, usados ​​para o término da tradução durante a síntese de proteínas.

- Cenários de mutações genéticas

As mutações do strut podem ter consequências diferentes, dependendo do local específico onde ocorrem. Portanto, podemos visualizar dois cenários possíveis:

1. A mutação ocorre em uma parte do gene em que a proteína é codificada.
2. A mutação ocorre em sequências regulatórias ou outros tipos de sequências não envolvidas na determinação da proteína.

- Consequências funcionais do primeiro cenário

Mutações genéticas no primeiro cenário geram os seguintes resultados:

Mutação silenciosa

Acontece quando um códon muda por outro que codifica o mesmo aminoácido (isso é uma consequência da degenerescência do código). Essas mutações são chamadas de silenciosas porque, em termos reais, a sequência de aminoácidos resultante não muda.

Mutação inversa

Ocorre quando a mudança no códon determina uma mudança no aminoácido. Esta mutação pode ter efeitos diferentes dependendo da natureza do novo aminoácido introduzido.

Se for de natureza química semelhante ao original (substituição sinônima), o efeito sobre a funcionalidade da proteína resultante pode ser insignificante (este tipo de alteração é freqüentemente chamado de alteração conservadora).

Quando, por outro lado, a natureza química do aminoácido resultante é muito diferente do original, o efeito pode ser variável e a proteína resultante pode se tornar inútil (mudança não conservadora).

A localização específica de tal mutação dentro do gene pode ter efeitos variáveis. Por exemplo, quando a mutação ocorre em parte da sequência que dará origem ao centro ativo da proteína, espera-se que o dano seja maior do que se ocorrer em regiões menos críticas.

Mutação sem sentido

Acontece quando a mudança gera um códon de parada da tradução. Esse tipo de mutação geralmente produz proteínas bifuncionais (uma proteína truncada).

Inserções ou exclusões

Eles têm um efeito equivalente à mutação sem sentido, embora não sejam idênticos. O efeito ocorre quando o quadro de leitura do DNA muda (um fenômeno conhecido como mudança de quadro de leitura ou deslocamento de quadro).

Essa variação produz um RNA mensageiro (mRNA) com uma defasagem do local onde a mutação (inserção ou deleção) ocorreu e, portanto, uma alteração na sequência de aminoácidos da proteína. Os produtos proteicos obtidos de genes com esses tipos de mutações serão totalmente disfuncionais.

Exceções

Pode ocorrer uma exceção quando ocorrem inserções ou deleções de exatamente três nucleotídeos (ou múltiplos de três).

Neste caso, apesar da mudança, o quadro de leitura permanece o mesmo. No entanto, não se pode, portanto, excluir que a proteína resultante seja disfuncional, quer devido à incorporação de aminoácidos (no caso de inserção), quer devido à sua perda (no caso de deleções).

- Consequências funcionais do segundo cenário

As mutações podem ocorrer em sequências semelhantes a reguladoras ou outras sequências não envolvidas na determinação de proteínas.

Nesses casos, o efeito das mutações é muito mais difícil de prever. Dependerá então de como a mutação pontual afeta a interação daquele fragmento de DNA com os múltiplos reguladores da expressão gênica que existem.

Novamente, a quebra do quadro de leitura ou a simples perda de um fragmento necessário para a ligação de um regulador pode causar efeitos que vão desde a disfuncionalidade dos produtos proteicos, até a falta de controle em suas quantidades.

- Casos frequentes que levam a doenças

Um exemplo de mutação pontual muito rara é a chamada mutação de ganho de sentido.

Isso consiste na transformação do códon de parada em um códon de codificação. É o caso de uma variante da hemoglobina chamada Constant Spring Hemoglobin (variante alélica HBA2 * 0001), causada pela mudança do códon de parada UAA para o códon CAA.

Nesse caso, a mutação pontual resulta em uma hemoglobina α-2 instável estendida por 30 aminoácidos, causando uma doença no sangue chamada talassemia alfa.

Referências

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