Mutação Cromossômica

São mutações que alteram grandes sequências de DNA, de modo que reflita até na estrutura do cromossomo. Esse tipo de mutação também pode dividido em subgrupos:

Duplicação ou Amplificação: quando genes completos ou grandes sequências de nucleotídeos são duplicados ou inseridos em regiões onde não estariam normalmente.

Deleção: exclusão de genes completos ou de grandes sequências de DNA.

Embaralhamento de éxons: dois ou mais genes podem ser quebrados e religados para formarem um gene híbrido, que contém segmentos de ambos os filamentos de DNA.

Transferência horizontal de genes: também chamada de transferência intercelular. O processo consiste em transferir um pedaço de DNA do genoma de uma célula para o de outra. É comum em procariotos que utilizam seus plasmídeos como vetores de transferência no processo de conjugação.

Mecanismos de Defesa contra as mutações

As mutações podem ser espontâneas, quando o motivo da alteração é devido a erros no processo de replicação ou reparo do DNA.

Durante o processo de replicação, novos nucleotídeos são pareados com a fita molde para a síntese da nova molécula de DNA. Esse pareamento pode ocorrer de forma inadequada. Uma vez a sequência de bases é alterada, levará a uma molécula de RNA mensageiro com informação diferente para a síntese de uma proteína específica.

Outro motivo que favorece as mutações no DNA é a exposição a certas condições, como raios X, substâncias radioativas, raio ultravioleta e outros fatores que podem promover essas alterações. Essas condições são chamadas de agentes mutagênicos. A origem da mutação, nesse caso, é conhecida como induzida.

A célula, principalmente a eucariótica, se detém de mecanismos de defesa contra essas alterações. Os mecanismos de reparo do DNA modulado por enzimas presentes no núcleo, conhecidas como endonucleases, corrigem o DNA ao encontrar algum erro no pareamento, o que diminui a incidência de mutações pontuais.

Ao sinal de alteração de grandes trechos do DNA, a célula pode sinalizar para as células vizinhas sua situação. Não havendo outra forma de corrigir a mutação, a célula pode decidir morrer, ativando o processo de apoptose (morte celular programada).

Outra maneira de lidar com as alterações cromossômicas é aumentar as chances das mutações serem de caráter silencioso, não alterando a estrutura protéica formada a partir dela. Dessa forma, vários códons diferentes conferem a característica do mesmo aminoácido, fazendo com que o código genético seja “regenerado”.

Consequências das mutações

As mutações podem ocorrer em células somáticas. Neste caso, a mutação não é hereditária, isso é, o indivíduo portador não passará essa mutação aos seus descendentes.

Se a mutação ocorrer nas células germinativas do indivíduo, essas células mutadas gerarão gametas mutados. Dessa forma, a informação alterada será passada adiante, gerando descendentes com a mesma mutação.

Temos como exemplo indivíduos com anemia falciforme. Esse tipo de anemia é caracterizado pelo formato de foice das hemácias, além de estrutura mais rígida, o que dificulta o transporte de oxigênio entre os vasos de menor calibre.

A origem dessa patologia é uma mutação hereditária que substitui duas bases nitrogenadas na estrutura do DNA responsável pela síntese da hemoglobina.

Na estrutura do DNA sem a mutação, há uma sequência de bases na seguinte ordem: Citosina, Timina, Citosina.No processo de transcrição, essa região será transcrita no RNAm como Guanina, Adenina,  Guanina, e esse códon (GAG) é correspondente ao aminoácido ácido glutâmico.

Em indivíduos portadores da anemia falciforme, a Timina presente no segmento de DNA é substituída pela Adenina. O RNAm gerado, portanto, terá como sequência Guanina, Uracila (o RNA não possui Timina) e Guanina, códon este (GUG) que codifica a Valina.

Então, a alteração de um único nucleotídeo no DNA gera um códon para um aminoácido diferente que altera toda a estrutura da hemoglobina e, consequentemente, da hemácia.

Na imagem abaixo temos um exemplo de patologia causada por mutação, a anemia falciforme. Em um código genético sem mutação, o DNA contém um trecho de citosina, timina e citosina (CTC) que, ao ser transcrito, gera o códon GAG, que é correspondente ao Glutamato. Este é inserido na cadeia polipeptídica da hemoglobina, o que gera uma hemácia saudável. Em indivíduos com anemia falciforme, O DNA sofre uma mutação e o trecho passa a ser CAC. Com uma troca da timina pela adenina, esse trecho é transcrito em um códon GUG, que é correspondente a Valina. Esta é incorporada à hemoglobina, tornando-a mutada e alterando toda a conformação da hemácia, que fica no formato de foice, não tão eficaz no transporte de oxigênio.