Mutação gênica

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SELEÇÃO E MUTAÇÃO 
VANESSA SILVA RETUCI
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PARA ALTERAR A ESTABILIDADE GENÉTICA DE UMA POPULAÇÃO É NECESSÁRIO A INFLUÊNCIA DE FORÇAS CAPAZES DE ALTERAR AS FREQUÊNCIAS GÊNICAS, TAIS COMO:
CRUZAMENTOS DIRIGIDOS;
MIGRAÇÃO; 
SELEÇÃO;
MUTAÇÃO. 
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SELEÇÃO
NATURAL OU ARTIFICIAL;
INDIVÍDUOS COM MAIS VANTAGENS EM DETERMINADO AMBIENTE  MAIOR NÚMERO DE DESCENDENTES  TENDENDO AO ACRÉSCIMO DE GENES DO INDIVÍDUO NO MEIO;
HOJE: MUITAS RAÇAS E LINHAGENS DE ANIMAIS DOMÉSTICOS QUE CONHECEMOS ...RESULTARAM DA SELEÇÃO NO DECORRER DOS ANOS;
O S PROCESSOS DE SELEÇÃO PODEM LEVAR A EXTINÇÃO DE RAÇAS E ESPÉCIES. 
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TIPOS DE SELEÇÃO
SELEÇÃO INDIVIDUAL OU MASSAL OU PELO DESEMPENHO;
SELEÇÃO PELA GENEALOGIA OU PEDIGREE;
SELEÇÃO PELA FAMÍLIA;
SELEÇÃO PELA PROGÊNIE;
SELEÇÃO MOLECULAR. 
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MUTAÇÃO
é a fonte original que permite ampliar a variabilidade genética populacional.
Processo que leva a alterações na sequência ou no número de nucleotídios de um gene;
O processo resulta em uma forma alélica alternativa para o gene; 
A mutação pode ocorre de forma espontânea ou induzida.
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Fatores que alteram as taxas de mutação:
Temperatura;
Vírus e/ou transposons;
Outros genes no genoma;
Radiações;
Substâncias Químicas.
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Agentes mutagênicos
Físicos 
Radiações ionizantes (raios X e raios γ...);
Radiações não-ionizantes (ultravioleta...).
Químicos
Etilmetano sulfonato (EMS);
Metilmetano sulfonato (MMS);
Ácido nitroso, hidroxilamina, acridina...
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Algumas causas de mutações 
Desaminação - perda do grupamento amino e substituição por grupamento cetônico;
Hidroxilação – adição de grupamento hidroxílico na citosina;
 Exemplos:
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Alquilação de bases nitrogenadas – adição dos grupamentos alquil (metil, etil, etc), capazes de induzir perda de fragmentos do DNA;
Depurinação – perda de bases nitrogenadas púricas (A, G);
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Formação de dímeros de pirimidina (T, C) – induzida por UV;
Inserção de acridina (corante) – causa perda e adição de pares de nucleotídios;
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Modificações tautoméricas em bases nitrogenadas no DNA – mudança nas posições dos H.
Exemplo:
A* - C
T* - G
C* - A
G* - T
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 As substituições de bases são classificadas em:
Transição:
purina substituída por purina
A – G ou G – A
Pirimidina substituída por pirimidina
T – C ou C – T
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Substituição de bases:
Transversão:
purina substituída por pirimidina
A – C ou G – T
Pirimidina substituída por purina
T – G ou C – A
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Mutação Gênica 
	 - Substituição de Base
 - Adição ou Deleção de Base
Espontânea
ou 
Induzida
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Exemplos
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1) MUTAÇÃO GÊNICA POR SUBSTITUIÇÃO
OU 
MUTAÇÃO DE PONTO. 
Alteração em um único par de bases;
Frequência é baixa  10-8 a 10-9 
Resultando em: 
Mutação com sentido trocado;
Mutação sem sentido;
Mutação silenciosa.
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a) Mutação de Sentido Trocado (20 – 25% dos casos de substituição)
	Alteram o "sentido" do filamento codificador do gene ao especificar um aminoácido diferente.
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exemplo
Hemofilia B, em cães...
 Substituição de A por G no nuclótídeo 1.477 do gene do fator IX, resultando na troca do ácido glutâmico por uma glicina na posição 379 do fator IX. 
Hemofilia é o nome de diversas doenças genéticas hereditárias que incapacitam o corpo de controlar sangramentos, uma incapacidade conhecida tecnicamente como diátese hemorrágica.
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b) Mutação Sem Sentido (2 – 4% dos casos de substituição).
 Normalmente a tradução do RNAm cessa quando um códon finalizador (UAA, UAG e UGA) é alcançado. Uma mutação que gera um dos códons de parada é denominada mutação sem sentido. 
VAL - HIS
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exemplo
Citrulinemia em bovinos (raça Holstein)...
 Substituição que gera códon de término precoce da cadeia polipeptídica – a proteína alterada é uma enzima (arginino-succinato-sintetase) – herança autossômica recessiva. 
	Os portadores são bezerros que nascem normais mas, após 24h, deixam de mamar, andam sem rumo, a pressionar a cabeça e a ter convulsões – morrem em torno de 5 dd. 
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c) Mutações Silenciosa
 A troca da base não troca o aminoácido envolvido, isto só é possível pela propriedade degenerada do código genético.
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2) MUTAÇÃO GÊNICA POR DELEÇÃO E/OU ADIÇÃO DE BASES.
Quando múltiplos de três, resultam na deleção, inserção ou duplicação de aminoácidos na proteína codificada.
Quando não são múltiplos de três, ocorre alteração na leitura e o resultado é uma proteína sem função biológica.
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	1) Adição ou deleção de Base
 Causadas pela inserção ou deleção de um ou mais pares de bases.
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Nem sempre a alteração de uma proteína resulta em um fenótipo anormal ;
Novas composições para as proteínas resultam em:
 POLIMORFISMO. 
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Em organismos diplóides: consideramos genes com dois alelos, mas devemos lembrar que nas populações são inúmeros os exemplos de genes com mais de duas formas alternativas, resultantes de processos de mutação .
Alelismo múltiplo
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Alelismo múltiplo e a variabilidade nas populações 
Considerando indivíduos diplóides – dois alelos /gene; 
A série alélica de um gene A, por exemplo, demonstra as várias formas alternativas, representadas por: A1....An
MAS, LEMBRE-SE: a detecção é POPULACIONAL!
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Os genótipos...
Reprodução sexuada  combinação dos alelos vários genótipos.
Alelos A1 e A2  A1 A1 ; A1 A2 ; A2 A2
Surgimento de uma forma alternativa:
Alelos A3  A1 A3 ; A2 A3 ; A3 A3
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Considerando m alelos...
Com m alelos, o número de genótipos diferentes – NGD – é dado pela expressão: 
Desse total de genótipos, o número de homozigotos é igual ao número de alelos – m – e o número de heterozigotos – NGH – é dado pela expressão: 
 
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Para estimar uma série alélica para dois genes: 
Genes A e B – 
Alelos A1 e A2  A1 A1 ; A1 A2 ; A2 A2 
Alelos B1 e B2  B1 B1 ; B1 B2 ; B2 B2
 m = 2 e n = 2, na expressão totalizando em 9 genótipos diferentes;
Desses, m2 = 4 são homozigotos em ambos os locos, os demais apresentarão pelo menos um loco em heterozigose.
 
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Para n genes e m alelos:
Onde: 	i = número de locos em, heterozigose em cada classe de genótipo;
	 = combinação dos n locos em cada classe para um 
dado vlaor de i.
	
		
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Exemplo
Considerando quatro locos (n=4) com oito alelos em cada (m=8).
i variando de 0 a 4, resulta em 5 classes. 
Assim: NGD=1.679.616 
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Para número de alelos diferentes:
Gene A, r alelos;
Gene B, s alelos.
Homozigotos 
Heterozigotos
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APLICAÇÃO
Alelismo múltiplo  pelagem animais domésticos  cães
Número de alelos 5 / gene C – série alélica:
C pigmentação intensa
cde pigmentação reduzida – vermelho amarelo
cd pigmentação ausente – pele e olhos escuros
ch pigmentação reduzida – cinza e olhos azuis escuros
c albino, nariz rosa, olhos azuis. 
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Na população:
m=5 alelos
				  15 genótipos diferentes
Desses...	5 genótipos homozigóticos 
			10 genótipos heterozigóticos.
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Outros exemplos de séries alélicas: 
1) Pelagem em coelhos;
Presença populacional  4 formas alélicas.
C > Cch > Ch > c
Selvagem	 chinchila		 himalaia 		albino
ou Aguti 
Pelagem 		 Pelagem 		 Pelagem Pelagem 
acinzentada	 ausência da branca e branca.
com faixa faixa amarela. extremidades 
amarela .					 pretas.
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2) Sistema imunológico  só ocorre em vertebrados.
Substância estranha  ANTÍGENO (sinalizadora)
Ataque  sistema imune  produção de proteínas, PRODUTO DE GENES, capaz de reconhecer
e destruir o corpo estranho.
Produção de substância nos tecidos linfóides (nódulos linfáticos, amígdalas e baço) linfócitos B e T, produção de ANTICORPOS. 
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Anticorpo
Proteínas – imunoglobulinas
Formadas por: 
4 cadeias polipeptídicas, sendo:
 2 leves (cadeia L) – aproximadamente 214 aa.
 2 pesadas (cadeia H) – com 446 aa.
A cadeia leve é variável, garantindo 
a versatilidade do sistema imune.
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Anticorpos independentes 
Anticorpos que surgem naturalmente, logo após o nascimento;
Ocorrem sem a presença de antígenos específicos;
Observação no sistema sanguíneo (ABO) da espécie humana, J em bovinos e AB em gatos;
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Teste de alelismo
Para avaliar diferentes fenótipos de um dado caráter, observados numa população;
Consiste em: cruzar os indivíduos portadores de vários fenótipos, dois a dois, em todas as combinações possíveis;
Avaliar: as segregações fenotípicas dos descendentes. 
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Alelismo – proporção esperada nas descendências 3:1
Proporções diferentes de 3:1 – caráter resultante de interação gênica.
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Teste de alelismo para o caráter cor da pelagem dos coelhos .
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Teste de alelismo para o caráter cor da pelagem em suínos.
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Exercícios
01) Suponha que um caráter, em uma dada espécie vegetal diplóide, seja controlado por um gene com dois alelos.
a) Quantos genótipos são possíveis na população?
b) Quantos fenótipos são possíveis, considerando a presença de dominância?
c) Quantos fenótipos são possíveis considerando a dominância incompleta?
d) Se o referido gene tivesse 10 alelos, qual seria sua resposta para os itens a, b e c?
e) Quantos genótipos homozigóticos seriam encontrados na população?
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02) Por que o alelismo múltiplo não tem importância para um único indivíduo de uma espécie diplóide?
03) Numa espécie vegetal diplóide, o gene para as tonalidades de cor da flor possui 12 alelos.
a) Qual o número mínimo de indivíduos é necessário para conter todos os alelos?
b) Qual o número de genótipos diferentes é esperado na população?
04) No caupi (Vigna unguiculata), a cor da vagem imatura é controlada por um gene com 5 alelos, com a seguinte ordem de dominância: pg – vagem púrpura com suturas verdes > ps – vagem verde com suturas púrpuras > po – vagem verde com sutura ventral púrpura > pt – vagem com extremidade púrpura > p – vagem verde.
a) Numa população contendo todos os alelos, quantos genótipos homozigóticos e heterozigóticos são esperados?
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b) Quantos fenótipos são esperados e quais as constituições genotípicas possíveis dos indivíduos para cada fenótipo?
05) Suponha que você identifique um novo sistema de grupos sanguineos em coelhos. Como procederia para verificar seo controle genético é devido a uma série de alelos múltiplos? 
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