VARIABILIDADE GENÉTICA/ POLIMORFISMOS. RCG1002 Genética Profa. Dra. Vanessa Silveira
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- Fátima Carvalhal Barata
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1 VARIABILIDADE GENÉTICA/ POLIMORFISMOS RCG1002 Genética Profa. Dra. Vanessa Silveira
2 1. Bases da variabilidade genética 2. Mutação 3. Polimorfismos genéticos Roteiro de Aula
3 1.Variabilidade genética üdarwin sem variação as populações naturais não podem evoluir ü Primeiros estudos avaliararam características evidentes do fenótipo (cor, forma, tamanho, etc); ü Características que estão mais diretamente relacionadas com os cromossomos e genes ü Variação fenotípica variabilidade genética reflexo
4 Variabilidade genética q Modificação no material genético de um organismo q Alteração fenotípica? q Fonte da variabilidade q Variações no genoma - novos alelos q Matéria prima para o processo de evolução q Seleção natural ou artificial q Alelos favoráveis à adaptação da espécie q Recombinação: Rearranjo da variabilidade
5 Fonte da variabilidade Novas mutações Meio ambiente Seleção do pool genético Pool genético Frequências alélicas Variabilidade interindividual Variabilidade inter étnica
6 Mutações gênicas Ø Espontâneas Ø erros de replicação, despurinações, desaminações e oxidações de bases de DNA Induzidas por agentes mutagênicos Ambiente externo (agentes físicos e / ou químicos) Ambiente intracelular
7 Lesões espontâneas: Erros de replicação do DNA q Perda de bases q Depurinação: bases púricas (A e G)/dia/célula q Desaminação: 100 bases C >U/dia/célula q Replicação q DNA pol: 1 base errada na cadeia filha/10 milhões pb q Revisão (Proofreading): corrige 99,9% dos erros de replicação q Taxa de mutação (erros de replicação): muito baixa por pb/divisão q Genoma humano diplóide: q~ 6x10 9 pb do DNA menos 1 mutação de pb/divisão
8 Mutações induzidas Agentes químicos: Análogos de bases: 5-BrdU Alcilantes: EMS Intercalantes: acridina laranja Agentes físicos: Radiação UV Radiação ionizante: raios X, gama Agentes biológicos: Vírus Þmutação insercional
9 Absorção da luz UV Radiação ultravioleta ØExcitação de bases (púrica ou pirimídica) ØLigação covalente entre duas pirimidinas adjacentes Anel ciclobutano: ØDímeros de timina: TT mais estável ØDímeros menos estáveis: CT, CC, TU e UU
10 Ø Aberrações Cromossômicas Ø Mutações de Ponto Tipos de mutações
11 Ø Aberrações Cromossômicas Ø Mutações de Ponto Tipos de mutações
12 Base molecular das Mutações Ø Pareamento normal Timina-Adenina Citosina-Guanina Ø Formas tautoméricas Ø Alteração da afinidade de pareamento de bases Timina (enol)-guanina Citosina-Adenina
13 Base molecular das Mutações Ø Malpareamento de bases > Mutação Forma tautomérica Replicação
14 Base Molecular das Mutações Mutação de Ponto: T Purinas ØSubstituição de Bases A G Pirimidinas Transição Transverão C Ø Ø Ø Mutação de sentido trocado (missense) Mutação sem sentido (nonsense) Mutação de processamento de RNA: Ø Criação de sítios crípticos: códons finalizadores Ø Mutações reguladoras: afetam o controle transcricional
15 ØAdição/deleção: poucas bases ØDeleções maiores ØInserção ØDeleção/Duplicação (recombinação) ØCrossing-over desigual ØExpansão trinucleotídeos repetidos ØRepetições Tipos de mutações
16 Alteração do Quadro de Leitura (Frameshift) Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Alteração de apenas uma base na cadeia de leitura: sequência alterada
17 Deleção Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Deleção de um único nucleotídeo Sequência de aminoácidos incorreta > proteína alterada
18 Inserção Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Inserção de um único nucleotídeo Sequência de aminoácidos incorreta > proteína alterada
19 Sentido Trocado (Missense) Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Substituição de um único nucleotídeo Sequência de aminoácidos incorreta
20 Sem Sentido (Nonsense) Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Substituição de um único nucleotídeo Sequência de aminoácidos incorreta > parada da síntese proteica
21 Expansão de Repetição Bases do DNA Código original para a sequência de aminoácidos Aminoácido Repetição de um trinucleotídeo (CAG) Adição de um aminoácidos (glutamina)
22 3. Polimorfismos Genéticos Existência, em uma população, de dois ou mais alelos, nenhum dos quais ocorre em frequência menor do que 1%
23 Variantes alélicas Alelo selvagem Alelos original ou de maior frequencia Alelo polimórfico Alelo selvagem acumula mutação - 1% Genes funcionalmente polimórficos Variantes alélicas: existem de forma estável na população
24 Polimorfismo x Mutação q Ocorrência de dois ou mais alelos relativamente comuns para um único lócus. q Variação do DNA na qual cada sequência possível está presente em pelo menos 1% da população. q Ocorre comumente e está associado a um fenótipo normal.
25 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø SNPs - single nucleotide polymorphisms Variações do número de pequenas sequências repetidas Mudanças deletérias em aminoácidos Sítios de reconhecimento de substrato Anulação de sítios de start transcricionais Códons de parada ( proteína prematura) Deleção completa ou parcial do gene Alterações de splicing genes de metabolismo, proliferação celular, transporte, resposta inflamatória, reparo do DNA
26 Polimorfismo em sequência codificadora (5% DNA): Variante protéica fenótipos distintos Polimorfismos Proteicos Grupos sanguíneos ABO e RH Sistema de alfa1-antitripsina (a1-at): doença pulmonar, vários alelos (frequência de 10-75%) Proteínas de detoxificação de xenobióticos: CYP, GST, NAT Proteínas de reparo do DNA: XPD, XRCC1, XRCC2, XRCC3
27 Ø 95% do genoma Ø Intergênica Polimorfismo em sequência não codificadora Ø Sem consequência para o funcionamento gênico Ø Sem alterar proteínas Ø ESTIMATIVA DE BASES POLIMÓRFICAS: 1:1000 pb
28 Tipos de Polimorfismos Genéticos Polimorfismos genéticos SSLP SNP RFLP CNV Microssatélite STR Minissatélite VNTR
29 SSLP Polimorfismo de comprimento de sequência simples Ø Arranjos de sequências repetidas com variação no comprimento devido diferentes números de unidades repetidas (multi-alélicos). Ø DNA satélite > 100kb a Mb MINISSATÉLITES (VNTR): número variável de repetições em tandem Unidades repetidas de DNA com pb (30pb), MICROSSATÉLITES (STR): repetições em tandem curtas Unidades repetidas de 2-4 pb
30 VNTRs - Minissatélites Unidades repetidas de DNA com pb (30pb) Resultam de inserção em tandem Erros durante a replicação Regiõe teloméricas Não transcritas sítio p/ recombinação homóloga Instáveis (ou seja) muito mutaveis) Cada variante age como alelo herdado
31 STRs Microssatélites q Unidades repetidas de 2-10 pb: q CACA...CA q CAACAA...CAA q AAATAAAT...AAAT q Regiões intrônicas q Genoma humano q 6,5x10 5 microssatélites AT AT AT AT AT CA CA CA CA q Lócus de microssatélite é multi-alélico q Alta heterzigose (70%) q Perfis genéticos únicos Alelo 1 Alelo 2 Alelo 3 CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CCG CCG CCG CCG
32 SNP - Polimorfismo de nucleotídeio único Ø Ø Ø Ø Mudanças de um único nucleotídeo distribuídas por todo o genoma. Aproximadamente 1:1350 pb no genoma Cerca de 1.42 milhões de SNPs no genoma Polimorfismos com dois alelos
33 RFPL - Polimorfismo de comprimento de fragmentos de DNA Endonucleases de restrição EcoRI 5...AACTGC G AATTC CTTAGACT TTGACA CTTAA G GAATCTA...5 Reconhecem sequências de restrição ØDois alelos possíveis: com e sem sequência de restrição
34 CNV Variações número de cópias Ø Duplicações e deleções de longos segmentos do DNA com 1 Kb a 3 Mb Ø > 3000 CNVs; 800 com frequência na população > 3% Ø Outros segmentos variáveis constituídos por translocações e Ø Inversões de longos segmentos Ø Variantes estruturais: 15% do genoma
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