Mutações são um importante objeto de estudo para citogeneticistas e bioquímicos. São as mutações, genéticas ou cromossômicas, que são mais frequentemente a causa de doenças hereditárias. Sob condições naturais, os rearranjos cromossômicos ocorrem muito raramente. Mutações causadas por produtos químicos, mutagênicos biológicos ou fatores físicos, como radiação ionizante, geralmente são a causa de malformações congênitas e malignidades.
Informações gerais sobre mutações
Hugh de Vries definiu uma mutação como uma mudança repentina em um traço hereditário. Esse fenômeno é encontrado no genoma de todos os organismos vivos, de bactérias a humanos. Em condições normais, as mutações nos ácidos nucleicos ocorrem muito raramente, com uma frequência de aproximadamente 1 10–4 – 1 10–10.
Dependendo da quantidade de material genético afetado pelas alterações, as mutações são divididas em genômicas, cromossômicas e gênicas. Os genômicos estão associados a uma mudança no número de cromossomos (monossomia, trissomia, tetrassomia); cromossômicos estão associados a uma mudança na estrutura do indivíduo.cromossomos (deleções, duplicações, translocações); mutações genéticas afetam um único gene. Se a mutação afetou apenas um par de nucleotídeos, então é uma mutação pontual.
Dependendo das causas que as causaram, as mutações espontâneas e induzidas são distinguidas.
Mutações espontâneas
Mutações espontâneas ocorrem no corpo sob a influência de fatores internos. Mutações espontâneas são consideradas normais, raramente levam a consequências graves para o corpo. Na maioria das vezes, tais rearranjos ocorrem dentro do mesmo gene, associados à substituição de bases - purina por outra purina (transição), ou purina por pirimidina (transversão).
Mutações espontâneas significativamente menos frequentes ocorrem nos cromossomos. Mutações cromossômicas espontâneas são geralmente representadas por translocações (transferência de um ou mais genes de um cromossomo para outro) e inversões (alterações na sequência de genes em um cromossomo).
Rearranjos induzidos
Mutações induzidas ocorrem nas células do corpo sob a influência de produtos químicos, radiação ou material de replicação de vírus. Tais mutações aparecem com mais frequência do que as espontâneas e têm consequências mais graves. Eles afetam genes individuais e grupos de genes, bloqueando a síntese de proteínas individuais. Mutações induzidas geralmente afetam globalmente o genoma, é sob a influência de mutagênicos que os cromossomos anormais aparecem na célula: isocromossomos, cromossomos em anel, dicêntricos.
Mutagens, além de rearranjos cromossômicos, causam danos ao DNA: quebras de fita dupla,a formação de ligações cruzadas de DNA.
Exemplos de mutagênicos químicos
Os mutagênicos químicos incluem nitratos, nitritos, análogos de bases nitrogenadas, ácido nitroso, pesticidas, hidroxilamina, alguns aditivos alimentares.
O ácido nitroso faz com que o grupo amino seja clivado das bases nitrogenadas e substituído por outro grupo. Isso leva a mutações pontuais. A hidroxilamina também causa mutações quimicamente induzidas.
Nitratos e nitritos em altas doses aumentam o risco de câncer. Alguns suplementos nutricionais causam reações de arilação de ácidos nucleicos, o que leva à interrupção dos processos de transcrição e tradução.
Os mutagênicos químicos são muito diversos. Muitas vezes são essas substâncias que causam mutações induzidas nos cromossomos.
Mutagênicos físicos
Os mutagênicos físicos incluem radiação ionizante, principalmente ondas curtas e ultravioleta. O ultravioleta inicia o processo de peroxidação lipídica nas membranas, provoca a formação de vários defeitos no DNA.
Raios-X e radiação gama provocam mutações ao nível dos cromossomas. Tais células não são capazes de divisão, morrem durante a apoptose. Mutações induzidas também podem afetar genes individuais. Por exemplo, bloquear genes supressores de tumor leva a tumores.
Exemplos de rearranjos induzidos
Exemplos de mutações induzidas são várias doenças genéticas, que se manifestam mais frequentemente em áreas propensas aexposição a um fator mutagênico físico ou químico. Sabe-se, em particular, que no estado indiano de Kerala, onde a dose anual efetiva de radiação ionizante excede a norma em 10 vezes, a frequência de nascimento de crianças com síndrome de Down (trissomia no cromossomo 21) é aumentada. No distrito chinês de Yangjiang, uma grande quantidade de monazita radioativa foi encontrada no solo. Elementos instáveis em sua composição (cério, tório, urânio) decaem com a liberação de gama quanta. A exposição à radiação de ondas curtas no município levou a um grande número de nascimentos de crianças com síndrome do gato chorando (deleção de uma grande parte do 8º cromossomo), bem como a um aumento da incidência de câncer. Outro exemplo: em janeiro de 1987, um número recorde de nascimentos de crianças com síndrome de Down foi registrado na Ucrânia, associado ao acidente de Chernobyl. No primeiro trimestre da gravidez, o feto é mais sensível aos efeitos de mutagênicos físicos e químicos, então uma colossal dose de radiação levou a um aumento na frequência de anomalias cromossômicas.
Um dos mais infames mutagênicos químicos da história é o sedativo Talidomida, fabricado na Alemanha na década de 1950. Tomar esta droga levou ao nascimento de muitas crianças com uma grande variedade de anormalidades genéticas.
O método de mutação induzida é comumente usado por cientistas para encontrar a melhor maneira de combater doenças autoimunes e anormalidades genéticas associadas à hipersecreção de proteínas.
