Mutações gênicas e cromossômicas

O que é uma mutação

O DNA é copiado toda vez que uma célula se divide, e a cópia é muito precisa. Mas não é perfeita. Além disso, o DNA pode ser danificado por fatores do ambiente.

Mutações surgem por erros espontâneos na duplicação do DNA ou pela ação de agentes mutagênicos:

• físicos: radiação ultravioleta (UV), raios X, radiação ionizante;

• químicos: substâncias do cigarro, agrotóxicos, benzeno;

• biológicos: alguns vírus, como o HPV.

Quanto ao tamanho da alteração, há dois grandes grupos:

Do DNA à proteína: o que uma mutação muda

Para entender o efeito de uma mutação gênica, lembre como a informação do gene vira proteína. A sequência de bases do DNA é copiada em um RNA mensageiro e lida em grupos de três bases, os códons. Cada códon corresponde a um aminoácido (ou a um sinal de parada). A sequência de aminoácidos define a proteína.

O código genético tem duas propriedades importantes aqui:

• é redundante: vários códons diferentes podem codificar o mesmo aminoácido;

• tem códons de parada (UAA, UAG e UGA), que terminam a síntese da proteína.

Por isso uma mudança no DNA pode ou não mudar a proteína.

Mutações gênicas

Mutações gênicas alteram a sequência de bases dentro de um gene. Há dois tipos principais.

Substituição de bases

Uma base é trocada por outra. Há três resultados possíveis:

Exemplo real: anemia falciforme. Na hemoglobina, a troca de uma única base no gene faz o ácido glutâmico ser substituído por valina. É uma mutação de sentido trocado. A hemoglobina alterada se agrupa e deforma as hemácias em forma de foice, que bloqueiam vasos e transportam menos oxigênio.

Inserção e deleção

Uma ou mais bases são inseridas ou perdidas. Se o número de bases não é múltiplo de três, todo o restante do gene passa a ser lido em trincas diferentes. Isso é uma mudança no quadro de leitura.

Mutações cromossômicas

Aqui a alteração é grande o bastante para mudar o número ou a estrutura dos cromossomos.

Numéricas

• Aneuploidia: falta ou sobra de um ou poucos cromossomos. Geralmente surge por não disjunção, quando cromossomos homólogos (na meiose I) ou cromátides-irmãs (na meiose II) não se separam.

• Poliploidia: células com conjuntos completos de cromossomos a mais (3n, 4n...). É comum em plantas, como em muitas variedades de frutas e cereais.

Se um gameta n + 1 com dois cromossomos 21 for fecundado por um gameta normal, o zigoto terá três cromossomos 21: trissomia do 21, ou síndrome de Down.

Estruturais

Um pedaço do cromossomo é alterado:

• deleção: perda de um segmento;

• duplicação: um segmento aparece repetido;

• inversão: um segmento se solta e se reinsere de ponta-cabeça;

• translocação: um segmento passa para outro cromossomo (não homólogo).

Quando a mutação é herdada

Nem toda mutação passa para os filhos. Depende de em que célula ela ocorre.

Mutações somáticas podem ter papel importante no câncer (veja o apartado sobre câncer), mas não são herdadas.

Mutações, saúde e aconselhamento genético

Quando uma mutação é recessiva e autossômica, uma pessoa com um alelo normal ($A$) e um mutado ($a$) é portadora: tem genótipo $Aa$, não manifesta a doença, mas pode passar o alelo $a$. Só quem tem genótipo $aa$ é afetado.

Se os dois pais são portadores ($Aa \times Aa$), cada filho tem:

O aconselhamento genético é o trabalho de profissionais de saúde que, com base no histórico da família e em exames, explicam o risco de uma doença hereditária. Ele dá uma probabilidade, não uma certeza: cada gestação é um evento independente, como cada lançamento de uma moeda.

Mutações e evolução

Se a maioria das mutações novas é neutra ou prejudicial, por que elas são tão importantes? Porque são a fonte primária de variabilidade genética: criam novos alelos. Sem mutação não haveria material novo para a seleção natural agir.

Veja o caso de insetos expostos a um inseticida:

1. Por mutação, surge em poucos indivíduos um alelo que confere resistência.

2. Com o inseticida no ambiente, os insetos sem o alelo morrem; os resistentes sobrevivem e se reproduzem mais.

3. O alelo passa aos descendentes e, ao longo das gerações, torna-se frequente.

A mutação não surgiu "porque os insetos precisavam" dela: ela apareceu ao acaso. Foi o ambiente (o inseticida) que selecionou quem já a tinha.

Por isso a diversidade genética é importante: quanto mais variação existe em uma população, maior a chance de que alguns indivíduos tenham características que permitam sobreviver a mudanças, como doenças, secas ou novos poluentes. Populações com pouca diversidade podem desaparecer de uma vez.

Volte ao começo: gêmeos idênticos têm o mesmo DNA no nascimento, mas mutações somáticas acumuladas ao longo da vida (por UV, por exemplo) podem fazer um deles desenvolver câncer; e os pais saudáveis de Ana eram portadores de um alelo recessivo, que se juntou em um filho.

Resumo

• Mutação é uma alteração permanente no DNA ou nos cromossomos; surge por erros de cópia ou por agentes mutagênicos.

• Gênicas: substituição (silenciosa, de sentido trocado, sem sentido) e inserção/deleção, que pode mudar o quadro de leitura.

• Cromossômicas: numéricas (aneuploidias como a trissomia do 21, poliploidia) e estruturais (deleção, duplicação, inversão, translocação).

• Somática não é herdada; germinativa pode ser transmitida aos filhos.

• O aconselhamento genético estima riscos (probabilidades), não dá garantias.

• Mutações geram variabilidade genética; a seleção natural escolhe o que é vantajoso em cada ambiente.