O Exercício Biologia Molecular

1 - Mutação pontual refere-se à alteração de um único par de bases do DNA ou de um pequeno número de pares de bases adjacentes. Os dois principais tipos são substituições de bases e inserções ou deleções. As substituições de bases são mutações nas quais um par de bases é substituído por outro. Podem ser divididas em dois subtipos: transições e transversões. Uma transição é a substituição de uma base por outra da mesma categoria química. Uma purina é substituída por outra purina (A por G ou G por A) ou uma pirimidina é substituída por outra pirimidina (C por T ou T por C). Uma transversão é a substituição de uma base de uma categoria química por uma base de outra categoria. Tanto uma pirimidina é substituída por uma purina (C por A, C por G, T por A ou T por G) quanto uma purina é substituída por uma pirimidina (A por C, A por T, G por C ou G por T). As mutações de inserção ou deleção são, na verdade, inserções ou deleções de pares de nucleotídeos. No entanto, por convenção consideram-se inserções ou deleções de pares de bases, podendo haver adição ou perda de um único par de bases ou até mesmo de múltiplos pares de bases simultaneamente.

2 - Nessas mutações, um aminoácido pode ser substituído por um aminoácido quimicamente diferente, pois sua cadeia lateral é modificada, provocando uma alteração de codificação nos aminoácidos que estão próximos ao aminoácido afetado. Por exemplo, a anemia falciforme ocorre quando há uma modificação no arranjo da hemoglobina, com a alteração do aminoácido GAG (que codifica a glutamina) para GTG (que codifica a valina) na sua cadeia lateral.

3 - A epigenética refere-se aos fenótipos e processos que são transmitidos para outras células e às vezes, a futuras gerações, mas não são o resultado das diferenças na sequência de bases do DNA. Os efeitos epigenéticos são causados por mudanças na expressão gênica resultantes de alterações à estrutura de cromatina ou outros aspectos da estrutura do DNA, como a metilação do DNA.

epi significa sobre ou acima. Sendo assim, a epigenética explora os mecanismos de controle da expressão que estão acima do genoma.

Mecanismos da epigenética:

Metilação do DNA: A metilação do DNA ocorre principalmente nas bases citosina, as quais são convertidas em 5-metilcitosina pelas enzimas DNA-metiltransferases. A metilação geralmente ocorre em regiões chamadas ilhas CpG, onde citosinas metiladas estão adjacentes a guaninas, no sentido 5'-3', em uma mesma fita, resultando em duas citosinas metiladas localizadas diagonalmente uma à outra, uma em cada fita de DNA. A localização da metilação na sequência de um gene influencia o controle de sua expressão. Por exemplo, a metilação em região promotora da transcrição bloqueia a transcrição e, portanto, reprime a expressão do gene. Já a metilação no corpo do gene não tem esse efeito e, em alguns casos, pode até estimular a transcrição e ter efeito na recomposição do RNA mensageiro daquele gene. Além disso, a metilação é herdavel  ao longo das gerações de uma célula, visto que na replicação semiconservativa as células-mães impõem o padrão de metilação para as células-filhas.

Remodelamento da cromatina: Um modo de alterar a estrutura da cromatina pode ser simplesmente mover o octâmero de histonas ao longo do DNA. Sendo assim, as regiões do DNA que estão enroladas nos nucleossomos podem ser alteradas de célula para célula e ao longo do ciclo de vida de um organismo. A alteração da posição do nucleossomo é chamada remodelagem da cromatina e é uma parte integral da expressão gênica eucariótica.

Modificação covalente de histonas: As histonas estão organizadas no cerne do octâmero, com algumas de suas extremidades aminoterminais realizando contatos eletrostáticos com o esqueleto de fosfato do DNA circundante. Essas extremidades em protusão são denominadas caudas de histonas. Resíduos de aminoácidos básicos específicos (lisina e arginina) nas caudas de histonas podem ser modificados de modo covalente por meio da ligação de grupos acetil e metil. A modificação covalente das caudas de histonas contribui para um código de histonas, onde a informação é armazenada nos padrões de modificação de histonas, em vez de na sequência de nucleotídeos.