Mutação e Recombinação

A mutação introduz novas variantes numa sequência e a recombinação embaralha as existentes, e juntas geram a variação genética da qual dependem a hereditariedade e a evolução.

Definition

Uma mutação é uma mudança hereditária na sequência de nucleotídeos do DNA, e a recombinação é a troca ou rearranjo de segmentos de DNA entre moléculas, ambos alterando a informação genética transmitida aos descendentes.

Scope

Este tópico abrange as classes de mutação, incluindo substituições pontuais, inserções e deleções, mudanças de quadro de leitura e rearranjos cromossômicos, a distinção entre mutação espontânea e induzida, mutagênicos e o teste de Ames, a natureza aleatória da mutação conforme demonstrado pela análise de flutuação, e a recombinação homóloga como um mecanismo para troca e reparo de DNA. Ele trata da origem e troca de variantes de sequência; os padrões de sua herança e frequência em populações são abordados em outro lugar.

Core questions

• Quais são as principais classes de mutação e como elas afetam o produto de um gene?
• Como as mutações espontâneas e induzidas diferem em origem e taxa?
• Como a análise de flutuação mostrou que as mutações surgem aleatoriamente em vez de em resposta à seleção?
• Como a recombinação homóloga troca material genético e repara quebras?

Key concepts

• Mutações pontuais: missense, nonsense, silenciosa
• Inserções, deleções e mudanças de quadro de leitura
• Mutação espontânea versus induzida e mutagênicos
• O teste de flutuação de Luria-Delbrück
• Recombinação homóloga e crossing over

Mechanisms

As mutações surgem de erros de replicação, alterações químicas espontâneas como a desaminação, e danos por radiação ou mutagênicos químicos; a recombinação ocorre através do alinhamento de sequências homólogas, troca de fitas e resolução das moléculas conjuntas resultantes, um processo que também serve para reparar quebras de fita dupla.

Clinical relevance

A mutação subjaz a doenças hereditárias e às alterações somáticas que impulsionam o câncer, o teste de mutagênicos informa a avaliação de riscos químicos e de radiação, e a recombinação é explorada na segmentação de genes e na edição de genomas baseada em CRISPR através do reparo direcionado por homologia.

History

Muller demonstrou em 1927 que os raios X induzem mutações, o teste de flutuação de Luria e Delbrück de 1943 mostrou que as mutações bacterianas surgem espontaneamente e independentemente da seleção, e a descoberta de McClintock de elementos transponíveis revelou que os genomas podem se rearranjar.

Key figures

• Hermann Muller
• Salvador Luria
• Max Delbrück
• Barbara McClintock

Seminal works

• lutherbach1943

Frequently asked questions

Qual a diferença entre uma mutação missense e uma mutação nonsense?

Uma mutação missense altera um códon para que ele especifique um aminoácido diferente, enquanto uma mutação nonsense altera um códon para um sinal de parada, truncando a proteína prematuramente.

As mutações são sempre prejudiciais?

Não. Muitas mutações são neutras e não têm efeito detectável, algumas são prejudiciais e algumas são benéficas; é essa variação, incluindo a rara mudança vantajosa, que fornece a matéria-prima para a evolução.