Mutações gênicas: erros espontâneos ou agentes mutagênicos?

Os estudos dos ácidos nucléicos, das células germinativas e das mutações são de suma importância para a genética. Em especial para a genética médica, devido a inúmeras doenças associadas a fatores genéticos. Basta a alteração de uma base nitrogenada em determinados sítios do DNA para que um aminoácido seja substituído por outro no produto gênico. Tal tipo de mutação é chamada mutação de ponto de sentido trocado; pois mudam o “sentido” do filamento codificante do gene especificando um aminoácido diferente. Mais de 50% de todas as mutações relatadas como causadores de distúrbios genéticos em humanos associam-se a esse tipo de mutação gênica.

Toda população tem genótipos mutantes para as mais variadas características. Imaginou se você fosse um mutante que enxergasse perfeitamente embaixo d ‘água? Ou se pudesse ficar sem respirar por mais de 10 minutos?!

Eventos mutacionais acontecem o tempo todo nos organismos. Eles têm papel primordial na adaptação, sobrevivência e geração de novas espécies, podendo acontecer através de duas formas: erros espontâneos durante a replicação do DNA ou induzidas por agentes mutagênicos.

Como acontecem as mutações?

Ainda que a replicação do DNA ocorra virtualmente sem erros, ocasionalmente isso acontece, mesmo com os mecanismos de checkpoint – sistema de reparo – e outras artimanhas. Visando diminuir erros, uma vasta gama de enzimas trabalha de forma sincronizada. Estas se responsabilizam pela reprodução fiel de novas moléculas de DNA. A enzima DNA polimerase, como forma de prevenir falhas, adiciona um a um os nucleotídeos complementares a fita molde de DNA. 

Os maiores indutores de mutações são os agentes mutagênicos. Estes causam injúrias na estrutura do material genético. São exemplos de agentes mutagênicos: raios ultravioletas (UV), determinadas substâncias, choques térmico, hiperbárico e elétrico. Tais agentes aumentam muita a frequência de falhas genéticas. Obviamente que tudo depende do tempo de exposição e da predisposição do indivíduo.

Em muitos seres, não somente humanos, os raios UV podem causar câncer de pele. Diversas substâncias encontradas nos cigarros, fumo de mascar e derivados, são agentes mutagênicos e induzem a diversos tipos de câncer. Enquanto o choque térmico, relacionado ao excesso de bebidas extremamente quentes, pode causar câncer de boca, garganta, esôfago e até estomacal. Os choques hiperbárico e elétrico são usados em experimentos como peixes e anfíbios por agirem como mutágenos e causar erros de disjunção cromossômica.

Tipos de mutações gênicas

Primeiramente, um equívoco muito frequente deve ser esclarecido em relação ao vocábulo mutação. Embora seja comum o uso do termo “mutações cromossômicas” ele está incorreto. Erros genéticos envolvendo cromossomos tem o nome de “alterações cromossômicas”. Essa diferença é justamente para evidenciar que a única forma de aparecimento de um novo gene, ou alelo, é através da inserção ou de deleção de bases nitrogenadas. Além de distinguir erros genéticos envolvendo genes de erros genéticos envolvendo cromossomos. Podemos, baseado nisso, classificar as mutações gênicas segundo quantidade de bases alteradas: 

1. Mutação de Ponto (SNP – Single Nucleotide Polymorphism): somente uma base nitrogenada é alterada.
2. Micro mutações: algumas bases nitrogenadas estão envolvidas, divide-se em microdeleções e microduplicações.

As mutações também podem ser classificadas conforme outras abordagens. Em relação ao resultado da mutação, as mutações gênicas podem ser classificadas como: silenciosa, sem sentido, sentido trocado e mudança na matriz de leitura. Enquanto, do ponto de vista evolutivo, as mutações podem ser categorizadas em neutra, vantajosa ou desvantajosa. Entretanto, do ponto de visto do grupo de bases nitrogenadas, as mutações podem ser de dois tipos: sinônimas, quando uma purina ou pirimidina é trocada por outra base do mesmo grupo, ou não sinônimas, quando uma purina é trocada por uma pirimidina ou vice versa.

Quanto a sua detecção, apenas por meio de marcadores genético moleculares ou sequenciamento genético que as mutações gênicas podem ser diagnosticadas.

Mutações gênicas: efeitos sobre as populações

Genótipos diferentes surgem frequentemente nas populações devido a falhas genéticas. Como a maioria é neutra, nem todas são perceptíveis, podendo ser muito sutis ou mesmo em nível molecular. O que significa que não influenciam diretamente na sobrevivência e/ou na capacidade do organismo de deixar descendentes férteis. Justamente por não influenciar em nada podem persistir em uma população sem serem notadas. A polidactilia é um exemplo de fenótipo oriundo de uma mutação neutra pois não impede o indivíduo de levar uma vida normal.

Ao contrário de uma mutação gênica neutra, uma mutação desvantajosa pode ter sua frequência reduzida na população devido a seleção natural. Ou seja, influenciam diretamente na sobrevivência e/ou capacidade do indivíduo em deixar descendentes férteis. Como exemplo temos a distrofia muscular de Duchenne, a de maior incidência entre as distrofias musculares. 

Uma mutação gênica vantajosa, como o nome sugere, proporciona um fenótipo que dá vantagem para o indivíduo sobre os demais integrantes da população. Tal mutação tende a ter sua frequência aumentada devido a seleção natural. Lembram-se da pergunta no início desse artigo? Existem pessoas detentoras de mutações ligadas àquelas habilidades. Os indivíduos da tribo Moken podem enxergar perfeitamente a mais de 20m de profundidade, enquanto os integrantes da tribo Bajau podem mergulhar em condições de apnéia por até 13 minutos a uma profundidade de cerca de 70m. Parece ficção, mas elas não são descendentes do Aquaman.

É muito provável que esses genótipos mutantes se deram em populações pequenas que ficaram isoladas milhares de anos. Sem manter fluxo gênico com outras populações, dentro de um contexto de sobrevivência específico – provavelmente do mar vinha sua maior fonte de sustento – seus fenótipos, consequentemente, seus genes, estão intimamente condicionados ao seu modo de sobrevivência. O povo Bajau e o povo Moken são exemplos de como fenótipos ligados a mutações gênicas, ao passar pelo crivo da seleção natural, fixam-se numa população por contribuir com a sobrevivência desta no ambiente.

Referências

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NUSSBAUM, R.L.; McINNES, R.R.; WILLARD, H.F. Thompson & Thompson. Genética Médica. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.