SÍNTESE PROTÉICA E MUTAÇÕES GÊNICAS
Os processos de duplicação do DNA e de transcrição gênica dependem do emparelhamento correto de bases nitrogenadas do DNA e do RNA. Erros no emparelhamento ocorrem com freqüência, e alguns não são corrigidos pelas enzimas de reparo presentes no núcleo da célula. Se erros no posicionamento das bases nitrogenadas do DNA atingem células da linhagem germinativa, essas mutações são transmitidas para as próximas gerações.
Trataremos aqui das chamadas mutações pontuais , que podem provocar alterações em um gene devido a pequenas mudanças na seqüência ou no número de nucleotídeos.
Mutações pontuais podem ser causadas pela substituição de um nucleotídeo por outro. De acordo com o código genético, um aminoácido pode ser determinado por mais de um códon; algumas mutações, portanto, não alteram a seqüência de aminoácidos produzida pelo gene modificado e a sua função permanece a mesma.
Por exemplo:
O aminoácido Prolina pode ser determinado pelos códons de RNA: CCC, CCA, CCU ou CCG. Portanto, uma mutação na 3ª base desses códons não provocaria mudança na seqüência de aminoácidos da cadeia polipeptídica.
As mutações desse tipo são chamadas “silenciosas” e são bastante freqüentes; elas são responsáveis por uma variabilidade genética que é sempre maior do que a diversidade de características.
Existem mutações que alteram a proteína, pois causam a substituição de um aminoácido na proteína em formação. As conseqüências podem ser graves, alterando completamente a forma espacial e a função da proteína. É o caso da substituição de um nucleotídeo no gene responsável pela produção da hemoglobina, em que o códon CTA passa a ser CAA. Com isso, há substituição de um aminoácido na cadeia polipeptídica (Aspartato ou Ácido aspártico ® Valina), que resulta na produção de hemoglobina defeituosa, causando uma doença chamada anemia falciforme.
Há casos em que mutações na seqüência de nucleotídeos e de aminoácidos não resultam na perda ou alteração da função da proteína. Certas regiões de uma molécula podem não ser essenciais ao seu funcionamento. A insulina, por exemplo, é um hormônio presente em todos os vertebrados, mas a molécula não é idêntica em todas as espécies. Quando comparamos a seqüência de aminoácidos da insulina de duas ou mais espécies diferentes, observamos alterações na seqüência que, no entanto, não prejudicam a forma e a função dessa proteína. Dizemos então que ocorreram “mutações funcionalmente neutras”, conservadas no genoma dos indivíduos ao longo das gerações. Por outro lado, existem regiões responsáveis pela forma tridimensional da proteína, garantindo assim a sua função – se essas regiões essenciais apresentarem mutações na seqüência de aminoácidos, a molécula não se torna viável. O mesmo padrão foi encontrado no estudo comparativo de outras moléculas, como a hemoglobina e as enzimas da cadeia respiratória.
Nem todas as mutações gênicas são substituições de bases. Às vezes um nucleotídeo pode ser inserido ou excluído da seqüência de bases do DNA. No processo de síntese protéica, cada trinca de bases corresponde a um determinado aminoácido; se uma base é adicionada ou excluída da seqüência, todos os códons seguintes se alteram, comprometendo a produção da proteína a partir do ponto onde ocorreu a inserção ou perda do nucleotídeo.
MUTAÇÃO GÊNICA E EVOLUÇÃO
As mutações gênicas são importantes para a evolução biológica, pois elas produzem uma diversidade genética que pode ser expressa como uma variabilidade de características as quais serão selecionadas ou não pelas condições do ambiente.
As freqüências das mutações variam de acordo com o tipo do gene e do organismo em que esse gene pode ser encontrado. Algumas mutações prejudicam o indivíduo portador, enquanto outras são neutras, isto é, não afetam a sobrevivência do organismo. Em determinadas situações, uma mutação gênica pode levar à produção de uma característica favorável à sobrevivência do indivíduo em um ambiente, aumentando, assim as chances de sucesso na reprodução. Dessa forma, o material genético alterado será transmitido para as próximas gerações, enquanto o gene original pode desaparecer do conjunto de genes daquela espécie.
Se considerarmos que todos os seres vivos possuem o mesmo tipo de material –
DNA, RNA e proteínas –, temos um forte indício de que todos surgiram de um mesmo ancestral. Assim sendo, milhares de mutações foram se acumulando a partir das primeiras células que se formaram, gerando toda a diversidade de organismos que conhecemos hoje. Estabelecer comparações entre seqüências de DNA, RNA ou de proteínas e encontrar mutações é uma ferramenta moderna na determinação de re lações de parentesco evolutivo entre seres vivos.
Outra evidência molecular utilizada nos estudos sobre evolução é a presença de
pseudogenes no genoma de diversos seres vivos. Pseudogenes são vestígios de genes que perderam sua função devido a mutações em sua seqüência de bases, mas que continuam presentes no material genético. O estudo das relações entre um pseudogene encontrado em uma espécie e o gene funcional correspondente pode fornecer dados sobre o grau de parentesco evolutivo entre os organismos portadores desses genes/pseudogenes.
