Missense Mutation Definition
A missense Mutation é um tipo de mutação pontual em que um aminoácido diferente é colocado dentro da proteína produzida, que não a original. No processo de conversão do DNA em proteína, a linguagem do DNA deve ser traduzida para a linguagem das proteínas. Durante este processo, uma mudança na estrutura do ADN, ou uma mutação, pode alterar a sequência de aminoácidos que cria uma proteína. Se não alterar a estrutura ou função da proteína, pode ser considerada uma mutação silenciosa. Se alterar a proteína, é considerada uma mutação falsa.
A imagem acima mostra várias mutações pontuais, e os seus efeitos sobre o aminoácido resultante. O ADN é lido em unidades de três, chamadas códones. Estes códons requerem um de 21 aminoácidos, que o complexo ribossómico irá reunir em ordem através da leitura do RNA do mensageiro, ou mRNA. Se houver 3 pontos num códão, e 4 possíveis nucleótidos a entrar nesse ponto, os códões podem pedir 64 sinais diferentes. Uma vez que existem apenas 21 aminoácidos, muitos destes códões exigem o mesmo aminoácido. Se uma mutação exigir o mesmo aminoácido que antes da mutação, é considerada silenciosa.
Por outro lado, vários outros códões também exigem sinais para parar e processar a proteína. Neste caso, em vez de adicionar um aminoácido, a sequência é terminada e a proteína é ejectada do ribossoma. Neste caso, a mutação seria uma mutação sem sentido, porque a proteína estaria incompleta. Uma mutação de sentido errado continua a cadeia da proteína, mas também pode interferir com o funcionamento da proteína. Para tal, existem dois tipos básicos de mutação missense.
Tipos de mutação missense
Conservador
Numa mutação missense conservadora, o aminoácido substituído é semelhante em função e forma ao aminoácido que está a ser substituído. Uma mutação conservadora de missense pode resultar em perda de função, mas pode ser apenas menor. No contexto da genética e ecologia da população, uma mutação missense pode não ser necessariamente uma coisa negativa. Uma função lenta ou ligeiramente alterada de uma proteína pode de facto aumentar a aptidão de um organismo. Se o produto da proteína precisar de ser regulado, ou estiver actualmente a dificultar a aptidão do organismo, uma mudança pode ser benéfica. Uma mutação falsa conservadora altera tipicamente a função de uma proteína menos drasticamente do que o outro tipo de mutação falsa.
Não-conservadora
Numa mutação falsa não conservadora, um tipo completamente diferente de aminoácido é adicionado à cadeia. Quando um aminoácido polar estava presente, um aminoácido não polar será adicionado. Este tipo de mutação missense pode alterar grandemente a função de uma proteína, uma vez que irá provavelmente alterar a forma e estrutura da proteína.
Proteínas têm vários níveis de estrutura, todos os quais dependem do ADN. Se uma mutação falsa alterar um aminoácido, primeiro altera a estrutura primária, ou a sequência básica de aminoácidos. A estrutura secundária das proteínas consiste em padrões e estruturas formadas por interacções entre estes aminoácidos. Uma mutação missense pode perturbar completamente uma forma como uma hélice alfa ou uma folha beta. Estas estruturas podem ser cruciais para a estrutura terciária global da proteína, ou para a sua forma e tamanho gerais. Esta estrutura informa a forma como a proteína interage com outras moléculas dentro do ambiente. Uma mutação não conservadora de falta de sentido pode alterar completamente estas interacções. Ao nível final da estrutura da proteína, estrutura quaternária, uma mutação falsa pode mesmo impedir uma proteína de se juntar a um complexo proteico maior do qual se pretende fazer parte. Isto pode tornar inúteis vias bioquímicas inteiras, ou dar-lhes um uso completamente novo.
Missense Mutation Example
Um exemplo comum e bem conhecido de uma mutação falsa é a anemia falciforme, uma doença do sangue. As pessoas com anemia falciforme têm uma mutação missense num único ponto do ADN. Esta mutação falsa requer um aminoácido diferente, e afecta a forma geral da proteína produzida. Isto, por sua vez, faz com que toda a forma das células sanguíneas seja diferente. As pessoas com a doença apresentam sintomas de não serem capazes de adquirir oxigénio de forma eficiente, e experimentam a coagulação do sangue. No entanto, estão parcialmente protegidas de parasitas que vivem nas células sanguíneas. A malária é uma doença causada por estes parasitas, e as pessoas com anemia falciforme têm uma defesa inerente contra o parasita. As suas células sanguíneas em forma de foice não podem suportar o ciclo de vida do parasita.
A mutação falsa que causa tudo isto é a diferença de um nucleótido. É primeiro traduzido em mRNA, depois em proteína. A mutação do missense provoca a colocação de um valine onde normalmente vai um ácido glutâmico. Esta mutação de missense não conservadora faz com que a forma da proteína, a hemoglobina, mude. Onde a hemoglobina normal se separa, a hemoglobina mutada forma longas cadeias. Estas cadeias, quando incorporadas nas células sanguíneas, alteram a sua forma e forçam-nas a formar uma foice. Isto pode ser visto na imagem abaixo.
Muitas outras anemias e várias doenças genéticas são causadas por uma mutação falsa. Todas as proteínas são dependentes da sequência de aminoácidos que a compõe. Embora as mutações possam por vezes trazer benefícios a um organismo, elas perturbam mais frequentemente um processo estável e dependente. Ao perturbar mesmo uma única proteína, as células podem ficar sem função, ou pelo menos lutar para funcionar.
Quiz
1. Qual dos seguintes é uma mutação missense?
A. Serine é um substituto de Serine
B. Arginina é substituída por Glutamina
C. Um sinal STOP é substituído por Cysteine
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2. Qual das seguintes seria a pior mutação?
A. Missense Mutation
B. Mutação Sem Senso
C. Depende…
D. XXXX
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3. A anemia falciforme, e algumas outras doenças genéticas, repetem-se a taxas baixas e constantes em algumas populações. Porque é que isto?
A. As mutações são parcialmente benéficas
B. As mutações de ponto único são mais prováveis do que outras
C. Ambas
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