Entendendo as Mutações do DNA e Seu Impacto
Explore a natureza e os efeitos das mutações no DNA.
Nishita Deka, Nand Kishor Gour, Pradeep Pant, Siddhartha Shankar Satapathy, Nasimul Hoda, Ramesh Chandra Deka, Suvendra Kumar Ray
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Índice
- O Que São Mutações no DNA?
- Quantas Maneiras As Bases Podem Trocar?
- Por Que Vemos Mais Transições do Que Transversões?
- A Frequência de Diferentes Mutações
- O Que Causa Essas Mutações?
- Como Os Cientistas Estudam Essas Mutações?
- O Processo de Pesquisa
- Principais Descobertas
- E Agora?
- Conclusão: Uma Receita Pra Vida
- Fonte original
O DNA é tipo uma receita pra vida, feito de blocos de construção chamados bases. Às vezes essas bases podem trocar de lugar, mudando a receita. Essas mudanças são chamadas de Mutações. Você pode pensar nisso como um erro de digitação em um livro de receitas - pode resultar em um prato mais gostoso ou em algo que dá muito errado!
O Que São Mutações no DNA?
Mutações no DNA acontecem quando uma base é trocada por outra. Existem dois tipos principais dessas mutações:
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Transições: Isso acontece quando uma base que é uma purina (pensa nela como um cara alto) troca com outra purina, ou uma pirimidina (o cara baixinho) muda por outra pirimidina. Em termos mais simples, é como um jogador de basquete trocando a camisa com outro jogador do mesmo time.
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Transversões: Isso é quando uma purina troca com uma pirimidina. Imagina um jogador de basquete trocando a camisa com um jogador de futebol. Agora isso é uma mudança bem visível!
Quantas Maneiras As Bases Podem Trocar?
No DNA, cada base pode ser substituída por uma das outras três bases. Então, se fizermos uma continha, descobrimos que temos doze jeitos possíveis de isso acontecer! Desses, oito são transversões e quatro são transições.
Por exemplo, nas transições, temos pares como C indo pra T, ou A indo pra G. Por outro lado, as transversões incluem pares como A indo pra T ou C indo pra G.
Por Que Vemos Mais Transições do Que Transversões?
Mesmo que, teoricamente, deveria ter mais transversões rolando, isso não é o que vemos na natureza. Acontece que as transições ocorrem de duas a três vezes mais. Por quê? Bem, é principalmente por causa da forma do DNA. Imagina tentar enfiar uma peça quadrada em um buraco redondo – não vai dar certo! Isso é parecido com a forma de diferentes Pares de Bases; isso afeta a frequência das mutações.
A Frequência de Diferentes Mutações
Embora ambos os tipos de mutações possam acontecer, nem todas são criadas iguais. Por exemplo, mutações de C pra T (ou G pra A) tendem a acontecer mais frequentemente do que T pra C (ou A pra G). Da mesma forma, quando se trata de transversões, a mudança de G pra T geralmente é mais comum que muitas das outras.
O Que Causa Essas Mutações?
Mutações podem ser causadas por várias coisas, incluindo como as bases se emparelham. Algumas bases gostam mais de ficar juntas do que outras, e isso pode levar a mudanças com o tempo. Fatores como danos no DNA e erros durante a reparação também podem aumentar as chances de mutações.
Como Os Cientistas Estudam Essas Mutações?
Pra entender como essas mutações acontecem, os cientistas podem calcular as energias de ligação dos pares de bases do DNA. Em termos simples, menor Energia de Ligação significa uma conexão mais forte entre as bases, enquanto energia mais alta significa uma conexão mais fraca. É como pensar em quão firmemente dois dançarinos se seguram. Quanto mais apertado o abraço, menos provável é que eles soltem e girem em direções diferentes!
O Processo de Pesquisa
Em estudos recentes, os pesquisadores usaram um método de computador pra descobrir quão estáveis são os diferentes pares de bases. Eles criaram diferentes combinações de bases e calcularam a energia associada a cada emparelhamento. É como dar uma olhada em quão bem uma receita funciona com base nos ingredientes usados e como eles se grudam.
Principais Descobertas
Os pesquisadores descobriram que os pares de bases que resultam em transições eram mais estáveis em comparação com os que levam a transversões. Isso significa que a receita de um prato que foi levemente alterada (transição) geralmente se mantém melhor do que uma que sofreu uma mudança mais significativa (transversão).
E Agora?
Enquanto esse estudo joga luz sobre como as mutações ocorrem, ainda deixa algumas perguntas sem resposta. Os cientistas estão animados pra explorar mais, incluindo verificar como essas mutações afetam toda a fita de DNA e a forma geral da dupla hélice do DNA.
Conclusão: Uma Receita Pra Vida
Mutações no DNA são uma parte natural da vida, assim como erros de digitação em livros de receitas. Às vezes levam a mudanças benéficas, enquanto outras vezes podem não ser tão úteis. Entender esses fenômenos pode ajudar em várias áreas, incluindo medicina e genética, levando a melhores receitas pra saúde e longevidade. Então, da próxima vez que você pensar em DNA, lembre-se: é uma história de trocas, mudanças e um toque de sorte!
Título: Higher frequency of transition mutation over transversion mutation in genomes: evidence from the binding energy calculation of base pairs using DFT
Resumo: Base substitution mutations such as transition (ti) and transversion (tv) in organisms are major driving force in molecular evolution. In this study, different possible types of base pairing that can cause ti and tv were investigated using the density functional theory (DFT) method. The chemical structures of bases as well as base pairs were optimized using B3LYP hybrid functional along with 6-31G(d,p) basis set. We performed single point energy calculation of all optimized species using the same functional but combined with higher diffuse and polarized basis set i.e. 6-311++G(d,p) to get more refined energy of all species. The binding energy of various base pairs was calculated considering basis set superposition error (BSSE) as well as without BSSE. The binding energy of the base pairs leading to ti was found to be more stable than that of the base pairs leading to tv. This was interesting considering the observations in organisms that tis are more frequent than tvs. Among the base pairs leading to the same ti, G(keto): T (enol) base pair was found to be more stable than A(imino):C(amino) base pair. This theoretical study of binding energy of different base pairs using the DFT method has provided additional evidences in support to the biological observations of a higher transition rate than transversion in genomes.
Autores: Nishita Deka, Nand Kishor Gour, Pradeep Pant, Siddhartha Shankar Satapathy, Nasimul Hoda, Ramesh Chandra Deka, Suvendra Kumar Ray
Última atualização: 2024-12-04 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625875
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625875.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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