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Mutagénese aleatória por transposões

Publicado em 28/06/2005 

Os cromossomas de bactérias, vírus e células eucariotas contêm fragmentos de DNA capazes de se mover de uma localização para outra no genoma, sendo o processo denominado transposição. A transposição é um fenómeno natural que ocorre in vivo, sendo que a movimentação de segmentos de DNA no genoma se deve à presença de elementos genéticos especiais designados transposões.
O elemento genético mais simples capaz de se mover no genoma designa-se sequência de inserção (IS) (Figura). Têm um comprimento que varia entre 750 a 1500 pares de bases e são constituídas por genes que codificam a enzima transposase, capaz de promover o processo de transposição, ladeada por duas sequências idênticas e invertidas designadas por “inverted repeats” (IR). As IR são os locais de reconhecimento da enzima transposase, que promove a movimentação no genoma da sequência de inserção e depois a introdução dessa mesma sequência num local aleatório do mesmo. Note-se que a sequência de inserção não transporta informação genética adicional, para além daquela necessária para que se dê a movimentação no genoma.

Por outro lado os transposões (Figura) são elementos genéticos móveis de maior dimensão constituídos por duas sequência de inserção (IS) que ladeiam um ou mais genes que este transporta. Alguns desses genes conferem por exemplo resistência a antibióticos, produção de toxinas, enzimas degradativas entre outros.

Os transposões inserem-se aleatoriamente no genoma, podendo inserir-se na região codificante ou regulatória de um determinado gene, conduzindo à perda da função do mesmo e dando origem a uma mutação.
Assim a utilização laboratorial de transposões permite promover mutações aleatórias no genoma de bactérias, num processo denominado Mutagénese Aleatória (por recurso a transposões).

Neste caso os transposões são clonados num plasmídeo não replicativo no hospedeiro onde se pretende induzir a mutação. Esses plasmídeos são introduzidos nas células do hospedeiro, e as sequências de inserção que constituem o transposão vão permitir a inserção do elemento genético num local aleatório do genoma. De um modo geral, os transposões utilizados para levar a cabo processos de mutação aleatória contêm genes que conferem resistência a um antibiótico, permitindo seleccionar as colónias onde houve inserção do transposão no genoma. Por outro lado, o facto do plasmídeo (contendo o transposão) ser não replicativo garante que só há células resistentes ao antibiótico se tiver havido inserção do transposão no seu genoma.

A estratégia de indução de mutações aleatórias recorrendo a transposões foi utilizada para identificar o agrupamento de genes na biossíntese do exopolissacárido cepaciano (EPS) produzido por estirpes complexo Burkhoderia cepacia. Foi então iniciado um trabalho laboratorial que levou à obtenção de mutantes de B. cepacia não produtores de cepaciano, e que culminou na identificacão do agrupamento de genes envolvido na sua biossíntese.

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