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mutação nonsense

Genética / Biologia molecularMultissistêmicoMusculoesquelético (Distrofia muscular de Duchenne)Hematológico (beta-talassemia)Respiratório (fibrose cística)

Resumo

Uma mutação nonsense é uma mutação pontual que transforma um códon que especifica um aminoácido em um códon de parada prematuro (UAA, UAG ou UGA). Isso produz uma proteína truncada, geralmente não funcional, e o mRNA costuma ser degradado pelo decaimento mediado por mutações nonsense. É uma causa clássica de doença grave por perda de função.

Detalhes

**Definição:** Substituição de um único nucleotídeo que converte um códon de sentido (sense) em um códon de parada. Os códons de parada são UAA ("U Are Annoying"), UAG ("U Are Gone") e UGA ("U Go Away"). A tradução termina precocemente, de modo que a proteína fica truncada.

**Fisiopatologia:** - O ribossomo termina a tradução no códon de terminação prematuro (PTC). O polipeptídeo truncado geralmente não tem domínios funcionais importantes e é instável. - Se o PTC estiver a mais de cerca de 50-55 nucleotídeos a montante da última junção éxon-éxon, o **decaimento do mRNA mediado por mutações nonsense (NMD)** degrada o transcrito. Isso impede a produção de proteínas truncadas potencialmente nocivas. O resultado é, na prática, um alelo nulo (perda de função). - Um PTC no último éxon ou próximo da extremidade 3' pode escapar do NMD. A proteína truncada pode então ser produzida e, às vezes, atuar de forma dominante negativa. - O efeito costuma ser mais grave quanto mais precoce (mais 5') for o surgimento do códon de parada.

**Comparação com outras mutações pontuais (alto rendimento):** - **Silenciosa:** alteração do códon sem troca de aminoácido (posição de oscilação, wobble). Sem efeito. - **Missense:** um aminoácido é substituído por outro. O efeito varia. Exemplo: anemia falciforme (Glu→Val na posição 6 da β-globina). - **Nonsense:** um códon de aminoácido se torna um códon de parada. Gera uma proteína truncada e geralmente é a mutação pontual mais grave. - **Frameshift (mudança do quadro de leitura):** inserção ou deleção de um número de nucleotídeos não divisível por 3. O quadro de leitura se desloca e, em geral, surge uma parada prematura a jusante. Exemplos: doença de Tay-Sachs (inserção de 4 pb em *HEXA*), muitos casos de fibrose cística e distrofia muscular de Duchenne. - **Sítio de splicing:** mutação no sítio de splicing que altera o processamento do mRNA.

**Exemplos clínicos:** - **Distrofia muscular de Duchenne:** as mutações em *DMD* (distrofina) geralmente são frameshift ou nonsense, causando ausência de distrofina. A distrofia muscular de Becker tem deleções em fase (in-frame) que deixam uma distrofina parcialmente funcional. - **β⁰-talassemia:** mutações nonsense (como a do códon 39 C→T) no gene da β-globina causam ausência de produção da cadeia β. Mutações em sítios de splicing e no promotor causam doença β⁺ ou β⁰. - **Fibrose cística:** as mutações de classe I do *CFTR* (como G542X e W1282X) são mutações nonsense que causam ausência de produção da proteína. - **Outros:** alguns casos de hipercolesterolemia familiar (*LDLR*), câncer hereditário de mama e ovário por *BRCA1/2* e perda de supressores tumorais em *APC* (polipose adenomatosa familiar) e *TP53*.

**Relevância terapêutica:** - **Agentes de readthrough** (como ataluren e aminoglicosídeos, por exemplo gentamicina) promovem a leitura contínua ribossômica (read-through) dos códons de parada prematuros ao permitir a inserção de um tRNA quase cognato. Foram estudados na distrofia muscular de Duchenne e na fibrose cística por mutação nonsense, com eficácia limitada ou variável. O ataluren não recebeu aprovação da FDA. - **Oligonucleotídeos antisense de salto de éxon** (como eteplirseno) são usados na DMD para restaurar o quadro de leitura, principalmente em deleções que causam frameshift.

**Pérolas para a prova:** - Uma mutação nonsense causa uma **proteína encurtada**. Ela não altera o tamanho da proteína da mesma forma que uma deleção em fase. - Mutações no meio de um gene dão as proteínas mais truncadas. Mutações próximas da extremidade 3' podem deixar função parcial. - Lembre-se do trio: **silenciosa (igual), missense (diferente), nonsense (parada)**. - Ordem geral de gravidade das mutações: frameshift e nonsense > missense > silenciosa. - Os aminoglicosídeos normalmente causam leitura errada do mRNA ao se ligar à subunidade 30S em bactérias. Em doses altas, também podem causar readthrough em eucariotos, o que é a base do seu uso em pesquisas sobre mutações nonsense.

Fontes

  • First Aid for the USMLE Step 1 (Biochemistry: Genetics - Mutations in DNA)
  • Pathoma / Sketchy Medical (Biochemistry: DNA mutations)
  • Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease (Genetic Disorders chapter)
  • Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry (Protein Synthesis, Mutations)
  • Thompson & Thompson Genetics in Medicine

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