---
title: "Mutações e variação genética"
book: "Biologia do ensino médio"
subject: biology
language: pt
chapter: 13
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/13-mutacoes-e-variacao-genetica
---

# Capítulo 13 — Mutações e variação genética

Nasce uma criança sem pigmento nenhum — cabelo branco, pele clara, olhos que não suportam luz forte — de dois pais comuns, de uma família sem história da condição. Uma colônia de bactérias que nunca encontrou um antibiótico contém, entre cem milhões de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell), algumas que já resistem a ele. Um jardineiro encontra um único ramo de uma roseira com flores de outra cor. Em cada caso uma sequência de [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information) mudou, uma vez, numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell); e em cada caso a mudança passa a ser copiada fielmente. Este capítulo trata dessas mudanças: o que elas são, de onde vêm, como a [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) as limita, e por que a vida depende de elas nunca pararem de todo.

## 13.1 O que é uma mutação

**Definição 13.1 (Mutação).**

Uma *mutação* é uma mudança na sequência de [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) de uma molécula de [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information), transmitida aos descendentes da [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) em que ela acontece. As mais comuns são as *mutações pontuais*, que afetam um ou poucos [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide):

- a *substituição* : um [nucleotídeo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) trocado por outro;
- a *inserção* : um ou mais [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) acrescentados;
- a *deleção* : um ou mais [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) retirados.

Mudanças maiores — um segmento duplicado, invertido, deslocado, ou um [cromossomo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/12-o-ciclo-celular-e-a-mitose#def-g11-cell-cycle-mitosis-chromosome) inteiro ganho ou perdido — também são mutações.

![Três mutações pontuais da mesma sequência (as letras estão agrupadas de três em três por uma razão explicada no ). Uma substituição muda uma posição; uma inserção ou uma deleção desloca tudo o que vem depois.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-mutations/fig-c14f4ff5cf77.svg)

*Três mutações pontuais da mesma sequência (as letras estão agrupadas de três em três por uma razão explicada no [Capítulo 14](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/14-do-gene-a-proteina#ch-g11-gene-expression)). Uma substituição muda uma posição; uma inserção ou uma deleção desloca tudo o que vem depois.*

**Proposição 13.2 (Onde as mutações acontecem, e a quem).**

Uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) que acontece numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) do corpo (uma *[mutação](#def-g11-mutations-mutation) somática*) é passada apenas aos descendentes daquela [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell): no máximo uma mancha de tecido, num só indivíduo. Uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) germinativa — um gameta ou uma das precursoras dele — é passada à descendência concebida a partir dela e a todas as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dessa descendência: uma *[mutação](#def-g11-mutations-mutation) germinativa* é o único tipo que entra na hereditariedade da [espécie](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/5-a-biodiversidade-em-todas-as-escalas#def-g10-biodiversity-scales-species). O ramo estranho da roseira é somático; a condição da criança sem pigmento veio de uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) germinativa em algum ancestral, carregada em silêncio por gerações.

**Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎

**Exemplo 13.3 (A frequência da mutação).**

A replicação deixa cerca de um erro por $10^9$ [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) ([Capítulo 11](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/11-a-replicacao-do-dna#ch-g11-dna-replication)). Um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) de $3000$ pares de bases é, portanto, copiado com erro cerca de uma vez a cada $300\,000$ replicações; um ser humano, cujo genoma é copiado umas $10^{16}$ vezes ao longo da vida, acumula mutações em cada [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) em muitas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell). Cada criança nasce com umas 60 mutações novas que nenhum dos pais carregava — quase todas nos 98% do genoma que não são [genes](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene).

## 13.2 Causas: espontâneas e induzidas

**Proposição 13.4 (Mutações espontâneas).**

As mutações surgem em toda [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell), na ausência de qualquer agente externo: dos raros pareamentos errados que escapam à conferência da polimerase, e da própria instabilidade química do [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information), cujas bases são danificadas milhares de vezes por dia por [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) pela água e pelas moléculas reativas do [metabolismo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) comum. Essas *mutações espontâneas* são *aleatórias*: elas acontecem em qualquer posição, a uma taxa que não depende de a mudança ser útil ou não à [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell).

**Evidências.** Lederberg (1952) espalhou numa placa bactérias nunca expostas a um antibiótico, deixou que crescessem em colônias, depois pressionou uma almofada de veludo sobre a placa e carimbou a marca dela — as mesmas colônias nas mesmas posições — em várias placas contendo o antibiótico. As poucas colônias resistentes apareceram nas *mesmas posições* em todas as placas com antibiótico. Como elas vinham das mesmas colônias da placa original, que nunca tinha visto o antibiótico, a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) de resistência existia antes da exposição: o antibiótico a revelou e não a causou. As mutações tinham acontecido ao acaso durante o crescimento das colônias, sem consideração pela utilidade futura delas. ∎

![A réplica em placa. As colônias crescidas sem antibiótico são carimbadas em placas com antibiótico. As colônias resistentes (em vermelho) aparecem em posições idênticas em todas as réplicas: a resistência existia nas colônias originais, antes de qualquer contato com o medicamento.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-mutations/fig-7850a4c61f55.svg)

*A réplica em placa. As colônias crescidas sem antibiótico são carimbadas em placas com antibiótico. As colônias resistentes (em vermelho) aparecem em posições idênticas em todas as réplicas: a resistência existia nas colônias originais, antes de qualquer contato com o medicamento.*

**Definição 13.5 (Mutágeno).**

Um *mutágeno* é um agente físico ou químico que eleva a taxa de [mutação](#def-g11-mutations-mutation) danificando o [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information). A luz ultravioleta solda timinas vizinhas uma à outra numa fita; os raios X e a radioatividade rompem as fitas; substâncias químicas como o benzopireno da fumaça do tabaco ou a aflatoxina de grãos mofados se prendem às bases e distorcem a hélice. Uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) exposta a um mutágeno carrega *mutações induzidas* além das espontâneas dela — ainda em posições aleatórias, apenas em maior número.

**Exemplo 13.6 (Ultravioleta em levedura).**

[Células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) de levedura espalhadas em placas e expostas à luz ultravioleta por tempos crescentes: depois de $10\,\mathrm{s}$ metade das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) deixa de formar colônia, depois de $20\,\mathrm{s}$ um quarto, depois de $30\,\mathrm{s}$ um oitavo — cada dose reduz os sobreviventes à metade. Entre os sobreviventes, a proporção de colônias com uma característica visivelmente mudada (cor, forma, incapacidade de crescer num certo açúcar) sobe de uma em um milhão para uma em mil. A lâmpada mata danificando o [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information) além do reparo, e provoca [mutação](#def-g11-mutations-mutation) danificando-o um pouco aquém disso.

![Sobrevivência de células de levedura em função da exposição ao ultravioleta. As células normais perdem metade do número delas a cada 10\, s; uma linhagem incapaz de reparar o dano do ultravioleta perde nove décimos a cada 10\, s. A diferença é o trabalho do reparo.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-mutations/fig-7c1581f9ac65.svg)

*Sobrevivência de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) de levedura em função da exposição ao ultravioleta. As [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) normais perdem metade do número delas a cada $10\,\mathrm{s}$; uma linhagem incapaz de reparar o dano do ultravioleta perde nove décimos a cada $10\,\mathrm{s}$. A diferença é o trabalho do reparo.*

![Duas placas semeadas com as mesmas bactérias. À esquerda: sem exposição, um tapete contínuo. À direita: depois da exposição ao ultravioleta, só as células cujo dano no DNA foi reparado a tempo cresceram em colônias.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-mutations/img-52abadf12f11.jpg)

*Duas placas semeadas com as mesmas bactérias. À esquerda: sem exposição, um tapete contínuo. À direita: depois da exposição ao ultravioleta, só as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) cujo dano no [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information) foi reparado a tempo cresceram em colônias.*

## 13.3 A célula reage: o reparo

**Proposição 13.7 (O reparo do DNA).**

Uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) sofre dezenas de milhares de lesões no [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information) por dia e quase não guarda nenhuma delas: sistemas de [enzimas](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) dedicados patrulham a [dupla-hélice](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#prop-g10-universal-dna-helix), reconhecem uma base danificada ou mal pareada, recortam o segmento defeituoso de uma fita e o reconstroem usando a outra fita como molde — a [complementaridade](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#prop-g10-universal-dna-helix) do [Capítulo 3](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#ch-g10-universal-dna) mais uma vez. Uma lesão só vira [mutação](#def-g11-mutations-mutation) se escapar do reparo antes de a replicação seguinte a copiar. O reparo é a razão de a taxa de [mutação](#def-g11-mutations-mutation) ser $10^{-9}$ e não $10^{-5}$.

**Evidências.** As pessoas com a condição hereditária chamada xeroderma pigmentoso não têm uma das [enzimas](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) que retiram o dano do ultravioleta. A pele delas, exposta à luz do dia comum, desenvolve cânceres mil vezes mais vezes que a pele normal e desde a primeira infância; protegida do sol, ela é normal. O mesmo ultravioleta, as mesmas lesões — mas sem o reparo as lesões ficam, e as mutações se acumulam nos [genes](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) que controlam a divisão celular ([Capítulo 17](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/17-dano-ao-genoma-e-cancer#ch-g11-cancer)). Linhagens de levedura e de bactérias sem [enzimas](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) de reparo mostram a mesma hipersensibilidade no laboratório. ∎

![A corrida entre o reparo e a replicação. Uma lesão recortada e refeita a partir da outra fita não deixa rastro; uma lesão ainda presente quando a forquilha passa é copiada para dentro da sequência e vira uma mutação.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-mutations/fig-646c2b3e3b0a.svg)

*A corrida entre o reparo e a replicação. Uma lesão recortada e refeita a partir da outra fita não deixa rastro; uma lesão ainda presente quando a forquilha passa é copiada para dentro da sequência e vira uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation).*

## 13.4 Consequências de uma mutação

**Proposição 13.8 (Da sequência ao fenótipo).**

Uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) transforma um [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) num [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) novo. O efeito dela depende de onde ela cai e do que ela faz com a [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) que o [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) codifica (o [Capítulo 14](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/14-do-gene-a-proteina#ch-g11-gene-expression) dá as regras):

- fora de qualquer [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) , ou numa posição que não muda a [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) : *sem efeito* — a grande maioria;
- dentro de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) , mudando um [aminoácido](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) : uma [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) que funciona um pouco diferente, ou não funciona, ou às vezes funciona melhor;
- dentro de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) , deslocando ou truncando a mensagem: em geral uma [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) que não funciona.

Se uma [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) mudada é prejudicial, neutra ou útil depende do ambiente: o mesmo [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) da hemoglobina é um fardo numa região sem malária e uma proteção onde a malária existe.

**Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎

**Exemplo 13.9 (Pigmento perdido, pigmento conservado).**

O pigmento melanina é fabricado por uma [enzima](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism). São conhecidas dezenas de mutações diferentes do [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) dela, cada uma produzindo uma [enzima](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) que não funciona e, numa pessoa que carregue dois desses [alelos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene), a condição sem pigmento da abertura do capítulo. Cada uma delas surgiu ao acaso, uma vez, numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) germinativa; a condição visível só aparece quando dois portadores passam os [alelos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) silenciosos deles à mesma criança. O mesmo [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene), num outro [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene), faz uma [enzima](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) ligeiramente menos ativa — e uma pele mais clara, comum em populações que viveram milênios em latitudes altas, onde um pouco menos de pigmento deixa a pele fabricar mais vitamina D a partir de um sol fraco.

**Proposição 13.10 (A mutação, fonte da diversidade).**

Todo [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) de todo [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) começou como uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) de um [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) anterior. A [mutação](#def-g11-mutations-mutation) é o único processo que cria [informação genética](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information) nova; o embaralhamento sexual do último ano apenas recombina o que a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) fez. Rara, aleatória e na maior parte das vezes neutra ou prejudicial no indivíduo, a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) é, apesar disso, o que fornece, ao longo das gerações, a variação de que depende a evolução do [Capítulo 5](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/5-a-biodiversidade-em-todas-as-escalas#ch-g10-biodiversity-scales).

**Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎

**Método 13.11 (Analisar uma mutação).**

1. Compare a sequência mutante com a original, letra por letra, e nomeie a mudança (substituição, inserção, deleção; quantos [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) ).
2. Localize-a: dentro de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) ou fora; se dentro de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) , veja se a leitura da mensagem fica deslocada.
3. Identifique a [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) em que ela aconteceu: somática (um indivíduo, um tecido) ou germinativa (transmitida).
4. Procure uma causa se a taxa for incomum (exposição a um [mutágeno](#def-g11-mutations-mutagen) , reparo defeituoso); caso contrário, atribua-a ao acaso.
5. Avalie a consequência no nível da [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families) , da [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) , do organismo e da população — nessa ordem, e num ambiente declarado.

**Observação 13.12 (Aleatório, com precisão).**

“Aleatório” não quer dizer que todas as posições sofram [mutação](#def-g11-mutations-mutation) por igual — algumas sequências são mais frágeis — nem que as mutações não tenham causa. Quer dizer que a ocorrência de uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) é independente de ela ajudar ou não a [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell): as bactérias resistentes ao antibiótico das placas de réplica não foram tornadas resistentes pelo antibiótico, e nenhum organismo consegue “decidir” sofrer [mutação](#def-g11-mutations-mutation) numa direção útil. Quem dirige é a seleção, depois; a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) apenas fornece.

## 13.5 Exercícios

**Exercício 13.1 ★.**

Defina [mutação](#def-g11-mutations-mutation) e cite os três tipos de [mutação](#def-g11-mutations-mutation) pontual.

**Solução de Exercício 13.1.**

Uma mudança na sequência de [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) do [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information), transmitida aos descendentes da [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell). Substituição, inserção, deleção.

**Exercício 13.2 ★.**

Compare `ATGCCTGAAT` com os mutantes `ATGCCAGAAT`, `ATGCCTGAT` e `ATGCCTTGAAT`. Nomeie cada [mutação](#def-g11-mutations-mutation).

**Solução de Exercício 13.2.**

`ATGCCAGAAT`: substituição (T por A na posição 6). `ATGCCTGAT`: deleção de um A. `ATGCCTTGAAT`: inserção de um T.

**Exercício 13.3 ★.**

Qual é a diferença entre uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) somática e uma germinativa? Qual delas importa para a hereditariedade?

**Solução de Exercício 13.3.**

Somática: numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) do corpo, transmitida apenas aos descendentes daquela [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dentro do indivíduo. Germinativa: num gameta ou numa precursora dele, transmitida à descendência e a todas as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dela. Só as mutações germinativas entram na hereditariedade.

**Exercício 13.4 ★.**

Cite três [mutágenos](#def-g11-mutations-mutagen) e, para um deles, o dano que ele causa ao [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-information).

**Solução de Exercício 13.4.**

Luz ultravioleta, raios X, benzopireno da fumaça do tabaco (e também a radioatividade, a aflatoxina). O ultravioleta solda duas timinas vizinhas de uma fita, distorcendo a hélice.

**Exercício 13.5 ★.**

O que um sistema de reparo usa como molde para reconstruir um segmento danificado? Por que isso é possível?

**Solução de Exercício 13.5.**

A fita complementar intacta: como cada fita determina a outra, a sequência correta do segmento danificado pode ser reconstruída a partir da parceira dela.

**Exercício 13.6 ★★.**

A partir da figura da sobrevivência, que fração da levedura normal sobrevive a $40\,\mathrm{s}$ de ultravioleta? E da linhagem deficiente em reparo? Por que fator o reparo melhora a sobrevivência nessa dose?

**Solução de Exercício 13.6.**

Normal: cerca de 6%; deficiente em reparo: 0.01%. O reparo melhora a sobrevivência cerca de 600 vezes nessa dose.

**Exercício 13.7 ★★.**

Uma cultura de $10^9$ bactérias é espalhada numa placa com antibiótico e crescem 20 colônias. Estime a frequência de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes. Isso diz a você que a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) foi causada pelo antibiótico?

**Solução de Exercício 13.7.**

$20/10^9 = 2 \times 10^{-8}$. Não: a placa apenas revela quais [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) já eram resistentes; saber se o antibiótico causou a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) exige o teste das réplicas.

**Exercício 13.8 ★★.**

Explique com as suas palavras por que as posições idênticas das colônias resistentes nas placas de réplica provam que as mutações aconteceram antes da exposição.

**Solução de Exercício 13.8.**

Cada réplica recebe [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) das mesmas colônias originais. Se o antibiótico causasse resistência no contato, as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) afetadas seriam umas poucas ao acaso em cada réplica, em posições sem relação entre si. Encontrar a resistência sempre nas mesmas posições quer dizer que aquelas colônias originais, crescidas sem o medicamento, já continham [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes.

**Exercício 13.9 ★★.**

Um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) de $3000$ pares de bases é copiado com um erro por $10^9$ [nucleotídeos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide). Num tecido de $10^{12}$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell), todas descendentes de uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) por 40 divisões, aproximadamente quantas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) carregam uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) nova nesse [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene)? (Conte apenas os erros cometidos na última divisão.)

**Solução de Exercício 13.9.**

Erros por cópia do [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene): $2 \times 3000 \times 10^{-9} =
6 \times 10^{-6}$ (as duas fitas). Entre as $10^{12}$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) produzidas na última divisão, cerca de $6 \times 10^{6}$ carregam uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) nova nesse [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene).

**Exercício 13.10 ★★.**

Uma roseira tem um ramo com flores de outra cor. Estacas desse ramo dão roseiras com a cor nova; sementes das flores dele dão rosas comuns. Explique os dois resultados.

**Solução de Exercício 13.10.**

Uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) somática numa [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) de gema deu ao ramo a cor dele; as estacas são aquele tecido, e por isso a conservam. As [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) germinativas das flores vêm do mesmo ramo, mas uma mudança em um [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) é passada a apenas metade dos gametas, e os óvulos foram fecundados por pólen que carregava o [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) comum; o [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) novo, se for recessivo, fica escondido nas plântulas.

**Exercício 13.11 ★★.**

Por que uma pessoa com xeroderma pigmentoso desenvolve cânceres de pele, mas não, por exemplo, cânceres do intestino?

**Solução de Exercício 13.11.**

A [enzima](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-metabolism) que falta repara o dano do ultravioleta; o ultravioleta só penetra na pele. O intestino não recebe ultravioleta, não sofre lesões desse tipo, e não precisa desse reparo.

**Exercício 13.12 ★★★.**

O protetor solar absorve o ultravioleta. Usando a figura da sobrevivência, explique o que um protetor que deixa passar um décimo do ultravioleta faz com o número de lesões por [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) da pele numa hora de sol, e por que “não queimar” não quer dizer “não sofrer mutações”.

**Solução de Exercício 13.12.**

As lesões são proporcionais à dose: um décimo do ultravioleta quer dizer um décimo das lesões por [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) por hora — ainda milhares. A queimadura de sol é a morte de muitas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell); abaixo dessa dose as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) sobrevivem, mas as lesões que escapam do reparo viram mutações. Não queimar quer dizer que o dano era suportável, não que ele não existiu.

**Exercício 13.13 ★★★.**

Um [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) do [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) da hemoglobina protege contra a malária em portadores de uma cópia, mas causa uma doença grave em portadores de duas. Discuta se essa [mutação](#def-g11-mutations-mutation) é “prejudicial” ou “útil”, e o que decide.

**Solução de Exercício 13.13.**

Nem uma coisa nem outra em si. Numa região com malária, a cópia única aumenta a sobrevivência, e o [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) se mantém comum apesar da doença dos portadores de duas cópias; onde não há malária ele só causa doença e é raro. O ambiente, e o número de cópias, decidem o valor de uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation).

**Exercício 13.14 ★★★.**

Bactérias num caldo sem antibiótico são encontradas, depois de 30 gerações, com uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistente por milhão. Se o antibiótico for então acrescentado, o que acontece com a cultura em um dia? Explique por que os médicos insistem que um tratamento com antibiótico seja feito até o fim.

**Solução de Exercício 13.14.**

As [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) sensíveis morrem; as resistentes, já presentes, se dividem livremente e em um dia a cultura é inteiramente resistente. Um tratamento interrompido cedo deixa vivos os últimos sobreviventes — os mais resistentes — para voltar a crescer, num corpo agora enriquecido em resistência; fazer o tratamento completo os mata antes que eles se multipliquem.

**Exercício 13.15 ★★★.**

“Se as mutações são quase sempre prejudiciais, a evolução não pode ser construída sobre elas.” Discuta num parágrafo, usando as noções de aleatoriedade, a proporção de mutações neutras, o ambiente e a escala de tempo.

**Solução de Exercício 13.15.**

A maioria das mutações é neutra (fora dos [genes](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) ou sem efeito sobre a [proteína](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/1-a-composicao-quimica-dos-seres-vivos#def-g10-chemistry-of-life-families)), uma minoria é prejudicial, pouquíssimas são úteis; por serem aleatórias, elas acontecem independentemente da utilidade, mas a seleção conserva as úteis e elimina as prejudiciais. A utilidade depende do ambiente, de modo que uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) prejudicial hoje pode ser a que importa quando as condições mudarem. Ao longo de milhares de gerações, com bilhões de indivíduos, mesmo mutações úteis raras surgem repetidamente: a evolução é construída sobre o resto selecionado, não sobre a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) média.

## 13.6 Problema: o carimbo de veludo

**Problema 13.1.**

Problema de fim de semana — a réplica em placa de Lederberg reconstruída: colônias contadas, resistências mapeadas, a origem das mutações decidida, e a taxa delas medida

Um aluno espalha cerca de 200 bactérias, de uma cultura que nunca encontrou o antibiótico estreptomicina, numa placa sem antibiótico. Depois de uma noite, cresceram 200 colônias, cada uma a partir de uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) e cada uma contendo cerca de $10^7$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell). Uma almofada de veludo é pressionada sobre a placa e carimbada em três placas contendo estreptomicina. No dia seguinte, a placa A mostra duas colônias resistentes, a placa B duas, a placa C duas — nas mesmas duas posições nas três.

**Parte I — O experimento.**

1. Por que as colônias da placa original precisam vir de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) isoladas, e por que o número de bactérias espalhadas é mantido pequeno?
2. Explique o que o veludo transfere, e por que a posição de uma colônia é preservada.
3. Duas posições entre 200 dão colônias resistentes em todas as réplicas. O que a concordância entre as três réplicas mostra?
4. Suponha, em vez disso, que o antibiótico induzisse resistência numa pequena fração das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) ao contato. Descreva o padrão que as três réplicas mostrariam então.
5. Qual das duas hipóteses — [mutação](#def-g11-mutations-mutation) antes do contato ou indução pelo contato — é apoiada pelo padrão observado? Enuncie o argumento numa frase.

**Parte II — De volta à placa original.**

6. O aluno retira [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) das duas posições resistentes da placa *original* (que nunca tocou o antibiótico) e de duas outras posições, e testa cada amostra em estreptomicina. Preveja os resultados.
7. As duas colônias das posições resistentes contêm cerca de $10^7$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) cada. Todas as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) delas são resistentes, ou só algumas? O que seria preciso saber para decidir?
8. Uma colônia cresce de uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) ao longo de cerca de 23 divisões. Se a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) aconteceu na 20ª divisão, que fração das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) da colônia a carrega? E se aconteceu na 3ª?
9. Explique por que testar uma colônia inteira pode revelar uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) que aconteceu em apenas uma fração das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dela.
10. Por que o experimento só funciona se as colônias das placas de réplica crescerem *exatamente* onde estavam as originais?

**Parte III — Medir a taxa.**

11. O aluno repete o experimento com 50 placas originais de 200 colônias cada: 10 000 colônias, das quais 30 dão réplicas resistentes. Que fração das colônias carrega pelo menos uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistente?
12. Cada colônia surgiu de uma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) por cerca de $10^7$ divisões celulares. Estime a probabilidade de uma dada divisão produzir uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) de resistência.
13. A resistência à estreptomicina exige uma mudança numa posição específica de um [gene](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) . Compare a sua estimativa com a taxa de erro de replicação de $10^{-9}$ por [nucleotídeo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide) , e comente.
14. Uma cultura de $10^9$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) é obtida a partir de uma única [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) em caldo sem antibiótico. Usando a sua taxa, estime quantas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes ela provavelmente contém quando o antibiótico é finalmente acrescentado.
15. Se a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) de resistência aconteceu cedo no crescimento dessa cultura, como muda o número de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes? Por que culturas repetidas dão contagens muito diferentes?

**Parte IV — O que isso significa.**

16. Explique a diferença entre “as mutações são aleatórias” e “as mutações são raras”, e qual das duas coisas o experimento estabelece.
17. O antibiótico não criou a resistência. O que ele fez com a população?
18. Traduza o experimento na linguagem da [Proposição 13.10](#prop-g11-mutations-source) : o que forneceu a variação, e o que a separou?
19. Um aluno objeta que as duas colônias resistentes da placa original “eram exatamente iguais às outras”. Explique por que uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) pode ser invisível até o ambiente mudar.
20. Enuncie o resultado: o que as posições idênticas nas três réplicas de veludo provaram sobre a origem das mutações, e a taxa por divisão que você mediu.

**Solução de Problema 13.1.**

**1.** Para que cada colônia seja um clone de origem conhecida, e para que as colônias fiquem separadas o bastante para serem distinguidas nas réplicas.

**2.** Algumas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) do alto de cada colônia, no mesmo arranjo geométrico da placa, porque a almofada é pressionada reta, sem deslizar.

**3.** Que as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes estavam presentes naquelas duas colônias originais: três réplicas independentes não concordam por acaso.

**4.** Colônias resistentes ao acaso, em posições sem relação entre si nas três placas, já que quais [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) seriam induzidas mudaria de réplica para réplica.

**5.** [Mutação](#def-g11-mutations-mutation) antes do contato: a resistência mapeia nas colônias originais, que nunca encontraram o medicamento.

**6.** As [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) das duas posições resistentes crescem em estreptomicina; as das outras posições não.

**7.** Só algumas, provavelmente: a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) aconteceu em alguma divisão durante o crescimento da colônia, e só os descendentes daquela [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) são resistentes. Para decidir, seria preciso plaquear um número conhecido de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) da colônia em estreptomicina e contar os sobreviventes.

**8.** Na 20ª de 23 divisões: $1/2^{20-1}$…mais simplesmente, a [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) mutante se divide então mais 3 vezes: $2^3 = 8$ [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes entre $2^{23}$, cerca de uma em um milhão. Na 3ª divisão: uma das 8 [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) então presentes, ou seja um oitavo da colônia.

**9.** Mesmo umas poucas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes entre as $10^4$ e tantas que o veludo levanta bastam para fundar uma colônia na placa com antibiótico; o teste detecta a presença de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes, não a proporção delas.

**10.** O argumento se apoia na posição: só se a geometria for preservada é que uma colônia de uma réplica pode ser identificada com uma colônia da placa original.

**11.** $30/10\,000 = 3 \times 10^{-3}$.

**12.** Cerca de $3 \times 10^{-3}$ mutações por $10^7$ divisões: $3 \times 10^{-10}$ por divisão.

**13.** Da mesma ordem da taxa de erro em um [nucleotídeo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-nucleotide): a [mutação](#def-g11-mutations-mutation) de resistência é essencialmente uma substituição específica que escapou do reparo.

**14.** $10^9$ divisões a $3 \times 10^{-10}$: em média uma fração de uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation), de modo que a maioria das culturas não tem nenhuma [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistente ou tem umas poucas (cada [mutação](#def-g11-mutations-mutation) multiplicada, em seguida, pelas divisões que vêm depois dela).

**15.** Uma [mutação](#def-g11-mutations-mutation) numa divisão precoce é herdada por uma fração grande da cultura, de modo que a contagem fica alta; uma tardia dá apenas umas poucas [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) resistentes. Como o momento é aleatório, as culturas repetidas dão contagens muito dispersas — em si um sinal de que as mutações surgem antes do antibiótico, e não em resposta a ele.

**16.** Raras: as mutações acontecem poucas vezes por divisão. Aleatórias: elas acontecem independentemente da utilidade delas. O experimento estabelece a aleatoriedade (o argumento das posições); as contagens da Parte III medem a raridade.

**17.** Ele separou a população: matou as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) sensíveis e deixou as resistentes se multiplicarem — seleção.

**18.** A [mutação](#def-g11-mutations-mutation) forneceu o [alelo](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/3-o-dna-uma-molecula-genetica-universal#def-g10-universal-dna-gene) resistente, ao acaso, antes de qualquer necessidade; o antibiótico separou a população, conservando apenas os portadores dele.

**19.** A [mutação](#def-g11-mutations-mutation) muda uma molécula envolvida na ação do medicamento, não o crescimento nem a aparência da colônia sem o medicamento; uma diferença genética só tem efeito visível num ambiente em que ela importa.

**20.** As posições idênticas nas três réplicas provaram que as mutações de resistência surgem antes da exposição ao antibiótico, e independentemente dela; a taxa medida é de cerca de $3 \times 10^{-10}$ por divisão celular.