Trabajo Sobre Memetica

Trabajo sobre Mem{etica

ndice general

1 Memtica 11.1 Historia del trmino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Lecturas recomendadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Meme 32.1 La tesis de Dawkins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Transmisin de los memes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Desarrollo de la teora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.4 Otras teoras similares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.5 Crticas a la teora de los memes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.6 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.7 Notas y referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.8 Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.9 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3 Evolucin cultural 63.1 Proceso de adaptacin cultural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2 Teoras del cambio cultural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.2.1 Cambios en la infraestructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.2 Cambios en la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.3 Cambios en la supraestructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.3 Ejemplos de cambios culturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.4 Evolucin cultural a partir de la biologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.5 Referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.5.1 Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.6 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4 Mutacin 94.1 Denicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Mutacin somtica y mutacin en la lnea germinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

i

ii NDICE GENERAL

4.3 Tipos de mutacin segn sus consecuencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.1 Mutaciones morfolgicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.2 Mutaciones letales y deletreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.3 Mutaciones condicionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.4 Mutaciones bioqumicas o nutritivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.5 Mutaciones de prdida de funcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3.6 Mutaciones de ganancia de funcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.4 Tipos de mutacin segn el mecanismo causal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.5 Mutaciones cromosmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

4.5.1 Denicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.5.2 Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.5.3 Aneuploida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.5.4 Variaciones en estructura y ordenacin de los cromosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.5.5 Mutaciones cromosmicas y cncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.5.6 Mutaciones genmicas o numricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

4.6 Mutaciones gnicas o moleculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.6.1 Bases moleculares de la mutacin gnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.6.2 Mutaciones espontneas o inducidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.6.3 Dominancia y recesividad de las mutaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.7 Tasas de mutacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.8 Mutaciones y polimorsmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.9 Contribucin de las mutaciones al organismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.10 Mutacin y evolucin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.11 Mutacin y cncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.12 Hipermutacin somtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.13 Diferentes tipos de mutacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.14 Mutaciones y gentica de poblaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.15 Tipos de mutacin en el VIH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.16 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.17 Notas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.18 Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.19 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5 Algoritmo gentico 255.1 Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.2 Cundo usar estos algoritmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.3 Funcionamiento de un algoritmo gentico bsico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.4 Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.5 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275.6 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275.7 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

NDICE GENERAL iii

6 Simulacin por computadora 286.1 Simulacin vs. modelado numrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286.2 Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.3 Preparacin de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.4 Tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.5 Simulaciones de CGI (imagen generada por computadora) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.6 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.7 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.8 Enlaces externos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

7 Autorreplicacin 317.1 Descripcin general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.1.1 Teora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317.1.2 Clases de autorreplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317.1.3 Programa informtico de autorreplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317.1.4 Azulejo autorreplicador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.1.5 Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

7.2 Autorreplicacin mecnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.3 Campos que estudian la autorreplicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.4 La autorreplicacin en la industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

7.4.1 Exploracin del espacio y manufactura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.4.2 Manufactura molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

7.5 Vase tambin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347.6 Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347.7 Texto e imgenes de origen, colaboradores y licencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

7.7.1 Texto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357.7.2 Imgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367.7.3 Licencia de contenido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Captulo 1

Memtica

La memtica es el estudio formal de los memes. La me-mtica es una protociencia incluida en el campo de la so-ciologa, un acercamiento a la propuesta de los modelosde evolucin de transferencia de informacin cultural ba-sado en el concepto de meme.[1]

1.1 Historia del trminoEn su libro El gen egosta (1976), el etlogo Richard Daw-kins utiliz el trmino meme para describir una unidadde evolucin cultural humana anloga a los genes, argu-mentando que la replicacin tambin ocurre en la cultura,aunque en un sentido diferente. En su libro, Dawkins sos-tena que el meme es una unidad de informacin residenteen el cerebro y el replicador mutante en la evolucin cul-tural humana. Es un patrn que puede inuir sobre susalrededores y es capaz de propagarse. Estas ideas crearonun gran debate entre socilogos, bilogos y cientcos deotras disciplinas, porque el propio Dawkins no proporcio-n una explicacin completa de cmo la replicacin deunidades de informacin en el cerebro controla el com-portamiento humano y por ende la cultura. De la mismaforma, el trmino unidad de informacin fue denidode formas diferentes por diversos cientcos. [cita requerida].Susan Blackmore (1999) reelabor la denicin de me-me como cualquier cosa que se copia de una persona aotra, ya sean hbitos, habilidades, canciones, historias ocualquier otro tipo de informacin. Adems arm quelos memes, como los genes, son replicadores. Es decir,son informaciones que son copiadas con variaciones y se-lecciones. Puesto que slo algunas de la variaciones so-breviven, los memes (y por tanto las culturas humanas)evolucionan. Los memes se copian por imitacin, ense-anza u otros mtodos, y compiten por espacio en nues-tros recuerdos y por la oportunidad de ser copiados denuevo. Grandes grupos de memes que se copian y trans-miten juntos se llaman memes complejos coadaptados, omemeplexes (del inglsmeme complexes). En la denicinde Blackmore, pues, la forma en la que un meme se repli-ca es la imitacin. Esto requiere capacidad cerebral paraimitar general o selectivamente un modelo. Dado que elproceso de aprendizaje social cambia de una persona aotra, no puede decirse que el proceso de imitacin sea

completamente imitado. La igualdad de una idea puedeser expresada con diferentes memes de apoyo. Esto quie-re decir que la tasa de mutacin en la evolucin memticaes extremadamente alta, y que las mutaciones son inclu-so posibles dentro de todas y cada una de las interaccio-nes del proceso de imitacin. Esto resulta muy interesan-te cuando advertimos que existe un sistema social com-puesto de una compleja red de microinteracciones, peroa un nivel superior surge un orden para crear la cultura.[cita requerida].Otra denicin, dada por Hokky Situngkir, intenta ofre-cer un formalismo ms riguroso para el meme, losmeme-plexes y el deme, viendo al meme como una unidad cul-tural en un sistema complejo cultural. Est basada en elalgoritmo gentico darwiniano con algunas modicacio-nes para tener en cuenta los diferentes patrones de evolu-cin observados en genes y memes. En la metodologa dela memtica como una forma de ver la cultura como uncomplejo sistema adaptativo, Situngkir describe una vi-sin de la memtica como una metodologa alternativa dela evolucin cultural. Sin embargo, hay muchas posiblesdeniciones que acreditadas para la palabra meme. Porejemplo, en el sentido de la simulacin por ordenador eltrmino programacinmemtica se usa para denir un de-terminado punto de vista computacional. [cita requerida].La memtica puede entenderse simplemente como unmtodo de anlisis cientco de la evolucin cultural. Sinembargo, los proponentes de la memtica tal como sedescribe en Journal ofMemetics - EvolutionaryModels ofInformation Transmission creen que la memtica tieneel potencial para ser un importante y prometedor anlisisde la cultura usando el marco de trabajo de los conceptosevolutivos. [cita requerida].

1.2 Vase tambin Meme Copin Psicologa evolucionista Patrimonio memtico Evolucin biolgica

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2 CAPTULO 1. MEMTICA

Autorreplicacin Sociologa computacional

1.3 Referencias[1] The Selsh Gene, Richard Dawkins Oxford University

Press, 2nd edition, trade paperback, September, 1990,352 pages, ISBN 0-19-286092-5 (Chapter 11)

El gen egosta de Richard Dawkins, Barcelona: Edi-torial Salvat, 2000

La mquina de memes de Susan Blackmore, Barce-lona: Paids, 2000.

La ideologa de los intelectuales totalitarios cibern-ticos (ingls), ensayo de Jaron Lanier fuertementecrtico hacia los totalitaristas memticos que an-teponen los memes a los cuerpos.

La cultura como un sistema adaptativo complejo (in-gls) por Hokky Situngkir - relaciones formales en-tre el anlisis memtico y el cultural.

Journal of Memetics - Evolutionary Models of Infor-mation Transmission

ElMeme Elctrico, de Robert Aunger, Paids, 2004 El Quinto Nivel, Manuel Alfonseca, Adhara, 2005.

1.4 Lecturas recomendadas Virus of the Mind de Richard Brodie - Una introduc-cin al campo de la memtica.

Despertando del sueo del meme, de Susan Black-more

Memtica e historia artculo de Rafael Robles, VJornadas de Filosofa en la Universidad Nacional deEducacin a Distancia en Guadalajara (Espaa) 10-11 de mayo de 2002. ISBN: 84-7788-282-7 D. Le-gal: AB-370-2003

1.5 Enlaces externos alt.memetics

Captulo 2

Meme

Icono de un Meme

Un meme[1] es, en las teoras sobre la difusin cultural,la unidad terica de informacin cultural[2] transmisiblede un individuo a otro, o de una mente a otra, o de unageneracin a la siguiente. Es un neologismo acuado porRichard Dawkins en El gen egosta (The Selsh Gene),por la semejanza fontica con gene gen en idiomaingls y para sealar la similitud con memoria ymimesis.

2.1 La tesis de DawkinsSegn Dawkins, poseemos dos tipos de procesadores in-formativos distintos:

El genoma o sistema gentico situado en loscromosomas de cada individuo y determinante del

Richard Dawkins acu el trmino meme en su libro de 1976 Elgen egosta.

genotipo. Este ADN constituye la naturaleza biol-gica vital en general y humana en particular. Me-diante la replicacin, los genes se transmiten here-ditariamente durante generaciones.

El cerebro y el sistema nervioso permiten procesar lainformacin cultural recibida por enseanza, imita-cin (mmesis) o asimilacin, divisible en idea, con-cepto, tcnica, habilidad, costumbre, etc., y nomi-nados memes con cierta ambigedad.

La tesis ms importante de Dawkins es que los rasgos cul-turales, o memes, tambin se replican. Por analoga con laagrupacin gentica en los cromosomas, se considera quelos memes tambin se agrupan en dimensiones culturales,incrementables con nuevas adquisiciones culturales. Lagran diferencia es que, mientras los cromosomas son uni-dades naturales independientes de nuestras acciones, lasdimensiones culturales son nuestras construcciones. As,

3

4 CAPTULO 2. MEME

la cultura no es tanto un conjunto de formas conductua-les, sino ms bien informacin que las especica.

2.2 Transmisin de los memes

Para el conjunto de los memes se dan las caractersticaspropias de todo proceso evolutivo: fecundidad (algunasideas son especialmente efectivas), longevidad (persis-ten durante mucho tiempo) y delidad en la replicacin(conservadurismo tradicional, especialmente el enseadocomo parte de la educacin infantil).A su vez, los memes se dan en un amplio campo de va-riacin, se replican a s mismos por mecanismos de imi-tacin y transmisin de cerebro a cerebro y engendran unamplio abanico de copias que subsisten en diversos me-dios. Con ello tenemos el marco general de un procesoevolutivo que Dawkins compara con la evolucin biolgi-ca, e incluso llega a aceptar que los memes deben ser con-siderados como estructuras vivientes no slo metaf-ricamente, sino tcnicamente. Los memes alternativos,que pueden servir para efectuar la misma funcin, sonllamados alelomemes o memes homlogos. A su vez, losmemes pueden agruparse formando macromemes, queconstituyen un sistema de muchos memes estructurados einterrelacionados que forman un objeto cultural comple-jo, tal como una lengua, una teora, una mitologa, etc.En general, la mayor parte de las construcciones tericasque sustentan la teora de la evolucin de las especies, sonaplicadas por los defensores de las tesis de Dawkins a lateora de los memes.De la misma manera que los genes se autorreplican por-que s (ergo, inconscientemente), los memes tienden areplicarse igualmente; las buenas ideas no lo son propia-mente si son incapaces, a la vez, de replicarse bien. As,los memes son indiferentes a la verdad, como los genesson ajenos a cualquier clasicacin. Este mecanismo deautorreplicacin no es exclusivo de sistemas vivos, co-mo el ADN y el ARN: ciertos polmeros y cristales, y losvirus informticos muestran este comportamiento, por locual no debera resultar ilgico en algo inerte como unmeme, ya que como vemos se trata de un patrn visi-ble en muchos elementos naturales. Los genes de un servivo, conforme pasan las generaciones, alcanzan propor-ciones insignicantes en sus descendientes. De este modoel equipo o coleccin de genes de un individuo tiende adesaparecer. Sin embargo una buena idea o un inventopuede perdurar casi intacta durante siglos y siglos. Losmemes y los genes a menudo se refuerzan los unos a losotros pero esto no siempre es as; por ejemplo un gen parael celibato sera erradicado rpidamente del acervo gni-co pues estara condenado al fracaso, en cambio un memepara el celibato puede tener mucho xito en el acervo dememes. El medio de transmisin es la inuencia huma-na de diversa ndole, palabra escrita, hablada, el ejemplopersonal, entre otros.

2.3 Desarrollo de la teora

La teora de los memes est siendo desarrollada por va-rios investigadores, que la unen a las tesis de Lumsden yWilson o que las vinculan con los estudios de Luigi LucaCavalli-Sforza. Adems del mismoDawkins, F. T. Cloak,J. M. Cullen, E.Moritz, A. Lynch y algunos otros autores,son los representantes de esta concepcin de la transmi-sin y evolucin cultural.Como explicacin de la evolucin de la cultura, todavaaparece como una pre-teora en fase de acumulacin dedatos y de elaboracin de un aparato matemtico su-ciente. Los estudios de Cavalli-Sforza y Marc Feldmanproporcionan una buena base de partida para el estudiocuantitativo de la transmisin y evolucin cultural, aun-que estos autores no deenden exactamente la teora prin-cipal de los memes de Dawkins. En cualquier caso estosestudios iniciados desde la perspectiva de la gentica, lasociobiologa y la etologa son la primera aproximacinno meramente cualitativa al proceso de la transmisin yevolucin cultural, y pretenden ampararse en la tradicincientca del evolucionismo.Pero mientras los procesos evolutivos biolgicos se rigensiempre por el modelo darwiniano, la evolucin de la cul-tura, con intervencin humana directa, parece seguir aveces un modelo de tipo lamarckiano de transmisin decaracteres adquiridos, lo que permite una evolucin rapi-dsima potenciada por la velocidad casi instantnea delos medios de comunicacin comparada con los pro-cesos darwinianos. En cualquier caso, la constitucin ge-ntica humana est determinada por unos 3.000 millonesde nucletidos procedentes del ADNmaterno y otros tan-tos procedentes del ADN paterno. Pero las neuronas delsistema nervioso son 100 veces ms numerosas y las co-nexiones entre ellas todava muchsimo ms. De ah queintentar la creacin de un modelo matemtico que per-mita entender la evolucin cultural, sea todava una em-presa muy difcil que, no obstante, empieza a ser acome-tida por los autores mencionados y por los tericos de lainteligencia articial.Filsofos como Daniel Dennett, Donald Davidson y JessMostern han contribuido a desarrollar una teora de lacultura que saca partido a la nocin de meme. En par-ticular, y segn Mostern, la cultura actual de un indi-viduo en un momento determinado sera el conjunto delos memes presentes en el cerebro de ese individuo enese momento.[3] A su vez, la nocin vaga de cultura de ungrupo social es analizada por el mismo autor en varias no-ciones precisas distintas, denidas todas ellas en funcinde los memes presentes en los cerebros de los miembrosdel grupo.[4]

2.8. BIBLIOGRAFA 5

2.4 Otras teoras similaresOtros autores han sealado una idea semejante y han pro-puesto otros trminos para designar estas unidades mni-mas de informacin cultural. As, por ejemplo, EdwardO. Wilson y C.J. Lumsden han propuesto el trminoculturgen, y aunque en las obras de dichos autores hayun ms amplio tratamiento cuantitativo de la transmisinde los culturgenes, se ha acabado imponiendo la termino-loga de Dawkins, aunque no todos los defensores de lateora memtica compartan todas las tesis de dicho autor.

2.5 Crticas a la teora de los me-mes

La utilizacin de la teora de los memes se ha extendidopor varias ramas de la ciencia y el pensamiento, pero noes aceptada universalmente, ni siquiera en el contexto delos estudios evolucionistas. Para algunos es una simpleocurrencia de Dawkins, un paralelismo innecesario queintentara extrapolar al mundo de la cultura su teora delos genes egostas, lo que incluso podra llevar a conclu-siones indeseables si se aplica al mundo de la poltica.[5]Contra esta teora se ha manifestado Marvin Harris enTeoras sobre la cultura en la era posmoderna. Conside-ra que la liacin ltima de esta teora ideacional de lacultura es el platonismo.[6]

2.6 Vase tambin Antropologa cultural

Autorreplicacin

Evolucin biolgica

Cibercultura

Lista de prejuicios cognitivos

El gen egosta

2.7 Notas y referencias[1] Fundu BBVA. meme, neologismo vlido. Consulta-

do el 18 de noviembre de 2014.

[2] Corts Morat, Jordi. Qu son los memes? Introduccingeneral a la teora de memes (pdf). pp. 15. Consultado el25/05/2.012.

[3] Jess Mostern: La naturaleza humana. Espasa Calpe. Co-leccin Gran Austral, Madrid 2.006 pp. 240-243. ISBN9788467037791. Consultado: 07/06/2.012

[4] JessMostern (2009), La cultura humana, Madrid: Espa-sa Calpe, ISBN 978-84-670-3085-3. Vase especialmen-te el captulo 6.

[5] ElenaHernndez SubirLosmemes: la teora de los memos(GEB de la Universidad Autnoma de Madrid)

[6] Harris, Marvin (2000). Teoras sobre la cultura en la eraposmoderna. Crtica. Barcelona. ISBN 9788484325420.

2.8 Bibliografa Aunger, Robert (2004). El meme elctrico. Una nue-

va teora sobre como pensamos. Barcelona: Paids. Blackmore, Susan (2000). La mquina de los me-

mes. Barcelona: Paids. Chocano Nez, Percy (2007). Memes en la Ad-ministracin de Justicia. Arequipa. Facultad deDerecho de la Universidad Nacional de San Agustn.Derecho, 9(9):65-70.

Corts Morat, Jordi, Qu son los memes? Dawkins, Richard (2000). El gen egosta. Barcelona:Salvat Editores.

Dennet, Daniel (2002). La peligrosa idea de Darwin.Barcelona: Galaxia Gutemberg.

Mostern, Jess (2009). La Cultura Humana. Ma-drid: Espasa Calpe.

Robles Loro, Rafael Memtica e Historia, Breveaproximacin a la interpretacin de la historia desdeel paradigma de la memtica..

2.9 Enlaces externos Las palabras menos usadas evolucionan ms Accin intencional, memes y ciencia

Captulo 3

Evolucin cultural

Se entiende por evolucin cultural la transformacin a lolargo del tiempo de elementos culturales de una sociedad(o una parte de esa). La evidencia muestra que la culturase puede denir como desarrollo de los usos, costumbres,religiones, valores, organizacin social, tecnologa, leyes,lenguajes, artefactos, herramientas, transportes-, se desa-rrolla por la acumulacin y transmisin de conocimientospara la mejor adaptacin al medio ambiente.Las tesis evolucionistas aplicadas a las ciencias socia-les fueron una consecuencia de dos grandes aportacionescientcas de mediados del siglo XIX: el evolucionismoque plante para la biologa Darwin y la losofapositivista de Auguste Comte. En ese contexto se formu-laron los estadios evolutivos de autores como el estadouni-dense Lewis Morgan (1818-1881) y el britnico EdwardBurnett Tylor (1834-1917), quienes, con algunos mati-ces diferenciales plantearon la existencia de tres estadiosprincipales en el desarrollo cultural de los grupos huma-nos, denominados de menor a mayor nivel de desarro-llo: salvajismo, barbarie y civilizacin.[1] La aplicacinde este esquema se populariz por otros tericos, comoFriedrich Engels en su obra El origen de la familia, la pro-piedad privada y el estado.La consideracin de la desigualdad de las culturas tuvo engran medida xito gracias a su adaptacin como ideologajusticadora propia de un momento en el que los euro-peos -los de Europa y las clases dominantes de origeneuropeo de las nuevas naciones de Amrica- estaban ex-tendiendo su dominio colonial por el resto del mundo.A nales del siglo XIX era un tema cultural muy exten-dido el de la existencia de razas inferiores y superiores,junto con otras teoras sociales hoy desacreditadas, comola eugenesia y el darwinismo social. No obstante, a par-tir de la primera mitad del siglo XX se fueron abriendocamino planteamientos antropolgicos innovadores, des-tacadamente el relativismo cultural de Bronisaw Mali-nowski y otros autores de la moderna antropologa cultu-ral (como Marvin Harris).

3.1 Proceso de adaptacin culturalLa cultura aceler el proceso evolutivo aproximadamente60.000 aos atrs cuando los humanos modernos salieron

de frica en pequeos grupos sociales que involuntaria-mente reconguraron el mundo en tan solo unas decenasde miles de aos. La cultura se convirti en una estrategiade supervivencia pues adaptaron aptitudes de transmitir ydesarrollar Conocimientos, habilidades y tecnologa; ca-ractersticas que hicieron ms humanas las nuevas tierrasy recursos. En denitiva, el ser humano se ha acondicio-nado a casi todos los medios de la tierra. La identidad cul-tural reside sobre dos pilares fundamentales que separancualitativamente a los humanos del resto de las especiesrespecto al potencial evolutivo: el aprendizaje social y laTeora de la mente.[2]

A pesar de que algunos animales parecen disponer detradiciones culturales como los chimpancs que cascanlas nueces con piedras o los pjaros que picotean las ta-pas de leche para beberla; esta pericia no evoluciona omejora con el transcurrir del tiempo, y esto no sucedera menos que adquirieran la teora de la mente verdadera yaprendizaje social. Sin embargo, las sociedades humanas,por medio de la adaptacin cultural acumulativa, se desa-rrollan y evolucionan gradualmente. A medida de que laspersonas se imitan unas a otras, eligen y modican lastecnologas existentes van almacenando conocimientos yhabilidades. El resultado de todos estos procesos es unacultura variada y compleja.La historia de la especie humana consiste en el triunfoprogresivo de distintas formas de cooperacin. Las so-ciedades actuales se diferencian de aquellas Tribus quelucharon entre s para conquistar tierras, en la medida enque los individuos reconocieron que la Cooperacin mu-tua favoreca la obtencin de Recursos.[3]

3.2 Teoras del cambio culturalUna terminologa comn para clasicar los diferentes as-pectos de la cultura, introducido inicialmente por Marx,y usado de modo ligeramente diferente por otras escuelasy autores, es el que divide la cultura en si, en tres partes:

Aspectos infraestructurales. Que seran los aspec-tos ms materiales o relacionados con la tecnologa,los medios de produccin disponible, el tipo de re-cursos naturales o humanos manejados por una so-

6

3.3. EJEMPLOS DE CAMBIOS CULTURALES 7

ciedad para su actividad econmica y social. Aspectos estructurales. Que seran aquellos rela-cionados con como se organizan las tareas y las fun-ciones sociales, el sistema jerrquico y de poder ylas reglas que en efecto rigen las relaciones entre in-dividuos.

Aspectos supraestructurales. Que englobaran losaspectos ms inmateriales e ideales, como las creen-cias religiosas, los valores morales y tambin los as-pectos tradicionalmente considerados alta culturaen occidente como: la pintura, la arquitectura, lamsica, la literatura o el cine (a pesar de que la reali-zacin de estos aspectos tambin se haya restringidapor los aspectos tecnolgicos o infraestructurales).Tambin todo un conjunto de idealizaciones comolas utopas o principios deseables del ordenamientojurdico formaran la supraestructura.

Segn un cierto nmero de teoras del cambio socio-cultural, como el marxismo o el materialismo cultural, lasculturas son, en gran parte, adaptativas (en el sentido quetratan de adaptarse al medio ambiente, la tecnologa dis-ponible y dems restricciones materiales que condicionanla vida humana). Para el marxismo, y otras versiones delmaterialismo histrico, es el cambio en la infraestructura,ms concretamente el modo de produccin o la tecnolo-ga, lo que hace que aparezcan nuevos factores culturales,que provocan reestructuraciones importantes en el modode organizar la sociedad: quin produce, qu se produce,cmo se produce y para quin se produce.

3.2.1 Cambios en la infraestructuraLos cambios infraestructurales son complicados de pre-ver ya que dependen de avances tecnolgicos, desarrolloseconmicos no buscados y creacin de economas de es-cala. Sin embargo, resultan en general ms sencillos dedescribir en trminos objetivos una vez producidos. Paraalgunos autores como Marvin Harris estos cambios sonimportantes, porque detrs de un buen nmero de cam-bios culturales en otros niveles pueden rastrearse hastacambios en la infraestructura.

3.2.2 Cambios en la estructuraLos cambios en la estructura normalmente se correspon-den a reorganizaciones sociales asociadas al modo de pro-duccin. As un nuevo cambio tecnolgico o infraestruc-tural puede comportar una forma diferente de distribuirel trabajo o el nmero de horas trabajadas. Un ejemplode esto fue la incorporacin masiva de las mujeres occi-dentales al mercado laboral al aparecer un buen nmerode puestos de trabajo en el sector servicios (empleos decuello blanco) donde la fuerza fsica no presenta ventajacomparativa al estar basados exclusivamente en la capa-cidad intelectual.

3.2.3 Cambios en la supraestructura

Los cambios supraestructurales casi siempre surgen co-mo valores y reacomodos de los valores y las creenciasque tienden a justicar el orden social imperante. As laincorporacin de las mujeres al mercado laboral conllevuna mejora y emprestigiamiento de la mujer asalariadaque trabaja fuera de casa y aporta ingresos econmicosal hogar (frente a actitudes anteriores que defendan quelas mujeres se encargaran de sus hijos y su hogar el mayortiempo posible).

3.3 Ejemplos de cambios culturalesUn exitoso caso de evolucin y difusin cultural es la ins-titucin universitaria que empez en el Mediterrneo yen Oriente (Asia) y en la alta edad media europea : Egip-to (frica); despus en la baja edad media: Europa (ItaliaInglaterra Francia Espaa Portugal) y posteriormente seextendi al mundo hispnico en el XVI y en el XVII alanglosajn americano, este ltimo con conceptos nuevosde populismo y excelencia en investigacin.La evolucin cultural y la difusin cultural son temas b-sicos para el desarrollo de artculos como prioridades so-ciales y de reas metropolitanas, para ejemplos de valoreso de tecnologas (espiritual y material).El concepto est en la antropologa cultural y fue desa-rrollado por Tylor, Leslie White, Kroeber, Kluckhohn,tiene muchas connotaciones como puede verse aqu porlas disciplinas citadas y los enlaces y para el estudiosopuede leer ms en los clsicos, por ejemplo: BronislawMalinowski en 'Los argonautas del Pacco Occidental'.

3.4 Evolucin cultural a partir dela biologa

La evolucin biolgica, mediante la seleccin natural,apunta hacia el logro de mayores niveles de adaptacin delos seres vivientes. En el caso del hombre, en una deter-minada poca, aparece el cerebro, como un rgano aptopara el proceso de informacin. A partir de ah comienzael proceso de adaptacin cultural al orden natural.Puede decirse que el principio de complejidad crecien-te es el que rene tanto a la evolucin biolgica como ala evolucin cultural. Tambin ha sido denominado comoley de complejidad-conciencia. Esta tendencia implica laexistencia de un sentido de la evolucin, de una nalidadobjetiva e implcita del universo. Tambin puede estable-cerse el sentido de la historia de la humanidad como unaserie de intentos por lograr mayores niveles de adaptacinal orden natural.Julian Huxley describe la situacin del hombre como sihubiese sido designado, de repente, director general de la

8 CAPTULO 3. EVOLUCIN CULTURAL

ms grande de todas las empresas, la empresa de la evo-lucin. As como el medio presiona a la vida hacia unamayor adaptacin, el propio orden natural presiona a lahumanidad, a travs del sufrimiento, a una mayor adap-tacin cultural al mismo.

3.5 Referencia[1] Evolucionismo

[2] Heyes, Cecilia (1998). Theory of mind in nonhuman pri-mates. Behavioral and brain sciences. pp. 101114.

[3] Pagel, M. (2012). Wired for culture. The natural historyof human cooperation. Penguin press.

3.5.1 Bibliografa Luigi Luca Cavalli-Sforza (2007). La evolucin de

la cultura. Barcelona: Anagrama. JulianHuxley (1957).Nuevos odres para el vino nue-

vo. Mxico: Editorial Hermes.

3.6 Vase tambin Cultura Difusin cultural Sociologa Antropologa cultural Ecologa Humana Etnologa Evolucionismo (arqueologa) Meme Ley de complejidad-conciencia

Captulo 4

Mutacin

Gato domstico (Felis silvestris catus) albino. El albinismo eneste caso est asociado a unamutacin de la enzima tirosinasa.[1]

En gentica y biologa, unamutacin es un cambio en lainformacin gentica (genotipo) de un ser vivo (muchasveces por contacto con mutgenos), que produce una va-riacin en las caractersticas de este que se presenta demanera espontnea y sbita, que se puede heredar a ladescendencia. Este cambio estar presente en una peque-a proporcin de la poblacin (variante) o del organismo(mutacin). La unidad gentica capaz de mutar es el gen,la unidad de informacin hereditaria que forma parte delADN.En los seres multicelulares, las mutaciones solo puedenser heredadas cuando afectan a las clulas reproducti-vas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser, porejemplo, una enfermedad gentica. Sin embargo, aunquea corto plazo pueden parecer perjudiciales, las mutacio-nes son esenciales para nuestra existencia a largo plazo.Sin mutacin no habra cambio, y sin cambio la vida nopodra evolucionar.[2][3]

4.1 DenicinLa denicin que en su obra de 1901 "La teora de la mu-tacin" Hugo de Vries dio de la mutacin (del latn mu-tare = cambiar) era la de cualquier cambio heredable enel material hereditario que no se puede explicar median-te segregacin o recombinacin. Ms tarde se descubrique lo que De Vries llam mutacin en realidad eran msbien recombinaciones entre genes.La denicin de mutacin a partir del conocimiento deque el material hereditario es el ADN y de la propuestade la doble hlice para explicar la estructura del materialhereditario (Watson y Crick,1953), sera que una muta-cin es cualquier cambio en la secuencia de nucletidosdel ADN. Cuando dicha mutacin afecta a un solo gen,se denomina mutacin gnica. Cuando es la estructurade uno o varios cromosomas lo que se ve afectado, mu-tacin cromosmica. Y cuando una o varias mutacionesprovocan alteraciones en todo el genoma se denominan,mutaciones genmicas.

4.2 Mutacin somtica y mutacinen la lnea germinal

Mutacin somtica: es la que afecta a las clulassomticas del individuo. Como consecuencia apare-cen individuos mosaico que poseen dos lneas celu-lares diferentes con distinto genotipo. Una vez queuna clula sufre una mutacin, todas las clulas quederivan de ella por divisiones mitticas heredarnla mutacin (herencia celular). Un individuo mosai-co originado por una mutacin somtica posee ungrupo de clulas con un genotipo diferente al resto,cuanto antes se haya dado la mutacin en el desarro-llo del individuo mayor ser la proporcin de clulascon distinto genotipo. En el supuesto de que la muta-cin se hubiera dado despus de la primera divisindel cigoto (en estado de dos clulas), la mitad de lasclulas del individuo adulto tendran un genotipo yla otra mitad otro distinto. Las mutaciones que afec-tan solamente a las clulas de la lnea somtica no setransmiten a la siguiente generacin.[2][3]

9

10 CAPTULO 4. MUTACIN

Mutaciones en la lnea germinal: son las que afec-tan a las clulas productoras de gametos aparecien-do, de este modo, gametos con mutaciones. Estasmutaciones se transmiten a la siguiente generaciny tienen una mayor importancia en la evolucin bio-lgica.[2][3]

4.3 Tipos de mutacin segn susconsecuencias

Las consecuencias fenotpicas de las mutaciones son muyvariadas, desde grandes cambios hasta pequeas diferen-cias tan sutiles que es necesario emplear tcnicas muydesarrolladas para su deteccin.[2][3]

4.3.1 Mutaciones morfolgicasAfectan a la morfologa del individuo, a su distribucincorporal. Modican el color o la forma de cualquier r-gano de un animal o de una planta. Suelen producirmalformaciones. Un ejemplo de una mutacin que pro-duce malformaciones en humanos es aquella que deter-mina la neurobromatosis. Esta es una enfermedad here-ditaria, relativamente frecuente (1 en 3.000 individuos),producida por una mutacin en el cromosoma 17 y quetiene una penetrancia del 100 % y expresividad varia-ble. Sus manifestaciones principales son la presencia deneurobromas, glioma del nervio ptico, manchas cut-neas de color caf con leche, hamartomas del iris, altera-ciones seas (displasia del esfenoide, adelgazamiento dela cortical de huesos largos). Con frecuencia hay retardomental y macrocefalia.[4]

4.3.2 Mutaciones letales y deletreasSon las que afectan la supervivencia de los individuos,ocasionndoles la muerte antes de alcanzar la madurez se-xual. Cuando la mutacin no produce la muerte, sino unadisminucin de la capacidad del individuo para sobrevi-vir y/o reproducirse, se dice que la mutacin es deletrea.Este tipo de mutaciones suelen producirse por cambiosinesperados en genes que son esenciales o imprescindi-bles para la supervivencia del individuo. En general lasmutaciones letales son recesivas, es decir, se manies-tan solamente en homocigosis o bien, en hemicigosis paraaquellos genes ligados al cromosoma X en humanos, porejemplo.[2][5]

4.3.3 Mutaciones condicionalesLas mutaciones condicionales (incluidas las condicional-mente letales) son muy tiles para estudiar aquellos genesesenciales para la bacteria. En estos mutantes hay que dis-tinguir dos tipos de condiciones:

condiciones restrictivas (tambin llamadas no-permisivas): son aquellas condiciones ambientales bajolas cuales el individuo pierde la viabilidad, o su fenotipose ve alterado, debido a que el producto afectado por lamutacin pierde su actividad biolgica.condiciones permisivas: son aquellas bajo las cuales elproducto del gen mutado es an funcional.

4.3.4 Mutaciones bioqumicas o nutritivasSon los cambios que generan una prdida o un cambiode alguna funcin bioqumica como, por ejemplo, la ac-tividad de una determinada enzima. Se detectan ya queel organismo que presenta esta mutacin no puede crecero proliferar en un medio de cultivo por ejemplo, a no serque se le suministre un compuesto determinado. Los mi-croorganismos constituyen un material de eleccin paraestudiar este tipo de mutaciones ya que las cepas silves-tres solo necesitan para crecer un medio compuesto porsales inorgnicas y una fuente de energa como la glucosa.Ese tipo de medio se denomina mnimo y las cepas quecrecen en l se dicen prototrcas. Cualquier cepa mu-tante para un gen que produce una enzima pertenecientea una va metablica determinada, requerir que se suple-mente el medio de cultivo mnimo con el producto nalde la va o ruta metablica que se encuentra alterada. Esacepa se llama auxotrca y presenta una mutacin bio-qumica o nutritiva.[6]

4.3.5 Mutaciones de prdida de funcinLas mutaciones suelen determinar que la funcin del genen cuestin no se pueda llevar a cabo correctamente, porlo que desaparece alguna funcin del organismo que lapresenta. Este tipo de mutaciones, las que suelen ser re-cesivas, se denominan mutaciones de prdida de funcin.Un ejemplo es la mutacin del gen hTPH2 que producela enzima triptfano hidroxilasa en humanos. Esta enzi-ma est involucrada en la produccin de serotonina enel cerebro. Una mutacin (G1463A) de hTPH2 determi-na aproximadamente un 80 % de prdida de funcin dela enzima, lo que se traduce en una disminucin en laproduccin de serotonina y se maniesta en un tipo dedepresin llamada depresin unipolar.[7]

4.3.6 Mutaciones de ganancia de funcinCuando ocurre un cambio en el ADN, lo ms normal esque corrompa algn proceso normal del ser vivo. Sin em-bargo, existen raras ocasiones donde una mutacin puedeproducir una nueva funcin al gen, generando un fenotiponuevo. Si ese gen mantiene la funcin original, o si se tra-ta de un gen duplicado, puede dar lugar a un primer pasoen la evolucin. Un caso es la resistencia a antibiticosdesarrollada por algunas bacterias (por eso no es reco-mendable hacer un uso abusivo de algunos antibiticos ya

4.5. MUTACIONES CROMOSMICAS 11

que nalmente el organismo patgeno ir evolucionandoy el antibitico no le har ningn efecto).

4.4 Tipos de mutacin segn el me-canismo causal

Segn el mecanismo que ha provocado el cambio en elmaterial gentico, se suele hablar de tres tipos de mu-taciones: mutaciones cariotpicas o genmicas, muta-ciones cromosmicas ymutaciones gnicas o molecu-lares. En el siguiente cuadro se describen los diferentestipos de mutaciones y los mecanismos causales de cadauna de ellas.[2][3]

Hay una tendencia actual a considerar como mutacionesen sentido estricto solamente las gnicas, mientras quelos otros tipos entraran en el trmino de aberracionescromosmicas.

Mutacin de ADN

Mutacin de ojos blancos en Drosophila melanogaster

Individuo silvestre de ojos rojos en Drosophila melanogaster

4.5 Mutaciones cromosmicas

4.5.1 Denicin

Las mutaciones cromosmicas son modicaciones en elnmero total de cromosomas, la duplicacin o supresinde genes o de segmentos de un cromosoma y la reorde-nacin del material gentico dentro o entre cromosomas.Pueden ser vistas al microscopio, sometiendo a los cro-mosomas a la tcnica de bandas. De esta manera se po-dr confeccionar el cariotipo.

4.5.2 Introduccin

Las alteraciones de la dotacin diploide de cromo-somas se denominan aberraciones cromosmicas omutaciones cromosmicas.

Hay 3 tipos de mutaciones cromosmicas:

1. Reordenamientos cromosmicos: implicancambios en la estructura de los cromosomas(duplicacin, delecin, inversin , traslocacin yformacin de cromosomas en anillo).

2. Aneuploidas:supone un aumento o disminucin enel nmero de cromosomas.

3. Poliploidia: presencia de conjuntos adicionales decromosomas.

La aneuploidia: da lugar a monosomas, trisomas,tetrasomas, etc.

La poliploidia: dotaciones de cromosomas puedentener orgenes idnticos o distintos, dando lugar aautopoliploides y alopoloploides, respectivamente.

Las deleciones y duplicaciones pueden modicargrandes segmentos del cromosoma.


Tipos de mutaciones cromosmicas

Las inversiones y translocaciones dan lugar a una pe-quea o ninguna prdida de informacin gentica.

Los lugares frgiles son constricciones o brechas queaparecen en regiones particulares de los cromoso-mas con una predisposicin a romperse en determi-nadas condiciones.

El estudio de las series normales y anormales de cro-mosomas se conoce como citogentica.

4.5.3 AneuploidaLa alteracin en el nmero de cromosomas es denomina-da aneuploida. La aneuploida se dene como la prdida

o ganancia de cromosomas completos en un individuo.Este fenmeno puede ocurrir en cualquiera de los cro-mosomas autosmicos (del 1 al 22) o sexuales (X e Y).La ganancia de un cromosoma completo en una clulaes denominada trisoma(2n+1), y en ese caso el cariotipodel individuo estara formado por 47 cromosomas. Pro-bablemente la trisoma ms conocida sea el Sndrome deDown (trisoma del cromosoma 21). La prdida de uncromosoma es denominada monosoma(2n-1) y el nme-ro de cromosomas de cada clula sera 45. La nica mo-nosoma viable en el hombre es la del cromosoma X, queorigina en los individuos que la padecen el Sndrome deTurner.En las clulas somticas hay un mecanismo que inacti-va a todos los cromosomas X menos uno, la ganancia operdida de un cromosoma sexual en genoma diploide al-tera el fenotipo normal, dando lugar a los sndromes deKlinefelter o de Turner, respectivamente.Tal variacin cromosmica se origina como un error alea-torio durante la produccin de gametos. La no disyuncines el fallo de los cromosomas o de las cromatidas en se-pararse y desplazarse a los polos opuestos en la meiosis.Cuando esto ocurre se desbarata la distribucin normal delos cromosomas en los gametos. El cromosoma afectadopuede dar lugar a gametos anormales con dos miembroso con ninguno. La fecundacin de estos con un game-to haploide normal da lugar a zigotos con tres miembros(trisoma) o con solo uno (monosoma) de este cromoso-ma. La no disyuncin da lugar a una serie de situacionesaneuploides autosmicas en la especie humana y en otrosorganismos.

Sndrome de Klinefelter

El sndrome de Klinefelter se considera la anomalagonosmica ms comn en los humanos. Los afectadospresentan un cromosoma X supernumerario lo que con-duce a fallo testicular primario con infertilidad e hipoan-drogenismo. A pesar de la relativa frecuencia del padeci-miento en recin nacidos vivos, se estima que la mitad delos productos 47, XXY se abortan de manera espontnea.

Sndrome de Turner

El sndrome de Turner o Monosoma X es unaenfermedad gentica caracterizada por presencia de unsolo 'cromosoma X'. La falta de cromosoma Y determi-na el sexo femenino de todos los individuos afectados,y la ausencia de todo o parte del segundo cromosoma Xdetermina la falta de desarrollo de los caracteres sexua-les primarios y secundarios. Esto conere a las mujeresque padecen el sndrome de Turner un aspecto infantil einfertilidad de por vida.

4.5. MUTACIONES CROMOSMICAS 13

4.5.4 Variaciones en estructura y ordena-cin de los cromosomas

El otro tipo de aberracin cromosmica incluye cam-bios estructurales que eliminan, aaden o reordenan par-tes sustanciales de uno o ms cromosomas, se encuentranlas deleciones y las duplicaciones de genes o de parte deun cromosoma y las reordenaciones del material genticomediante las que segmentos de un cromosoma se invier-ten, se intercambian con un segmento de un cromosomano homlogo o simplemente se transeren a otro cromo-soma. Los intercambios y las transferencias se denomi-nan translocaciones, en las que la localizacin de un genesta cambiada dentro del genoma.Estos cambios estructurales se deben a una o ms rotu-ras distribuidas a lo largo del cromosoma, seguidas porla prdida o la reordenacin del material gentico. Loscromosomas pueden romperse espontneamente, pero latasa de roturas puede aumentar en clulas expuestas a sus-tancias qumicas o a radiacin. Aunque los extremos nor-males de los cromosomas, los telmeros, no se fusionanfcilmente con extremos nuevos de cromosomas rotos ocon otros telmeros, los extremos producidos en los pun-tos de rotura son cohesivos (pegajosos) y pueden re-unirse con otros extremos rotos. Si la rotura y reuninno restablece las relaciones originales y si la alteracin seproduce en el plasma germinal, los gametos tendrn unareordenacin estructural que ser heredable.Si la aberracin se encuentra en un homlogo, pero no enel otro, se dice que los individuos son heterocigotos parala aberracin. En tales casos se producen conguracionesraras en el apareamiento durante la sinapsis meitica.Si no hay prdida o ganancia de material gentico, los in-dividuos que llevan la aberracin en heterocigosis en unode los dos homlogos probablemente no quedaran afecta-dos en su fenotipo. Los complicados apareamientos de lasordenaciones dan lugar a menudo a gametos con duplica-ciones o deciencias de algunas regiones cromosmicas.Cuando esto ocurre, los descendientes de portadores deciertas aberraciones tienen a menudo una mayor proba-bilidad de presentar cambios fenotpicos.

Translocaciones

Las translocaciones ocurren cuando un fragmento deADN es transferido desde un cromosoma a otro no ho-mlogo. Se incluyen:

Traslocaciones recprocas: Es una translocacin ba-lanceada. No hay prdida o ganancia neta de mate-rial gentico. Los individuos portadores de translo-caciones recprocas no suelen presentar ningn fe-notipo. Sin embargo, estos individuos portadorestienen riesgo de producir descendencia con translo-caciones desbalanceadas, que s pueden estar asocia-das a patologas o conducir al aborto del feto. Tam-

bin pueden ser un problema las translocaciones re-cprocas de novo, si la rotura del cromosoma tienelugar en genes importantes.

Translocaciones desbalanceadas: Hay prdida o ga-nancia de material gentico respecto al genotipo sil-vestre. Pueden suponer un problema para el indivi-duo portador de las mismas.

Translocacion Robertsoniana: Son translocacionescasi equilibradas. Este tipo de mutacin cromo-smica tiene lugar con la fusin de los brazos lar-gos de dos cromosomas acrocntricos. Los brazoscortos de ambos cromosomas se pierden. El cario-tipo de los individuos con este tipo de translocacio-nes muestra 45 cromosomas, sin embargo no pro-duce anomala fenotpicas puesto que casi todo elmaterial gentico est presente. Las translocacionesRobertsonianas en un individuo pueden ser respon-sables de translocaciones desbalanceadas en su des-cendencia.

4.5.5 Mutaciones cromosmicas y cncer

La mayora de los tumores contienen varios tipos de mu-taciones cromosmicas. Algunos tumores se asocian condeleciones, inversiones o translocaciones especcos.

1. Las deleciones pueden eliminar o inactivar los genesque controlan el ciclo celular;

2. Las inversiones y las translocaciones pueden cau-sar rupturas en los genes supresores de tumores, fu-sionar genes que producen protenas cancergenaso mover genes a nuevas ubicaciones, donde quedanbajo la inuencia de diferentes secuencias regulado-ras.

El papel de las mutaciones en el cncer.

Las mutaciones en los genes regulatorios claves (los su-presores de tumor y los protooncogenes) alteran el estadode las clulas y pueden causar el crecimiento irregularvisto en el cncer. Para casi todos los tipos de cncer quese han estudiado hasta la fecha, parece que la transicinde una clula sana y normal a una clula cancerosa es unaprogresin por pasos que requiere cambios genticos envarios oncogenes y supresores de tumor diferentes. Estaes la razn por la cual el cncer es mucho ms prevalenteen individuos de edades mayores. Para generar una clu-la cancerosa, una series de mutaciones deben ocurrir enla misma clula. Ya que la probabilidad de que cualquiergen sea mutado es muy baja, es razonable decir que laprobabilidad de varias mutaciones en la misma clula esan ms improbable.


La trisoma en el par cromosmico 21 en los humanos ocasionael Sndrome de Down

4.5.6 Mutaciones genmicas o numricasSon lasmutaciones que afectan al nmero de cromosomaso todo el complemento cromosmico (todo el genoma).

Poliploida: Es la mutacin que consiste en el au-mento del nmero normal de juegos de cromoso-mas . Los seres poliploides pueden ser autopoliploi-des, si todos los juegos proceden de la misma espe-cie, o alopoliploides, si proceden de la hibridacin,es decir, del cruce de dos especies diferentes.

Haploida: Son las mutaciones que provocan unadisminucin en el nmero de juegos de cromoso-mas.

Aneuploida: Son las mutaciones que afectan so-lo a un nmero de ejemplares de un cromosoma oms, pero sin llegar a afectar al juego completo. Lasaneuploidas pueden ser monosomas, trisomas, te-trasomas, etc, cuando en lugar de dos ejemplaresde cada tipo de cromosomas, que es lo normal, hayo solo uno, o tres, o cuatro, etc. Entre las aneuplo-das podemos encontrar diferentes tipos de trastor-nos genticos en humanos como pueden ser:

Trisoma 21 o Sndrome de Down que tienen47 cromosomas.

Trisoma 18 o Sndrome de Edwards. Tambintienen 47 cromosomas.

Trisoma 13 o Sndrome de Patau. Monosoma X o Sndrome de Turner. Trisoma sexual XXX o Sndrome del triple X.

Trisoma sexual XXY o Sndrome de Kline-felter.

Trisoma sexual XYY o Sndrome del doble Y. Cromosoma extra Sndrome de Down.

4.6 Mutaciones gnicas o molecu-lares

Son las mutaciones que alteran la secuencia denucletidos del ADN. Estas mutaciones pueden lle-var a la sustitucin de aminocidos en las protenasresultantes (se denominan mutaciones no sinnimas). Uncambio en un solo aminocido puede no ser importantesi es conservativo y ocurre fuera del sitio activo de la pro-tena. As, existen las denominadasmutaciones sinnimaso mutaciones silenciosas en las que la mutacin alterala base situada en la tercera posicin del codn pero nocausa sustitucin aminoacdica debido a la redundanciadel cdigo gentico. El aminocido insertado ser elmismo que antes de la mutacin. Tambin, en el casode las mutaciones neutras, el aminocido insertadoes distinto pero con unas propiedades sicoqumicassimilares, por ejemplo la sustitucin de glutmico porasprtico puede no tener efectos funcionales en laprotena debido a que los dos son cidos y similares entamao. Tambin podran considerarse neutras aquellasmutaciones que afecten a zonas del genoma sin funcinaparente, como las repeticiones en tndem o dispersas,las zonas intergnicas y los intrones.[8]

De lo contrario, la mutacin gnica o tambin llamadapuntual, puede tener consecuencias severas, como porejemplo:

La sustitucin de valina por cido glutmico en laposicin 6 de la cadena polipeptdica de la beta-globina da lugar a la enfermedad anemia falciformeen individuos homocigticos debido a que la cade-na modicada tiene tendencia a cristalizar a bajasconcentraciones de oxgeno.

Las protenas del colgeno constituyen una familiade molculas estructuralmente relacionadas que sonvitales para la integridad de muchos tejidos inclui-dos la piel y los huesos. La molcula madura del co-lgeno est compuesta por 3 cadenas

polipeptdicas unidas en una triple hlice. Las cadenasse asocian primero por su extrempo C-terminal y luegose enroscan hacia el extremo N-terminal. Para lograr es-te plegado, las cadenas de colgeno tienen una estructurarepetitiva de 3 aminocidos: glicina - X - Y (X es general-mente prolina y Y puede ser cualquiera de un gran rangode aminocidos). Una mutacin puntual que cambie unsolo aminocido puede distorsionar la asociacin de lascadenas por su extremo C-terminal evitando la formacin

4.6. MUTACIONES GNICAS O MOLECULARES 15

de la triple hlice, lo que puede tener consecuencias seve-ras. Una cadena mutante puede evitar la formacin de latriple hlice, aun cuando haya 2 monmeros de tipo sal-vaje. Al no tratarse de una enzima, la pequea cantidadde colgeno funcional producido no puede ser regulada.La consecuencia puede ser la condicin dominante letalosteognesis imperfecta.

4.6.1 Bases moleculares de la mutacin g-nica

Mutacin por sustitucin de bases: Se producen alcambiar en una posicin un par de bases por otro(son las bases nitrogenadas las que distinguen losnucletidos de una cadena). Distinguimos dos ti-pos que se producen por diferentes mecanismosbioqumicos:[8]

Mutaciones transicionales o simplemente tran-siciones, cuando un par de bases es sustituidopor su alternativa del mismo tipo. Las dos ba-ses pricas son adenina (A) y guanina (G), ylas dos pirimdicas son citosina (C) y timina(T). La sustitucin de un par AT, por ejemplo,por un par GC, sera una transicin.

Mutaciones transversionales o transversiones,cuando un par de bases es sustituida por otradel otro tipo. Por ejemplo, la sustitucin delpar AT por TA o por CG.

Mutaciones de corrimiento estructural, cuando seaaden o se quitan pares de nucletidos alterndosela longitud de la cadena. Si se aaden o quitan paresen un nmero que no sea mltiplo de tres (es decirsi no se trata de un nmero exacto de codones), lasconsecuencias son especialmente graves, porque apartir de ese punto, y no solo en l, toda la informa-cin queda alterada. Hay dos casos:

Mutacin por prdida o delecin de nucleti-dos: en la secuencia de nucletidos se pierdeuno y la cadena se acorta en una unidad.

Mutacin por insercin de nuevos nucletidos:Dentro de la secuencia del ADN se introdu-cen nucletidos adicionales, interpuestos entrelos que ya haba, alargndose correspondiente-mente la cadena.[8]

Mutaciones en los sitios de corte y empalme, mon-taje o ayuste (Splicing)

Las mutaciones de corrimiento del marco de lectura tam-bin pueden surgir por mutaciones que intereren con elayuste del ARN mensajero. El comienzo y nal de cadaintrn en un gen estn denidos por secuencias conserva-das de ADN. Si un nucletido muta en una de las posicio-nes altamente conservada, el sitio no funcionar ms, conlas consecuencias predecibles para el ARNmmaduro y la

protena codicada. Hay muchos ejemplos de estas mu-taciones, por ejemplo, algunas mutaciones en el gen de labeta globina en la beta talasemia son causadas por muta-ciones de los sitios de ayuste.

4.6.2 Mutaciones espontneas o inducidasLas mutaciones pueden ser espontneas o inducidas. Lasprimeras son aquellas que surgen normalmente comoconsecuencia de errores durante el proceso de replicacindel ADN. Tales errores ocurren con una probabilidad de107 en clulas haploides y 1014 en diploides.[8]

Mutaciones inducidas

Las mutaciones inducidas surgen como consecuencia dela exposicin a mutgenos qumicos o biolgicos o a ra-diaciones. Entre los mutgenos qumicos se pueden ci-tar:

los anlogos de bases del ADN (como la 2-aminopurina), molculas que se parecen estructural-mente a las bases pricas o pirimidnicas pero quemuestran propiedades de apareamiento errneas;

los agentes alquilantes como la nitrosoguanidina,que reacciona directamente con el ADN originandocambios qumicos en una u otra base y produciendotambin apareamientos errneos;

y, por ltimo, los agentes intercalantes como lasacridinas, que se intercalan entre 2 pares de basesdel ADN, separndolas entre s.

Como mutgenos biolgicos podemos considerar laexistencia de transposones o virus capaces de integrarseen el genoma.Las radiaciones ionizantes (rayos X, rayos csmicos y ra-yos gamma) y no ionizantes (sobre todo la radiacin ul-travioleta) tambin inducen mutaciones en el ADN; lasprimeras se originan por los radicales libres que reaccio-nan con el ADN inactivndolo, y las segundas aparecencomo consecuencia de la formacin de dmeros de piri-midina en el ADN, es decir, como consecuencia de launin covalente de 2 bases pirimidnicas adyacentes.Un agente utilizado a menudo para inducir mutaciones(mutagnesis) en organismos experimentales es el EMS(sulfato de etilmetano). Este mutgeno puede alterar lasecuencia del DNA de diversas maneras como modicarqumicamente las bases de G en DNA. Esta alteracin enla secuencia de un gen se conoce como mutacin puntual.

Mutaciones espontneas

Las principales causas de las mutaciones que se producende forma natural o normal en las poblaciones son tres:


los errores durante la replicacin del ADN, las lesiones odaos fortuitos en el ADN y la movilizacin en el genomade los elementos genticos transponibles.

Errores en la replicacin Durante la replicacin delADN pueden ocurrir diversos tipos de errores que con-ducen a la generacin de mutaciones. Los tres tipos deerrores ms frecuentes son:

La tautomera: las bases nitrogenadas se encuentranhabitualmente en su forma cetnica y con menosfrecuencia aparecen en su forma tautomrica enli-ca o imino. Las formas tautomricas o enlicas delas bases nitrogenadas (A*, T*, G* y C*) muestranrelaciones de apareamiento distintas que las formascetnicas: A*-C, T*-G, G*-T y C*-A. El cambio dela forma normal cetnica a la forma enlica producetransiciones. Los errores en el apareamiento inco-rrecto de las bases nitrogenadas pueden ser detecta-dos por la funcin correctora de pruebas de la ADNpolimerasa III.

Las mutaciones de cambio de fase o pauta de lec-tura: se trata de inserciones o deleciones de unoo muy pocos nucletidos. Segn un modelo pro-puesto por Streisinger, estas mutaciones se pro-ducen con frecuencia en regiones con secuenciasrepetidas. En las regiones con secuencias repeti-das, por ejemplo, TTTTTTTTTT..., o por ejemplo,GCGCGCGCGCGCG...., durante la replicacin sepuede producir el deslizamiento de una de las doshlices (la hlice molde o la de nueva sntesis) dan-do lugar a lo que se llama apareamiento errneodeslizado. El deslizamiento de la hlice de nuevasntesis da lugar a una adicin, mientras que el des-lizamiento de la hlice molde origina una delecin.En el gen lac I (gen estructural de la protena repre-sora) de E. coli se han encontrado puntos calientes(regiones en las que la mutacin es muy frecuente)que coinciden con secuencias repetidas: un ejemploes el punto caliente CTGG CTGG CTGG.

Deleciones y duplicaciones grandes: las delecionesy duplicaciones de regiones relativamente grandestambin se han detectado con bastante frecuenciaen regiones con secuencias repetidas. En el gen lacI de E. coli se han detectado deleciones grandes quetienen lugar entre secuencias repetidas. Se cree queestas mutaciones podran producirse por un siste-ma semejante al propuesto por Streisinger (Apa-reamiento errneo deslizado) o bien por entrecru-zamiento desigual.[8]

Lesiones o daos fortuitos en el ADN Pueden darsetres tipos de daos fortuitos en el ADN:

La despurinizacin consiste en la ruptura del enlaceglucosdico entre la base nitrogenada y el azcar al

Antennapedia en Drosophila melanogaster

D. melanogaster types (clockwise): brown eyes with black body,cinnabar eyes, sepia eyes with ebony body, vermilion eyes, whiteeyes, and wild-type eyes with yellow bodyDrosophila melanogas-ter

que est unida con prdida de una adenina o de unaguanina . Como consecuencia aparecen sitios apur-nicas (o sea, sin bases pricas). Existe un sistema dereparacin de este tipo de lesiones en el ADN. Este

4.6. MUTACIONES GNICAS O MOLECULARES 17

Drosophila melanogaster mutation: yellow cross-veinless forkedfruit y.Drosophila melanogaster

tipo de lesin es la ms recurrente o frecuente: seestima que se produce una prdida de 10.000 cada20 horas a 37 C.

La desaminacin consiste en la prdida de gruposamino. La citosina por desaminacin se convierteen uracilo y el uracilo empareja con adenina produ-cindose transiciones: GCAT. El uracilo no for-ma parte del ADN, existindo un enzima llamadaglucosidasa de uracilo encargada de detectar la pre-sencia de este tipo de base en el ADN y retirarlo. Alretirar el uracilo se produce una sede o sitio apirimi-dnica. La 5-Metil-Citosina (5-Me-C) por desami-nacin se convierte en Timina (T). La Timina (T)es una base normal en el ADN y no se retira, portanto estos errores no se reparan. Este tipo de muta-cin tambin genera transiciones.

Los daos oxidativos en el ADN. El metabolismoaerbico produce radicales superoxido O2, perxi-do de hidrgeno H2O2 e hidroxilo. Estos radicalesproducen daos en el ADN, y una de las principa-les alteraciones que originan es la transformacinde la guanina en 8-oxo-7,8-dihidro-desoxiguaninaque aparea con la Adenina. La 8-oxo-7,8-dihidro-desoxiguanina recibe el nombre abreviado de 8-oxo-G. Esta alteracin del ADN produce transversiones:GCTA.[8]

Elementos genticos transponibles Los elementosgenticos transponibles son secuencias de ADN que tie-nen la propiedad de cambiar de posicin dentro del ge-noma, por tal causa tambin reciben el nombre de ele-mentos genticos mviles. Por tanto, cuando cambian deposicin y abandonan el lugar en el que estaban, en esesitio, se produce un delecin o prdida de bases. Si el ele-mento transponible estaba insertado en el interior de ungen, puede que se recupere la funcin de dicho gen. Deigual forma, si el elemento gentico mvil al cambiar deposicin se inserta dentro de un gen se produce una adi-cin de una gran cantidad de nucletidos que tendr co-mo consecuencia la prdida de la funcin de dicho gen.Por consiguiente, los elementos genticos transponiblesproducen mutaciones.Su existencia fue propuesta por Barbara McClintock(1951 a 1957) en el maz. Sin embargo, su existencia nose demostr hasta mucho ms tarde en bacterias. En el fe-nmeno de la transposicin no se ha encontrado una rela-cin clara entre la secuencia de la sede donadora (lugar enel que est el transposn) y la sede aceptora (lugar al quese incorpora el transposn). Algunos transposones mues-tran una preferencia por una determinada regin (zona de2000 a 3000 pares de bases), pero dentro de ella pareceninsertarse al azar.

Transposones en Bacterias

En Bacterias existen dos tipos de transposones:

Transposn Simple, Secuencia de Insercin o Ele-mento de Insercin (IS): los transposones simplescontienen una secuencia central con informacin pa-ra la transposasa y en los extremos una secuencia re-petida en orden inverso. Esta secuencia repetida enorden inverso no es necesariamente idntica, aunquemuy parecida. Cuando un transposn simple se in-tegra en luna determinado punto del ADN apareceuna repeticin directa de la secuencia diana (5-12pb).

Transposn Compuesto (Tn): contienen un elemen-to de insercin (IS) en cada extremo en orden direc-to o inverso y una regin central que adems sue-le contener informaciin de otro tipo. Por ejemplo,los Factores de transferencia de resistencia (RTF),poseen informacin en la zona central para re-sistencia a antibiticos (cloranfenicol, kanamicina,tetraciclina, etc.).

Tanto los elementos IS como los transposones compues-tos (Tn) tienen que estar integrados en otra molcula deADN, el cromosoma principal bacteriano o en un plas-midio, nunca se encuentran libres.

Transposones en eucariotas

Transposones en plantas


Los transposones fueron descubiertos por Barbara Mc-Clintock (entre 1951 y 1957) enmaz, sin embargo, cuan-do postul su existencia la comunidad cientca no com-prendi adecuadamente sus trabajos. Aos ms tarde, ellamisma compar los elementos controladores que ha-ba descrito (elementos cromosmicos transponibles) demaz con los transposones de los plasmidios. Sus trabajosrecibieron el Premio Nobel en 1983.Dentro de las familias de elementos controladores demaz se pueden distinguir dos clases:

Los elementos autnomos: capa-ces de escindirse de la sede dona-dora y transponerse.

Los elementos no autnomos:son estables, y solamente se vuelveninestables en presencia de los aut-nomos en posicin trans.

En el sistema Ac-Ds (Activador-Disociacin) estudia-do por McClintock, Ac es el elemento autnomo y Dses el elemento no autnomo. Adems del sistema Ac-Ds en maz se han descrito otros sistemas como el Mu(Mutador), sistema Spm (Supresor-Mutador), sistema R-stippled y sistema MrRm. Tambin se han encontradotransposones en otras especies de plantas, tales como enla boca de dragn o conejito (Anthirrhinum majus),en Petunia y en soja (Glycine max), etc..

Transposones en mamferos

En mamferos se conocen tres clases de secuencias queson capaces de transponerse o cambiar de posicin a tra-vs de un ARN intermediario:

Retrovirus endgenos: semejan-tes a los retrovirus, no pueden in-fectar nuevas clulas y estn res-tringidos a un genoma, pero pue-den transponerse dentro de la clu-la. Poseen largas secuencias repeti-das en los extremos (LTR), genesenv (con informacin para la pro-tena de la cubierta) y genes que co-dican para la trasnrciptasa inversa,como los presentes en retrovirus.

Retrotransposones o retroposo-nes: carecen de LTR y de los genesenv (con informacin para la pro-tena de la cubierta) de retrovirus.Contienen genes para la transcrip-tasa inversa y pueden transponer-se. Tienen una secuencia rica en pa-res A-T en un extremo. Un ejemplo,

son los elementos LINE-1 (elemen-tos largos dispersos) en humanos yratones.

Retropseudogenes: carecen de ge-nes para la transcriptasa inversay por consiguiente son incapacesde transponerse de forma indepen-diente, aunque si pueden cambiarde posicin en presencia de otroselementos mviles que posean in-formacin para la trasncriptasa in-versa. Poseen una regin rica en pa-res A-T en un extremo y los hay dedos tipos:

Pseudogenes proce-sados: estn en bajonmero de copias y deri-van de genes transcritospor la ARN PoilimerasaII, siendo genes quecodican para polippti-dos. Estos pseudogenesprocesados carecen deintrones.SINES (elementos cor-tos dispersos): estn en al-to nmero de copias enmamferos. Dos ejemplosson la secuencia Alu dehumanos y B1 de ra-tn, que derivan de genestranscritos por la ARNpolimerasa III utilizandoun promotor interno.

La secuencia Alu es la ms abundante en el genomahumano, existiendo 750.000 copias dispersas por elgenoma, aproximadamente existe una copia cada 4000pb. Esta secuencia posee un contenido relativamente altoen (G+C) y presenta una elevada homologa (70-80 %)con la secuencia B1 de ratn. Se la denomina secuenciaAlu por poseer en su interior una diana para la endonu-cleasa de restriccin Alu. Las secuencias Alu humanastienen alrededor de 280 pb y estn anqueadas por repe-ticiones directas cortas (6-18 pb). Una secuencia tpicaAlu es un dmero repetido en tandem, la unidad que serepite tiene un tamao aproximado de 120 pb y va se-guida de una corta secuencia rica en pares A-T. Sin em-bargo, existe una asimetra en las unidades repetidas, demanera que la segunda unidad contiene una secuencia de32 pb ausente en la primera. Las unidades repetidas dela secuencia Alu muestran un elevado parecido con la se-cuencia del ARN 7SL, un componente que juega un papelimportante en el transporte de las protenas a travs de lamembrana del retculo endoplasmtico.

4.7. TASAS DE MUTACIN 19

4.6.3 Dominancia y recesividad de las mu-taciones

La mayora de las mutaciones son recesivas

La mayora de las mutaciones son recesivas debido a quela mayor parte de los genes codica para enzimas. Si ungen esta inactivo se produce una reduccin en el nivel deactividad de la enzima que puede no ser superior al 50% ya que el nivel de transcripcin de los genes residualespuede aumentarse por regulacin en respuesta a cualquieraumento en la concentracin del sustrato. Asimismo, laprotena en si misma puede estar sujeta a regulacin (porfosforilacin, por ejemplo) de tal forma que su actividadpueda ser aumentada para compensar cualquier falta en elnmero de molculas. En cualquier caso, a menos que laenzima controle la velocidad del paso limitante en la ru-ta bioqumica, una reduccin en la cantidad de productopuede no importar. l fenotipo. Esta enfermedad es causa-da por mutaciones en el gen que codica para la enzimafenilalanina hidroxilasa, la cual convierte el aminocidofenilalanina a tirosina. Si un individuo es homocigota pa-ra alelos que eliminen completamente cualquier actividadde esta enzima, la fenilalanina no podr ser metaboliza-da y aumentar sus niveles en sangre hasta un punto enel cual comienza a ser daina para el cerebro en desarro-llo. Es de rutina determinar esta condicin en los recinnacidos mediante el anlisis de una pequea gota de san-gre (Test Guthrie). Este estudio ha revelado que existenpocas personas con una condicin conocida como Hiper-fenilalaninemia Benigna. Estos individuos tienen nivelesmoderadamente altos fenilalanina en sangre. Sus nivelesde fenilalanina hidroxilasa constituyen aproximadamen-te el 5 % del normal. A pesar de esto, son aparentementeperfectamente saludables y no sufren de las anormailida-des cerebrales causadas por la falta total de la actividadenzimtica.

Mutaciones dominantes

Haploinsuciencia En este caso, la cantidad de pro-ducto de un gen no es suciente para que el metabolismosea el normal. Quizs la enzima producida sea la respon-sable de regular la velocidad del paso limitante en unareaccin de una ruta metablica. La telangiectasia hemo-rrgica hereditaria es una displasia vascular autosmicadominante que lleva a telangiectasias y malformacionesarteriovenosas de la piel, mucosas y vsceras, provocan-do ocasionalmente la muerte por sangrados incontrola-dos. Est causada por una mutacin en el gen ENG, quecodica para la endoglina, protena receptora del factorbeta transformante de crecimiento (TGF-beta). Quizs elTGF-beta no sea capaz de ejercer un efecto suciente enlas clulas cuando solo est presente la mitad de la canti-dad normal del receptor.[9][10][11]

Efecto dominante negativo Ciertas enzimas tiene unaestructura multimrica (compuesta por varias unidades) yla insercin de un componente defectuoso dentro de esaestructura puede destruir la actividad de todo el complejo.El producto de un gen defectuoso, entonces, interere conla accin del alelo normal. Ejemplos de este efecto sonlas mutaciones que causan la osteognesis imperfecta yciertos tumores intestinales.[12][13]

Ganancia de funcin Es imposible imaginar que poruna mutacin un gen pueda ganar una nueva actividad,pero quiz el sitio activo de una enzima pueda ser altera-do de tal forma que desarrolle especicidad por un nuevosustrato. Si esto es as, cmo puede ocurrir la evolucin?Ejemplos en gentica humana de genes con 2 alelos tandiferentes son raras pero un ejemplo est dado por el lo-cus ABO. La diferencia entre los loci A y B est deter-minada por 7 cambios nucleotdicos que llevaron a cam-bios en 4 aminocidos. Probablemente solo uno de estoscambios es responsable del cambio en especicidad entrelas enzimas alfa-3-N-acetil-D-galactosaminiltransferasa(A) y alfa-3-D-galactosiltransferasa. Tambin hay mu-chos ejemplos de la evolucin humana donde muchos ge-nes se han duplicado y en consecuencia han divergido ensus especicidades por el sustrato. En el cromosoma 14hay un pequeo grupo de 3 genes relacionados, alfa-1-antitripsina (AAT), alfa-1-antiquimotripsina (ACT) y ungen relacionado que ha divergido de tal forma que proba-blemente ya no sea funcional. Las relaciones estructuralesentre AAT y ACT son muy obvias y ambos son inhibi-dores de proteasas, pero ahora claramente cumplen roleslevemente diferentes debido a que tienen diferentes ac-tividades contra un rango de proteasas y estn bajo unaregulacin diferente.

Dominancia a nivel organsmico pero recesividad anivel celular Algunos de los mejores ejemplos de es-to se encuentran en el rea de la gentica del cncer. Unejemplo tpico sera el de un gen supresor de tumor comoen retinoblastoma.

4.7 Tasas de mutacinLas tasas de mutacin han sido medidas en una gran va-riedad de organismos. En mamferos la tasa de mutacinde 1 en 2:2 109 bases ncleotdicas,[14] mientras que,en el otro extremo de la escala los virus de ARN tienenuna tasa de mutacin del orden de 1 en 106 .[15] La can-tidad de mutaciones tiene relacin con el tipo de enzimainvolucrada en la copia del material gentico. Esta enzi-ma (ADN o ARN Polimerasa, segn el caso) tiene dis-tintas tasas de error y esto incide directamente en el n-mero nal de mutaciones. A pesar de que la incidencia delas mutaciones es relativamente grande en relacin con elnmero de organismos de cada especie, la evolucin no


depende solo de las mutaciones que surgen en cada gene-racin, sino de la interaccin de toda esta acumulacin devariabilidad con la seleccin natural y la deriva genticadurante la evolucin de las especies.

4.8 Mutaciones y polimorsmosLas mutaciones pueden considerarse patolgicas o anor-males, mientras que los polimorsmos son variacionesnormales en la secuencia del ADN entre unos individuosa otros y que superan el uno por ciento en la poblacin,por lo que no puede considerarse patolgico. La mayorade los polimorsmos proceden de mutaciones silentes.

4.9 Contribucin de lasmutacionesal organismo

La contribucin de las mutaciones a los tejidos es diferen-te, lo que puede deberse a las distintas tasas de mutacinpor divisin celular y al distinto nmero de divisiones ce-lulares en cada tejido.Adems, sabiendo los procesos mutacionales, las tasas demutacin y el proceso de desarrollo de los tejidos, se pue-de conocer la historia de las clulas individuales. Para loque hay que basarse en la secuenciacin del genoma ce-lular.

4.10 Mutacin y evolucinLas mutaciones son la materia prima de la evolucin bio-lgica. La evolucin tiene lugar cuando una nueva versinde un gen, que originalmente surge por una mutacin, au-menta su frecuencia y se extiende a la especie gracias a laseleccin natural o a tendencias genticas aleatorias (uc-tuaciones casuales en la frecuencia de los genes). Antes sepensaba que las mutaciones dirigan la evolucin, pero enla actualidad se cree que la principal fuerza directora dela evolucin es la seleccin natural, no las mutaciones. Noobstante, sin mutaciones las especies no evolucionaran.La seleccin natural acta para incrementar la frecuenciade las mutaciones ventajosas, que es como se produce elcambio evolutivo, ya que esos organismos con mutacio-nes ventajosas tienen ms posibilidades de sobrevivir, re-producirse y transmitir las mutaciones a su descendencia.La seleccin natural acta para eliminar las mutacionesdesventajosas; por tanto, est actuando continuamentepara proteger a la especie de la decadencia mutacional.Sin embargo, la mutacin desventajosa surge a la mismavelocidad a la que la seleccin natural la elimina, por loque las poblaciones nunca estn completamente limpiasde formas mutantes desventajosas de los genes. Esas mu-taciones que no resultan ventajosas pueden ser el origen

de enfermedades genticas que pueden transmitirse a lasiguiente generacin.La seleccin natural no acta sobre las mutaciones neu-trales, pero las mutaciones neutrales pueden cambiar defrecuencia por procesos aleatorios. Existen controversiassobre el porcentaje de mutaciones que son neutrales, pe-ro generalmente se acepta que, dentro de las mutacionesno neutras, las mutaciones desventajosas son mucho msfrecuentes que las mutaciones ventajosas. Por tanto, la se-leccin natural suele actuar para reducir el porcentaje demutaciones al mnimo posible; de hecho, el porcentaje demutaciones observado es bastante bajo.

4.11 Mutacin y cncerEl cncer est causado por alteraciones en oncogenes,genes supresores de tumores y/o genes demicro ARN. Unsolo cambio gentico es usualmente insuciente para quese desarrolle un tumor maligno. La mayor parte de la evi-dencia indica que tal desarrollo involucra un proceso devarios pasos secuenciales en los cuales ocurren alteracio-nes en varios, frecuentemente muchos, de estos genes.[16]Un oncogn es un gen que, cuando es desregulado, parti-cipa en el inicio y desarrollo del cncer. Las mutacionesgnicas que dan como resultado la activacin de los onco-genes incrementan la posibilidad de que una clula nor-mal se convierta en una clula tumoral. Desde la dcadade los '70 se han identicado docenas de oncogenes en losseres humanos. Los oncogenes, al menos en sentido gu-rado, son los perpetuos antagonistas de los genes supre-sores tumorales, los cuales actan previniendo el dao delADN y mantienen las funciones celulares bajo un equi-librado control. Existe mucha evidencia que apoya la no-cin de que la prdida o inactivacin por mutaciones pun-tuales de los genes supresores de tumores puede llevar auna clula a transformarse en cancerosa.[17] Los oncoge-nes se originan a partir de mutaciones en genes normales,llamados proto-oncogenes. Los proto-oncogenes usual-mente codican para protenas que ayudan a regular el ci-clo celular o la diferenciacin celular y se hallan frecuen-temente involucrados en la transduccin de seal y en laejecucin de seales mitognicas.

4.15. TIPOS DE MUTACIN EN EL VIH 21

reconocer elementos extraos (antgeno) y permite al sis-tema inmune adaptar su respuesta a las nuevas amenazasque se producen a lo largo de la vida de un organismo.[21]La hipermutacin somtica implica un proceso de muta-cin programada que afecta a las regiones variables de losgenes de inmunoglobulina. A diferencia de muchos otrostipos de mutacin, la SHM afecta solo a clulas inmuni-tarias individuales y sus mutaciones, por lo tanto, no setrasmiten a la descendencia.[21]

4.13 Diferentes tipos de mutacinLa mutacin se dene tradicionalmente como una mo-dicacin en la informacin gentica, producida por uncambio brusco y de tipo hereditario, interviniendo uno ovarios caractres.Sin embargo, la puesta en evidencia del ADN como so-porte qumico de la informacin gentica y la posibilidadde acceder al conocimiento especco de la secuencia denucletidos que caracteriza cada cromosoma ha llevado aproponer una nueva denicin: Todo cambio que afectala secuencia de nucletidos es una mutacin.[22]

4.14 Mutaciones y gentica de po-blaciones

Adems, a nivel de la gentica de poblacin se dene co-mo un error en la reproduccin conforme al mensaje he-reditario. Ella va a transformar un alelo en otro, nuevo oya existente en la poblacin. El rol de la mutacin en laevolucin es primordial, porque es la nica fuente de ge-nes nuevos. Sin embargo, una vez que un nuevo gen haaparecido en la poblacin, ya no es l mismo quien va adeterminar su futuro: si este nuevo alelo es ms favorableo desfavorable que los antiguos, ser la seleccin naturalla que va a determinar la evolucin posterior de su fre-cuencia en la poblacin.[23]

A nivel de poblacin, la persistencia depende de la man-tencin de la informacin gentica. Para lograr esto, losorganismos intentan disminuir la tasa de mutacin y limi-tar las mutaciones deletreas. Sin embargo, la adaptacina nuevas situaciones necesita un cierto nivel de variacingentica para obtener mutaciones raras y bencas. Elnmero de mutaciones de una poblacin es determinadopor el tamao de ella, adems de la tasa de mutacin delorganismo. En consecuencia, para todo tamao de pobla-cin determinado, un organismo deber desarrollar unatasa de mutacin que optimice entre las mutaciones dele-treas comunes, y las raras mutaciones beneciosas, queaumentan la adaptacin a largo plazo. La relacin pti-ma entre costo y benecio deber cambiar de acuerdo alas circunstancias y los hbitos de vida. Una tasa de mu-tacin elevada podra ser ms costosa para un organismobien adaptado a su medioambiente constante, que para un

organismo mal adaptado a un medioambiente que est encontinuo cambio.[24] De cualquier manera y en general,la tasa de mutacin es minimizada por la seleccin. Hay,por otro lado, argumentos tericos que muestran que lasmutaciones pueden ser seleccionadas positivamente porel hecho de crecer en un medioambiente determinado,donde la seleccin necesita de mutantes raros repetidosy que la variabilidad gentica es limitada. Esto sucedecuando la poblacin es pequea y los mutantes raros pue-den ofrecer una ventaja selectiva (por ejemplo resistenciaa los antibiticos) ms importante que el costo selectivopara la adaptacin.Por ejemplo, en el caso de VIH, numerosas mutacionesaleatorias se producen a cada ciclo de la replicacin vi-ral, debido a la poca delidad que posee la transcriptasainversa durante la transcripcin. Algunas de estas muta-ciones sern seleccionadas, por la presin que ejercen losLinfocitos T Citotxicos (CTL) especcos para los ep-topos salvajes. O las respuestas citotxicas tempranas pa-recen tener una actividad anti-viral ms ecaz, y el escapea esta respuesta explicara la progresin viral.[25][26]

4.15 Tipos de mutacin en el VIHDiferentes tipos de mutaciones pueden perturbar la pre-sentacin de molculas del CMHI. Mutaciones a nivelde regiones colindantes de los eptopes van a intervenircon la capacidad de separacin de protenas virales porel proteosoma o con la capacidad de transporte celular.De la misma manera, mutaciones que suceden en los ep-topes mismos, disminuyen la respuesta citotxica espe-cca para los CTL. Si estas mutaciones conciernen losresiduos de anclaje, ellas podran provocar una inhibi-cin completa de la unin del pptido con las molculasde CMHI.En n, las mutaciones relacionadas con los aminocidosrelacionados con los residuos de anclaje en los eptopespueden igualmente modicar la interaccin del pptidocon la molcula del CMHI por motivos de conformacinespacial. Si la unin CMHI-Pptido no es estable, el com-plejo es separado antes de la unin con el TCR (T CellReceptor) y el reconocimiento del pptido por los linfoci-tos T citotxicos no se llevar a cabo. Es as como el virusde VIH est obligado a estar en un permanente equilibrioentre las mutaciones de escape a la respuesta inmune y elcosto funcional para l que podran estar ligadas a estasmutaciones, como una dismucin en la adaptacin o de supoder infectante. Por otro lado, ha sido demostrado queen el caso de la respuesta por los CTL, las mutacionesocurridas en regiones funcionales importantes conduci-ran a la no viabilidad de estos mutantes. Por ejemplo,mutaciones de escape a CTL en regiones codantes Gagp-24 van a producir una disminucin signicativa en laadaptacin viral, por el contrario una mutacin de escapeen las regiones codantes Env gp-120 no tienen efecto enla adaptacin viral.[27][28]


4.16 Vase tambin Mutacionismo Evolucin biolgica Seleccin natural Poliploida Aneuploida Adermatoglia

4.17 Notas[1] DL Imes, LA Geary, RA Grahn, and LA Lyons: Al-

binism in the domestic cat (Felis catus) is associa-ted with a tyrosinase (TYR) mutation. Anim Ge-net. 2006 April; 37(2): 175178. doi: 10.1111/j.1365-2052.2005.01409.x. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=16573534

[2] Stickberger, M. W. Genetics. Macmillan, Nueva York, 3.aedicin, 1985. ISBN 978-0-02-418070-4.

[3] Klug, W. S. & Cummings, M. R. Concepts of Genetics.Prentice Hall, 6.a edicin, 2000.

[4] Chuaqui, B. Captulo 9. Neuropatologa. FACOMATOSIS,MALFORMACIONES Y LESIONES ENCEFALICAS PERI-NATALES.

[5] Fernndez Peralta, A.M. 2002. Fundamentos molecula-res y citogenticos de la variacin gentica. En: Gentica,Captulo 22. . Ed. Ariel, Espaa. ISBN 84-344-8056-5

[6] E. L. Tatum, R. W. Barratt, Nils Fries and David Bonner.1950. Biochemical Mutant Strains of Neurospora Produ-ced by Physical and Chemical Treatment. American Jour-nal of Botany, Vol. 37, No. 1, pp. 38-46

[7] X. Zhang, R. Gainetdinov, J. Beaulieu, T. Sotnikova,L. Burch, R. Williams, D. Schwartz, K. Krishnan, M.Caron. 2004. Loss-of-Function Mutation in TryptophanHydroxylase-2 Identied in Unipolar Major Depression.Neuron, Volume 45, Issue 1, Pages 11-16

[8] Griths A.J.F., WilliamM. Gelbart, Jerey H.Miller andRichard Lewontin (1999).The Molecular Basis of Mu-tation. In Modern Genetic Analysis. W. H. Freeman andCompany ISBN 0-7167-3597-0.

[9] Yamaguchi, H.; Azuma, H.; Shigekiyo, T.; Inoue, H.; Sai-to, S. (1997), A novel missense mutation in the endoglingene in hereditary hemorrhagic telangiectasia, Throm-bosis and haemostasis 77 (2): 243247, http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN

[10] Sweet, K.; Willis, J.; Zhou, X.P.; Gallione, C.; Sawada,T.; Alhopuro, P.; Khoo, S.K.; Patocs, A. et l. (2006),Classication Moleculaire Des Patients Ayant Une Polypo-se Hamartomateuse Ou Hyperplasique, 295, pp. a4, http://jamafr.ama-assn.org/cgi/content/abstract/295/1/a4

[11] Gallione, C.J.; Scheessele, E.A.; Reinhardt, D.; Duits,A.J.; Berg, J.N.; Westermann, C.J.J.; Marchuk,D.A. (2000), Two common endoglin mutationsin families with hereditary hemorrhagic telan-giectasia in the, Human Genetics 107 (1): 4044,doi:10.1007/s004390050008, http://www.springerlink.com/index/UB0DV0YJN1JHTARP.p

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