ALTERACIONES DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

Freddy Agreda

Las MutacionesDefinición y tipos: El término mutación fue

introducido por De Vries (1901), para designar el fenómeno por el cual un individuo de una especie experimenta un cambio brusco en su fenotipo, hecho que comprobó trabajando con una planta, la enotera u onagra (Oenothera), al aparecer plantas de tamaño diferente a las normales. A estas plantas que habían cambiado las denominó mutantes.

En la actualidad se define como mutación cualquier cambio del material genético que es detectable y heredable.

6. Mutaciones.

Clasificación de las mutaciones:En un ser pluricelular los cambios

pueden afectar a las células somáticas o a las germinales. El 1º caso no tiene importancia genética, ya que no se transmiten a los descendientes, lo que sí ocurre en el 2º. Teniendo en cuenta que el material genético de una célula está en los cromosomas, Hay 3 tipos de mutaciones según el nivel de los cambios: Mutaciones genómicas: afectan al genoma o conjunto de cromosomas de un organismo, modificando su número

• Mutaciones cromosómicas: afectan a la estructura de uno o varios cromosomas, a la secuencia de genes de los mismos.

• Mutaciones génicas: si afectan a la secuencia de nucleótidos que constituye un gen.

Origen de las mutaciones•Mutaciones naturales:

▫Aparecen espontáneamente.▫Tasa de mutación espontánea = 1/50.000. ▫Genoma humano 25.000 genes, por tanto hay un

gen mutado cada dos gametos, una mutación por cigoto o individuo

•Mutaciones inducidas:▫Por exposición a determinados agentes físicos o

químicos

Mutaciones génicasSon las que alteran la secuencia de nucleótidos de un solo

gen, por lo que se denominan puntuales. 2.1. Tipos de mutaciones génicas:Hay dos tipos de mutaciones génicas: Sustituciones de bases

y mutaciones por corrimiento de la pauta de lectura. • Mutaciones por sustitución de bases cambio de una base

del ADN por otra. 20% del total. 2 tipos:

Tipos de mutaciones génicas:• Mutaciones por sustitución de bases Cualquiera de estas

mutaciones afecta a uno solo de los nucleótidos y solo un triplete de bases es el que se ve afectado. Como el código genético es degenerado, el triplete puede sustituirse por otro que codifique al mismo aminoácido, de modo que la mutación no afectaría al individuo y sería entonces una mutación silenciosa.

• Por otra parte, puede que el nuevo triplete codifique otro aminoácido diferente. En este caso, salvo que sea uno de los aminoácidos que conforman el centro activo de una proteína, no tienen graves consecuencias.

• Si la mutación ocurre en el codón de terminación, se producirá una proteína más larga, hasta que aparezca un nuevo codón de terminación. Si la mutación crea un codón de terminación antes del lugar apropiado, se formará una proteína más corta. En algún caso se puede producir una proteína que mejore a la original, y entonces el portador tendrá una ventaja que podrá transmitirá sus descendientes.

6. Mutaciones.

Tipos de mutaciones génicas:• Mutaciones por pérdida o inserción de nucleótidos se

denominan inserciones y delecciones si consisten en la adición o en la pérdida de algún nucleótido en la molécula de ADN, respectivamente.

6. Mutaciones.

Mutaciones cromosómicas Provocan cambios en la estructura de los cromosomas. Pueden

afectar al orden de los genes en los cromosomas o a su número; a veces un gen o un grupo de genes puede estar repetido o faltar. La mayoría de los seres pluricelulares son diploides, por lo que aunque uno de los cromosomas tenga una mutación, tendrán otro cromosoma normal. Así, cuando estos cromosomas homólogos, pero no idénticos, se aparean en la meiosis, los cromosomas resultantes adoptan morfologías características que permiten detectar la mutación.

Mutaciones genómicas

Euploidías: el número de cromosomas resultante en la mutación es múltiplo del número haploide (n) o número de cromosomas diferentes. La mayoría de los organismos eucariotas son diploides (2n) Los mutantes de éstos serían monoploides o haploides, y poliploides (triploides o 3n, tetraploides o 4n). Son autopoliploides si los juegos de cromosomas son de la misma especie, y alopoliploides si son de distintas.

Este fenómeno es poco frecuente en animales pero ha jugado un papel importante en la evolución de los vegetales, de modo que un alto porcentaje de angiospermas son poliploides. Se ha aprovechado en la agricultura este tipo de mutaciones ya que los frutos y el tamaño de las plantas poliploides es mayor que el de las normales. La colchicina se ha empleado para crear poliploides artificialmente

Son las producidas por la alteración del número de cromosomas del cariotipo de una especie. Según sean los cambios, hay dos tipos:

4. Mutaciones genómicas• Aneuploidías: si el número de

cromosomas en la mutación afecta a una pareja de CR homólogos de la dotación diploide del organismo (a veces la aneuploidía puede afectar a más de una pareja). La falta o supresión originará monosomías (falta de un cromosoma del par de homólogos) o nulisomías (falta del par de homólogos). Por el contrario, el exceso originará trisomías (3 homólogos), tetrasomías (4 homólogos) y polisomias. Las aneuploidías pueden producirse tanto en heterocromosomas o cromosomas sexuales, como en los autosomas.

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Síndrome de Patau

Síndrome de Klinefelter

Mutaciones Genómicas

Trisomia 18 (47,XX, 18+)

Trisomia 13 (47,XX, 13+)

Agentes MutágenosAgentes físicos o químicos que aumentan a tasa de

mutación espontánea de una especie. Dañan el ADN o alteran su estructura, produciendo bases tautómeras y transiciones

Mutágenos Físicos: son radiaciones ionizantes y no ionizantes

• Radiaciones ionizantes. Son radiaciones electromagnéticas de longitud de onda muy corta y por ello con un alto poder energético. Entre ellas se encuentran: los rayos X, los rayos g, y las emisiones de partículas radioactivas liberadas en las explosiones nucleares. Pueden causar la rotura de los cromosomas, promoviendo así mutaciones cromosómicas, y también modificar las bases nitrogenadas, lo que da lugar a mutaciones puntuales.

• Ácido nitroso (HN02). Produce la desaminación de las bases nitrogenadas y así, transforma la citosina en uracilo y la adenina en hipoxantina. Cuando el ADN se replica se incorporan bases incorrectas, pues el uracilo se aparea con la adenina y la hipoxantina con la citosina. Causa una transición de bases.

• Agentes alquilantes. Actúan sobre las bases nitrogenadas añadiendo grupos etilo o metilo, alterando la replicación del ADN. Los más utilizados en investigación son el gas mostaza y el etilmetanosulfonato (EMS).

Mutágenos Químicos

• Sustancias análogas a las bases nitrogenadas. Pueden sustituir a las bases nitrogenadas del ADN y provocar transiciones. Así, por ejemplo, el 5-bromouracilo puede incorporarse en lugar de la timina y la 2-aminopurina lo hace en lugar de una adenina. Con ello provocan errores en la replicación.

• Sustancias intercalantes. Dos colorantes, la proflavina y el naranja de acridina, se pueden intercalar entre las bases nitrogenadas de una cadena de ADN, dando origen a inserciones o delecciones de un solo par de bases. El benzopireno, que se encuentra en el humo del tabaco y en los alquitranes, provoca mutaciones al intercalarse entre las dos cadenas del ADN y unirlas covalentemente.

6. Mutaciones.

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Mutación y cáncerLa proliferación celular está altamente controlada, y

evita que las células aumenten su número peligrosamente. En ocasiones se pueden dividir sin ningún control hasta constituir un tumor o neoplasia, que es benigno cuando las células tienden a crecer lentamente y se mantienen juntas. Sin embargo, cuando lo hacen de manera rápida e invaden órganos próximos, se dice que el tumor es maligno u que la persona padece un cáncer.

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Mutación y cáncerBajo el término cáncer se agrupan más de un centenar de

enfermedades que afectan a diversos tejidos con características y desarrollos diferentes, Las células cancerígenas se originan a partir de una única célula que se ha transformado en cancerosa, y por tanto todas las que de ella deriven serán también cancerosas. Sus características son:

• Las células implicadas en estas enfermedades, llamadas cancerosas o tumorales, crecen de manera desordenada y descontrolada. Proliferan continuamente y fuera del control existente para las células normales.

• Son capaces de migrar a través del sistema circulatorio sanguíneo o linfático e invadir otros órganos y tejidos, con lo que el tumor se puede extender por todo el organismo. Esta migración de las células cancerosas a otras partes del cuerpo se conoce con el nombre de metástasis.

Mutación y cáncer• Pierden características fenotípicas, p ej, cambian de

forma.• Pierden la inhibición por contacto, crecen unas sobre

otras en varias capas.• Cuando se inyectan en animales de experimentación

provocan tumores.• Cambios en la estructura del citoesqueleto, que puede

alterar su adhesividad con otras células y con la matriz extracelular, y su movimiento

• Secretan enzimas que les permiten invadir tejidos vecinos

• Tienen proteínas de membrana distintas, algunas receptores de hormonas que inducen división celular

No están claras las causas del cáncer, pero la acumulación de mutaciones o los virus pueden ser algunas de ellas.

Genes relacionados con el cáncerInvestigaciones recientes, entre las que cabe destacar las del Dr.

Barbacuá, han demostrado la existencia de genes que provocan cáncer:

• Protooncogenes. Son genes normales presentes en todas las células. Están implicados en los mecanismos de control del crecimiento y de la proliferación celulares, siendo capaces de inducir este último proceso. Frecuentemente se encuentran reprimidos. La mutación de uno solo de los dos alelos es suficiente para alterar su función y transformarlo en un oncogén capaz de dar origen a un cáncer.

• Genes supresores de tumores. Son de dos tipos: los que controlan negativamente la proliferación celular y los que están implicados en los procesos de diferenciación celular. Se los denomina también antioncogenes y se encuentran, frecuentemente, reprimidos.

• Genes de reparación del ADN. Son los que tienen como misión impedir la acumulación de mutaciones en el ADN, y deben estar activados.

Cuando se trata de los genes supresores de tumores y los de la reparación del ADN, para que se produzca su inactivación es necesario que sean los dos alelos del gen los que sufran la mutación.

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