Mutaciones

MUTACIONES. CONCEPTO. TIPOS

Término introducido por De Vries en 1901, que lo definió como “cambios bruscos que ocurren en los caracteres de una especie”. Llegó a esta definición estudiando la planta Oenothera lamarckiana, al observar que de vez en cuando aparecían plantas con características distintas a otras. Fueron Luria y Delbruck los que empezaron los primeros estudios sobre sus causas y su importancia de manera rigurosa.

La célula dispone de mecanismos que aseguran que el ADN no cambie. Los primeros son mecanismos de corrección de la replicación, así se mantiene la fidelidad con que se transmite de generación a generación. Otros mecanismos reparan los cambios espontáneos o lesiones que sufre el ADN. Pero cuando dichos mecanismos fallan aparece la mutación.

En sentido amplio, mutación es todo cambio en el material genético de las células detectable. Estos cambios pueden ser en la estructura cromosómica o en su número. En sentido estricto, es un cambio en la secuencia de nucleótidos (de bases) del material genético debidos a errores en la duplicación y en los sistemas de reparación del ADN. La mutación es heredable si afecta al material genético de las células madre de los gametos o a los propios gametos.

Las mutaciones generan nuevas variantes o formas de un mismo gen, es decir, nuevos alelos, por lo que se dice que es fuente de diversidad o variabilidad génica, sobre ellos actúa la selección natural. Los nuevos genes o alelos que aparecen se denominan mutantes (y el individuo portador también) y el gen más frecuente gen o alelo silvestre o normal.

Estos alelos proporcionan ventajas o no a los individuos que las portan, y son seleccionados o eliminados por la SN. Cuando se expresa el gen mutado, se traduce como una proteína. Esta proteína puede ser resultar perjudicial, beneficiosa o neutra.

La clasificación de las mutaciones se hace con distintos criterios:

1) Según la célula afectada

a) Mutación somática, si afectan a una célula no germinal. Sólo se transmite a las células que derivan de una célula somática, pero no a la descendencia (no son heredables). Las consecuencias de estas mutaciones dependen del tipo de célula y del tipo de mutación. Si se produce durante el desarrollo embrionario, el individuo resulta un mosaico, con células mutadas y otras no. Si la mutación es carcinógena transforma la célula en tumoral. La mutación debe activar a un protooncogen o inactivar a un gen supresor o un gen reparador de lesiones.

b) Mutación germinal, si se produce en las células sexuales o las células madre de los gametos, se transmite a la descendencia (heredables). Todas las células del nuevo individuo portarán la mutación y, por tanto, contribuyen al aumento de la variabilidad de la población. Sobre estos individuos (sobre estas mutaciones) actuará la SN, responsable de la evolución.

2) Por el tipo de alteración provocada (amplitud de la afección)

a) Mutación génica, puntiforme o molecular, si afecta la secuencia de bases de un gen. Debido a errores en la duplicación, mutágenos o son espontáneas. Origina nuevas formas variantes de un gen llamadas alelos. Son las mutaciones en sentido estricto y es el mínimo cambio que puede haber en el ADN. Afecta a una base y su pareja en la otra cadena.

b) Cromosómicas, si afecta a la estructura del cromosoma (deleción, inversión, traslocación)

c) Genómicas o numéricas, si cambia el número cromosomas (monosomías, trisomías, triploídias, poliploidias)

3) Por la viabilidad del mutante (efecto sobre el mutante)

a) Mutaciones neutras, si no perjudican ni benefician al individuo

b) Mutaciones perjudiciales, si les causa por ejemplo alguna enfermedad (mutaciones patológicas), o la muerte (letales o subletales)

c) Mutaciones beneficiosas, si les confiere alguna característica ventajosa que les permite ser más eficaz y sobrevivir en el entorno.

4) Por su origen:

a) Mutaciones espontáneas, si aparecen por sí solas

b) Mutaciones inducidas o provocadas por agentes mutágenos (físico o químico)

5) Por el tipo de cromosoma afectado

a) Mutación ligada al sexo, si se produce en los heterocromosomas, como la hemofilia

b) Mutación autonómica, como el albinismo

TIPOS DE MUTACIONES PUNTUALES, GÉNICAS O MOLECULARES

Son las mutaciones en sentido estricto. Puede ser espontánea, deberse a una error de la replicación o de los sistemas de reparación, o inducida. Se sabe que algunos lugares concretos en el genoma que son más susceptibles de sufrir mutaciones. Se llaman “puntos calientes”. Las mutaciones génicas son cambios en la secuencia de bases de un gen.

Hay dos tipos:

1. Sustituciones, origina nuevos alelos.

2. Adiciones (=inserción) o pérdida de bases (también llamadas mutaciones por corrimiento de la pauta de lectura).

Sustituciones de bases

Son el 20 % de las mutaciones génicas. Dos tipos:

• Transición, si se cambia una base púrica por otra púrica, o pirimidínica por otra pirimidínica. Origina apareamientos anómalos. Ej:

Secuencia normal: ATT CGA CTG TAC

TAA GCT GAC ATG

Secuencia mutada ATT CGG CTG TAC

A por G, T por C TAA GCC GAC ATG

• Transversión, si se cambia launa púrica por otra pirimidínica o viceversa. Si la adenina se une a la guanina, y la citosina con la timina o viceversa.

Secuencia normal ATT CGA CTG TAC

TAA GCT GAC ATG

Secuencia mutada ATT CGT CTG TAC

...