Mutaciones

Índice

Introducción.        3

MUTACIONES        4

Sustitución de par de bases nitrogenadas o mutación puntual.        4

Mutación silenciosa        6

Mutación de cambio de sentido        6

Mutación sin sentido        7

Mutación de cambio de fase: Deleción o inserción de nucleótidos.        7

Base molecular de las mutaciones génicas.        7

Cambios tautoméricos        8

Desaminación        10

Dímeros de timina.        10

SISTEMAS DE REPARACIÓN DEL ADN        11

Mecanismo por reversión de la lesión: reparación directa        12

Reparación por fotorreactivación        12

Alquiltransferencia        13

Desmetilación oxidativa        14

Mecanismo por sistemas de reparación indirecta        15

Reparación por escisión de bases (BER):        15

Reparación por escisión de nucleótidos (NER):        17

Reparación por apareamiento erróneo - MMR (Mitsmach Repair)        19

CONCLUSIÓN        20

BIBLIOGRAFÍA        21

Introducción.

En los organismos existen procesos de replicación del material genético muy precisos, sin embargo, no son perfectos, por lo que generalmente pueden producirse errores los cuales generan cambios.

Una mutación es una variación ya sea espontánea o inducida del genoma, un cambio permanente y heredable en la secuencia del ADN, en los nucleótidos, o en la forma en que está dispuesto el ADN en el genoma.

Se deben a alteraciones de la información genética y las consecuencias dependen del nivel de afectación yendo desde cambios en la secuencia de nucleótidos en los genes o productos génicos, hasta en los tipos celulares involucrados. Y las consecuencias pueden ser perjudiciales o benéficas

Las mutaciones perjudiciales provocan una alteración desventajosa para el ser vivo, pudiendo desencadenar una enfermedad, un síndrome o incluso la muerte. Las mutaciones beneficiosas aumentan la probabilidad de supervivencia del organismo, aportando variabilidad fenotípica a la población y permitiendo la adaptación a los cambios ambientales.

MUTACIONES

Se denomina mutación a todo cambio permanente ocurrido en la secuencia de bases nitrogenadas del ADN de un organismo. Son fenómenos que ocurren a nivel molecular y no son observables en un principio en un examen de los cromosomas, sino que se requieren métodos de estudio moleculares como la secuencia del ADN o la reacción en cadena de la polimerasa.

Tomando en cuenta la alteración a nivel del genoma, los genetistas han clasificado históricamente a las mutaciones en moleculares y cromosómicas. Las mutaciones cromosómicas eran aquellas detectables con la ayuda del microscopio óptico. Las mutaciones moleculares corresponden a una alteración que no es detectable por los medios habituales de observación de cromosomas y se reciben el nombre de puntuales (o génicas): las podemos clasificar en cambio de bases y de cambio de fase.

Sustitución de par de bases nitrogenadas o mutación puntual.

Para estudiar cualquier cambio se requiere un punto de referencia, en genética el estándar está representado por el tipo silvestre, este puede corresponder a una forma hallada en la naturaleza o a una forma usada frecuentemente en el laboratorio.

Cualquier cambio que provoque una variación respecto al alelo silvestre (estándar) se conoce como mutación directa en la que ocurre la sustitución de un par de bases nitrogenadas por otro.

La sustitución de un nucleótido por otro puede ser diferenciada en dos clases de eventos transiciones y transversiones. La transición es el reemplazo de una base pirimídica por otra base pirimídica o de una púrica por otra púrica. En cambio, la transversión es el reemplazo de una base pirimídica por una base púrica o viceversa.

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Figura  1.  Las sustituciones.

Por ejemplo, consideremos un triplete de ARNm, tal como UGC, que codifica normalmente para el aminoácido cisteína. Este triplete puede ser modificado de diferentes formas por sustitución de nucleótidos, pero analizando sólo las concernientes a la tercera base, la citosina. Si esta citosina es reemplazada por uracilo -la otra base pirimidínica del ARN- el triplete deviene en UGU.

En otro caso de transversión, si la citosina (base pirimídica) es reemplazada por una adenina (base púrica) se forma el codón UGA.

Las consecuencias funcionales como consecuencia de estos tipos de mutaciones de cambio de bases son la degradación de código genético y la existencia de codones de terminación de la traducción. Y los posibles resultados son: Mutación silenciosa, de cambio de sentido y mutación sin sentido.

Mutación silenciosa: Cambia de un codón a otro que codifica el mismo aminoácido.  

Retomando el ejemplo de un triplete de ARNm, tal como UGC, que codifica para el aminoácido cisteína. Analizaremos sólo las concernientes a la tercera base, la citosina. Si esta citosina es reemplazada por uracilo –la otra base pirimidínica del ARN– el triplete deviene en UGU. Esta transición no tiene ningún efecto sobre el producto del gen porque UGU, tanto como UGC, codifican para el aminoácido cisteína. Este tipo de mutaciones no cambian la secuencia de la cadena polipeptídica.

Mutación de cambio de sentido: En esta mutación el cambio de un nucleótido de un triplete en una porción de un gen que codifica una proteína puede resultar en la generación de un nuevo triplete que codifique un aminoácido diferente en el producto proteínico.

Por ejemplo, modificar la base final del codón UGC consiste en reemplazar la citosina por una guanina (transversión), formando el nuevo triplete UGG. En este caso, se provocaría la incorporación a la cadena polipeptídica de un aminoácido diferente (el triptófano en lugar de la cisteína) y las consecuencias son variadas, en función del sitio de la sustitución y los cambios en la estructura física de la proteína (la función biológica se verá mucho más afectada si la sustitución se produce cerca del sitio activo).

Mutación sin sentido: En esta mutación un codón que determina un aminoácido sufre un cambio y es sustituido por otro que determina la terminación de la traducción.

Por ejemplo, en otro caso de transversión, si la citosina (base pirimídica) es reemplazada por una adenina (base púrica) se forma el codón UGA que es una de las señales de detención de la traducción, por lo tanto, la cadena polipeptídica se interrumpiría en forma prematura, generando una proteína sin función biológica.

Mutación de cambio de fase: Deleción o inserción de nucleótidos.

Existen mutaciones que conllevan la deleción de un segmento de ADN de tamaño variable, desde algunas bases hasta cientos de kilobases (fragmento de cromosomas), la más sencilla afecta un solo par de bases, sin embargo, también pueden afectar simultáneos pares de bases al mismo tiempo. Así como producirse dentro de las regiones de un gen que codifican la proteína y en regiones externas a los genes que afectan a su expresión o en otros sitios del ADN.

Base molecular de las mutaciones génicas.

Estas se pueden producir de manera espontánea o pueden inducirse. Las mutaciones espontaneas se dan de forma natural y se dan en todas las células. Las mutaciones inducidas se producen al exponer un organismo a un agente mutágeno o mutagénico, ocurren con mayor frecuencia que las espontaneas.

Las mutaciones espontaneas se deben a distintas causas; errores en la replicación del ADN, lesiones espontaneas y elementos genéticos transponibles.

Cambios tautoméricos

Cada una de las bases que conforman al ADN puede aparecer en una o varias formas llamadas Tautómeros, los cuales son isómeros que difieren en la posición de sus átomos y en los enlaces que forman entre ellos. Las formas ceto de cada base son las que se encuentran normalmente en el ADN, mientras, que las formas imino y enol son raras.  Las formas tautoméricas o enólicas de las bases nitrogenadas (A*, T*, G* y C*) muestran relaciones de apareamiento distintas: A*-C, T*-G, G*-T y C*-A. El cambio de la forma normal cetónica a la forma enólica produce transiciones.

Las formas tautoméricas raras se forman se encuentran en una proporción de 1 en 104 comparado con la forma usual y se da en el momento de la replicación se produciría una mutación.

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Figura  2. Mutación generada por cambios tautoméricos.

Desaminación

Consiste en la pérdida de grupos amino. La Citosina (C) por desaminación se convierte en Uracilo (U) y el Uracilo empareja con Adenina (A) produciéndose transiciones: GC→AT.

El Uracilo (U) no forma parte del ADN, existiendo un enzima llamado glucosidasa de uracilo encargada de detectar la presencia de U en el ADN y retirarlo. Al retirar el Uracilo (U) se produce una sede apirimidínica. La 5-MetilCitosina (5-Me-C) por desaminación se convierte en Timina (T). La Timina (T) es una base normal en el ADN y no se retira, por tanto, estos errores no se reparan. Este tipo de mutación también genera transiciones.

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