Mutación Genética

1.-Defina mutación genómica

Este tipo de mutaciones afecta a la dotación cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc.

En el hombre, existen varios síndromes provocados por la falta de separación de una pareja de cromosomas homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se denomina trisomía, es decir un individuo con un cromosoma triplicado.

2.-Defina mutación génica

Son las verdaderas mutaciones, porque se produce un cambio en la estructura del ADN. A pesar de todos los sistemas destinados a prevenir y corregir los posibles errores, de vez en cuando se produce alguno en la réplica, bien por colocarse una Citosina (C) en lugar de una Timina (T), o una Adenina (A) en lugar de una Guanina (G); o bien porque el mecanismo de replicación se salta algunas bases y aparece una "mella" en la copia. O se unen dos bases de Timina, formando un dímero. Aunque se trate de un cambio de un nucleótido por otro, supondrá una alteración en la secuencia de un gen, que se traduce posteriormente en una modificación de la secuencia de aminoácidos de una proteína.

3.-Defina mutación cromosómica

Este tipo de mutaciones provoca cambios en la estructura de los cromosomas.

◦Deleción. Implica la pérdida de un trozo de cromosoma; los efectos que se producen en el fenotipo están en función de los genes que se pierden.

◦Duplicación. En este caso existe un trozo de cromosoma repetido.

4.-Investigue la tasa de mutación génica en la línea germinal en humanos.

La variación observable en los individuos se debe en gran medida a la variación genética, sobre la que se añade la variación producida por la influencia del ambiente. La variación genética se debe a la presencia de cambios genéticos heredables a nivel celular (de una célula a sus células hijas) que además son transmitidos a la siguiente generación si afectan a la línea germinal (pero no son transmitidos si solamente afectan a células somáticas). Como es sabido, un gen —localizado en un locus— puede presentarse en formas diferentes debidas a variaciones en la secuencia. Cada forma alternativa se denomina alelo, y el porcentaje de individuos de la población que presenta cada alelo se denomina frecuencia alélica. Cuando un locus se presenta, al menos, en dos formas alélicas y la frecuencia alélica del alelo más raro es del 1% o mayor, ese locus se llama locus polimórfico, y esa variación se denomina polimorfismo. La variación inter-individual garantiza la adaptación de una especie a condiciones ambientales cambiantes, pero los mismos mecanismos que crean esa variación son también responsables de originar mutaciones más graves, que en algunos individuos desencadenan una enfermedad.

En humanos, la variación entre individuos se genera principalmente de dos maneras:

•durante el proceso de reproducción sexual, por recombinación entre cromosomas homólogos durante la meiosis (y, más raramente, en mitosis). A ésta cuestión dedicaremos los siguientes apartados de este tema.

•Además, durante la vida de un individuo se van introduciendo muchas nuevas mutaciones en el genoma de sus células, aunque sólo un pequeño porcentaje de estos cambios afectan a las células germinales y quedan fijados en el genoma de la especie. La tasa de nuevas mutaciones es resultado del equilibrio entre mutación y reparación de las mutaciones. En efecto, en cada división celular se incorporan 6x109 nucleótidos, y se estima que se producen unas 1017 divisiones celulares durante la vida media de un individuo: por tanto, un sistema sin errores debería tener una exactitud de 6x1026, lo que es virtualmente imposible. De hecho, se sabe que la ADN polimerasa produce un error cada 104 nucleótidos incorporados, aunque está dotada de un sistema de “edición” que mejora esta tasa hasta 107. Considerando un genoma diploide de 6x109 nucleótidos, esto significa unas 600 mutaciones por cada división celular en cada célula del organismo, lo cual es muy superior a lo observado y sugiere, por tanto, la existencia de sistemas celulares de reparación del ADN que se ocupan de reparar la inmensa mayoría de las mutaciones introducidas en el genoma, contribuyendo a mantener una fidelidad alta.

En efecto, las tasas de división celular son distintas en la línea germinal que en los diferentes tejidos, e incluso no son las mismas en la línea germinal masculina que en la femenina (mucho mayores en la masculina). Las tasas de mutación estimadas, mediante diversos procedimientos, se sitúan en torno a 1x10-9 substituciones por nucleótido por división en células somáticas, y 1,3x10-8 substituciones por nucleótido por generación en la línea germinal. Se ha calculado que, de media, una persona experimenta 1017 divisiones celulares somáticas a lo largo de su vida, lo cual debería traducirse en unas 6x108 mutaciones somáticas a lo largo de la vida de una persona. Recientemente, estas tasas de mutación se han podido calcular directamente, gracias a la secuenciación de genomas completos en familias en las que se ha leído el genoma de los padres y de uno o más hijos. Los estudios realizados hasta el momento indican que, en condiciones normales, cada hijo lleva entre 40 y 70 mutaciones nuevas en la línea germinal, lo que equivale a una tasa de mutación entre 0,9-1,2 x 10-8 por nucleótido por cada generación. Dando como válidas las estimaciones de que la línea germinal sufre 216 divisiones celulares por cada generación, esto supone una tasa de mutación observada en línea germinal (considerando un genoma haploide) en torno a 0,15 mutaciones por división celular. Uno de estos estudios detectó, curiosamente, una tasa de mutación paterna superior a la materna en una familia europea, mientras que la tasa de mutación materna fue superior a la paterna en una familia africana.

Finalmente, hay que tener en cuenta que no todas las substituciones tendrán el mismo efecto a nivel funcional. De hecho, muchas mutaciones serán silenciosas porque no afectan a ADN codificante o a regiones importantes del genoma; otras, las más dañinas, sufrirán una fuerte presión selectiva y su frecuencia alélica

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