Mutaciones

Mutaciones: Definición• Una mutación es cualquier cambio en la

información hereditaria. Por lo tanto, será todo cambio que afecte al material genético: ADN, cromosomas o cariotipo.

• Las mutaciones pueden producirse tanto en células somáticas como en células germinales, en estas últimas tienen mayor transcendencia.

• Las mutaciones solo son heredables cuando afectan a las células germinales. Si afectan a las células somáticas se extinguen por lo general con el individuo, a menos que se trate de un organismo con reproducción asexual.

• Las mutaciones pueden ser: naturales (espontáneas) o inducidas (provocadas artificialmente con radiaciones, sustancias químicas u otros agentes mutágenos).

Tipos de mutaciones

• Génicas• Cromosomicas estructurales• Cromosomicas numéricas

Mutaciones génicas

• Son aquellas que producen alteraciones en la secuencia de nucleótidos de un gen.

• a) Sustituciones: - Transiciones - Transversiones• b) Perdida o inserción: - Adición - Deleción

Sustituciones

• Transiciones: Es el cambio en un nucleótido de la secuencia del ADN de una base púrica por otra púrica o de una base pirimidínica por otra pirimidínica.

• Transversiones: Es el cambio de una base púrica por una pirimidínica o viceversa.

Sustituciones

Perdida o inserción

Este tipo de mutación produce un corrimiento en el marco de lectura.

• Adiciones génicas: Es la inserción de nucleótidos en la secuencia del gen.

• Deleciones génicas: Es la pérdida de nucleótidos.

Las sustituciones provocan la alteración de un único triplete y, por tanto, salvo que indiquen un codón de parada, no suelen tener grandes efectos sobre la proteína codificada, pues afectan a un único aminoácido y la proteína seguirá pudiendo realizar la misma función.

• Sin embargo, las mutaciones que impliquen un corrimiento en el marco de lectura, adiciones o deleciones, pueden alterar la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada a partir del punto donde se produjo la mutación y sus consecuencias suelen ser graves, pues todos los aminoácidos de la secuencia proteica a partir de dicho punto serán diferentes..

Anemia falciforme o drepanocítica

• Esta alteración génica se debe a la presencia en las personas que la padecen de una forma rara de hemoglobina, la hemoglobina S, en la que se ha producido un cambio en la cadena beta-globina, en el cual el aminoácido glutámico fue intercambiado por valina. Debido a esto los glóbulos rojos adoptan una forma de hoz cuando disminuye su oxigenación obturando los capilares sanguíneos

Glóbulos rojos anemia falciforme Glóbulos rojos normales

Anemia falciforme o drepanocítica

Agentes Mutágenos

• Las mutaciones aparecen de forma natural ocasionalmente, pero su frecuencia puede aumentar por la acción de productos químicos o radiaciones que las inducen. A estos factores se les llama agentes mutágenos.

Agentes Mutágenos

• Agentes químicos• Agentes biológicos• Radiación ionizante

Agentes Químicos

• Análogos de bases.• Agentes que reaccionan con el DNA.• Agentes intercalantes.

Análogos de bases

• Debido a su gran similitud estructural los análogos de bases como el 5-Bromouracilo o la 2-Aminopurina se incorporan en el DNA que se replica en lugar de las bases correspondientes timina y adenina. Cuando uno de estos análogos de bases se incorpora en el DNA, la replicación puede ocurrir normalmente aunque ocasionalmente, ocurren errores de lectura que resultan en la incorporación erróneas de bases en la copia de DNA.

Análogos de bases•Así por ejemplo, el 5-Bromouracilo se puede aparear con guanina (la timina se aparea con adenina) ocasionando la transición de AT a GC (la guanina se aparea con citosina). La 2-Aminopurina puede aparearse con citosina ocasionando la transición de AT a GC.

Agentes que reaccionan con el DNA.

• Existen agentes químicos que reaccionan directamente sobre el DNA que no se está replicando ocasionando cambios químicos en las bases lo que provoca un apareamiento incorrecto. Algunos ejemplos:

• Acido nitroso (HNO2).

• Hidroxilamina (NH2OH

• Agentes alquilantes

Agentes intercalantes.Un grupo de sustancias, acridinas y bromuro de etidio, son moléculas planas que se insertan entre dos pares de bases del DNA, separándolas entre sí. Durante la replicación, esta conformación anormal puede conducir a microinserciones o microdelecciones en el DNA, originando mutaciones por corrimiento de lectura.

Agentes Biológicos

• Pueden provocar mutaciones tales como los virus y las bacterias. Uno de los más frecuentes es el grupo de virus del papiloma humano (HPV), que se transmite por vía sexual y produce cáncer del cuello del útero en la mujer y cáncer del glande en el hombre.

Radiaciones

• Tanto la luz ultravioleta como las radiaciones ionizantes se utilizan en estudios de mutagénesis. Sin embargo, los mecanismos de mutagénesis son bastante diferentes para cada tipo de radiación.

• Luz Ultravioleta (UV)

• Radiación ionizante

Radiaciones

Biotecnología

• A nivel básico la biotecnología se puede definir como una técnica que utiliza células vivas, cultivo de tejidos o moléculas derivadas de un organismo como las enzimas para obtener o modificar un producto, mejorar una planta o animal o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito específico.

Ingeniería genética

• La ingeniería genética es una técnica que consiste en la introducción de genes en el genoma de un individuo que carece de ellos. Se realiza a través de las enzimas de restricción que son capaces de "cortar" el ADN en puntos concretos. Se denomina ADN recombinante al que se ha formado al intercalar un segmento de ADN extraño un un ADN receptor. Por ejemplo, la integración de un ADN vírico en un ADN celular.

Tecnología del ADN recombinante

• Nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee.

• Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias, etc) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria.

• Por ejemplo, el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina. Por lo tanto en la tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas:

• a) Corte específico del ADN.• b) Amplificación del fragmento del ADN• c) Inserción del fragmento de ADN• d) Métodos de introducción del vector

Tecnología del ADN recombinante

Corte especifico del ADN

Proyecto genoma humano