Mutagenesis

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS 
BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA 
LABORATORIO DE GENÉTICA MICROBIANA
INDUCCIÓN DE MUTANTES EN Escherichia coli
GRUPO 5QM2
SECCIÓN 1
Integrante
CASTRO ALTAMIRANO SAÚL
ORTEGA REYES FELIPE 
Profesores 
GARCIA RANGEL MARIA VIRGEN
ESTEVA GARCIA MARTHA ELENA
1
Mutación
Cambio en la secuencia de nucleótidos en el DNA que es
heredable y no está relacionado con la recombinación.
Mutación en la cadena del DNA. 
2
3
Mutante
Organismo del cual su genotipo difiere al de la cepa
silvestre.
Mutagénesis
Proceso mediante el cual se llevan a cabo las mutaciones.
Importancia de las mutaciones 
• Aumentan la probabilidad de supervivencia.
• Variabilidad biológica o genética en las poblaciones.
• Perjudicial si se pierde un metabolismo.
• En algunos casos pueden ser letales.
Resistencia a fármacos. Producción de pigmento bacteriano. 
4
Clasificación de los tipos de mutación
Origen 
Espontáneas
Inducidas 
Errores en la replicación 
Por agentes físicos, químicos y 
biológicos 
5
Clasificación de los tipos de mutación
Efecto en el fenotipo 
❖ Silenciosa
❖ Sin sentido
❖ Con sentido equivocado
Grado 
de lesión 
Microlesiones
Macrolesiones
● Cambios en marco 
de lectura 
● Deleción
● Inserción
● Transición
● Transversión
● Por sustitución de 
bases 
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Macrolesiones
Mutaciones que afectan a miles o millones de pares de bases. 
Microlesiones
Mutaciones que afectan a una o dos bases , causando un efecto 
perjudicial. 
Mutación puntual debido a un cambio en una base nitrogenada. 
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Frecuencia de las mutaciones 
Mutación espontánea
Es producida por errores en la replicación del DNA y es del orden 
de 10-7 – 10-10 por número de células. 
Mutación inducida
Los medios físicos, químicos y biológicos permiten aumentarla 
dentro de un rango de 10-4– 10-7 por número de células. 
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Transición
Es el reemplazamiento de una base púrica o pirimídica en una cadena del
DNA por otra del mismo tipo, en la cadena complementaria.
Transversión
Es el reemplazamiento de una base púrica o pirimídica en una cadena del
DNA por otra de tipo diferente en la cadena complementaria.
Doce diferentes sustituciones pueden ocurrir en el DNA. 
Mutaciones por sustitución de bases 
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Inserción de base (s). Microlesión puntual
Cuando se añade o se elimina una o más bases nucleotídicas se ocasiona
una cambio en el marco de lectura de los codones.
Inserciones de 1 o 2 pares de bases alteran el marco de lectura del gen distal al 
sitio de la mutación. 
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Deleción de base (s). Microlesión puntual
Deleciones de 1 o 2 pares de bases alteran el marco de lectura del gen distal al 
sitio de la mutación. 
12
Consecuencias de las mutaciones 
puntuales 
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Mutación silenciosa
El codón que ha sido alterado produce el mismo aminoácido.
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Mutación con sentido equivocado
Se produce un cambio en un nucleótido, provocando la aparición
de un codón que codifica para un aminoácido distinto.
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Mutación sin sentido
Provoca la aparición de un codón de terminación.
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Clasificación de los tipos de mutación
Espontánea 
● Cambios tautoméricos 
● Desaminación 
● Despurinización 
● Daño oxidativo 
● Errores en replicación 
Inducida por agentes mutágenos ● Químicos 
● Biológicos 
● Físicos 
Elementos genéticos 
móviles 
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Tautomerización
Intercambio de un átomo de hidrógeno entre otros dos átomos de la misma
molécula, en ambos casos formando un enlace covalente.
Tautomerismo ceto- enólico en guanina y timina, y amino- imino en citosina y
adenina.
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Apareamiento incorrecto entre bases, debido al tautomerismo.
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Mecanismo por el cual los cambios tautoméricos causan mutaciones en el 
DNA.
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Despurinización
Consiste en la interrupción del enlace glucosídico entre la base y 
desoxirribosa y la subsecuente pérdida de un residuo de guanina 
o adenina del DNA. 
Pérdida de un residuo de purina de una sola hebra del ADN (Griffiths et al, 
2015., p. 589). 
21
Desaminación
Causa transiciones G:C→ A:T (Griffiths et al, 
2015., p. 590)
Los residuos de uracilo no reparados se emparejarán con adenina en 
la replicación. 
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Daño oxidativo 
Especies activas de oxígeno, tal como radicales superóxido (O2 • − ),
peróxido de hidrógeno (H2O2), y radicales hidroxilo ( • OH), se
producen como subproducto del metabolismo aeróbico normal y
causan daño oxidativo.
El producto (8- oxo dG) frecuentemente se une con A, resultando transversiones 
G→T.
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Errores en la replicación
La Dna polimerasa retrocede para eliminar el desapareamiento de A-C
usando su actividad exonucleasa de 3´ a 5´.
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Mutación por agentes Físicos 
25
Mecanismo de acción de Luz Ultravioleta (UV)
Une residuos adyacentes de pirimidina en la misma hebra.
(Griffiths et al, 2015., p. 594-595) 26
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Modificadores 
de bases 
M
u
ta
g
én
o
s 
Q
u
ím
ic
o
s 
Análogos de bases 
5- Bromouracilo (5-BU)
2- Aminopurina (2-AP) 
Agentes alquilantes
N- Metil- N´-nitro-
N-
nitrosoguanidina 
(NTG) 
Etilmetanosulfonato 
(EMS) 
Acridinas 2,8-Diaminoacridina (Proflavin) 
Agentes 
desaminantes
Ácido nitroso 
(HNO2)
Hidroxilamina (NH2OH) 
Intercalantes 
28
Tabla 1. Características específicas de los mutágenos químicos 
Mecanismo de acción del 5- bromouracilo (5-BU)
El bromo en la posición 5 es similar al metil de la timina en la
misma posición, por lo cual el bromo incrementa la frecuencia de
los cambios tautoméricos.
Emparejamiento de bases entre 5-bromouracilo y (a) adenina o
(b) guanina.
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Incorporación 
en forma enol
Causa 
transiciones 
G:C→ A:T
Causa 
transiciones 
A:T→ G:C
Incorporación 
en forma ceto 
Resultando 
transiciones
A:T <-> G:C
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Mecanismo de acción del Ácido nitroso (HNO2)
Causa desaminación oxidativa de los grupos amino en adenina,
guanina y citosina, convirtiéndolos a grupos ceto y cambia el
potencial del puente de hidrógeno.
Causa transiciones A:T→ G:C
31
Causa transiciones G:C→ A:T
No es mutagénico debido a que xantina al igual que “G” se une con 
citosina.
Resultando 
transiciones
A:T <-> G:C
32
33
34
Un análogo de adenina es 2-Aminopurina la cual en su forma estable se 
une a timina (a) y cuando se protona se une con citosina (b). 
Transferencia de los grupos metil o etil a las bases nitrogenadas, dando como 
resultado potenciales de emparejamiento de bases alterados. 
Mecanismo de acción del Etilmetanosulfonato (EMS) y 
Nitrosoguanidina (NTG).
Causa 
transiciones
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Cuando el DNA es tratado con hidroxilamina, el grupo amino de la
citosina es hidroxilado ( grupo hidroxiamino).
Causa únicamente transiciones G:C→ A:T
Mecanismo de acción de la Hidroxilamina (NH2OH) 
36
Mecanismo de acción de 2,8- Diaminoacridina (Proflavin)
Las moléculas de acridina con carga positiva se intercalan entre los
pares de bases del DNA y provocan cambios en el marco de
lectura provocados por inserciones o deleciones.
ICR- 170
37
Mutagénesis de desalineación causada por la intercalación de una
molécula de acridina (Freidelfer, 1987., p. 231).
Inserción
Deleción 
38
Mutación causada por agentes 
biológicos 
39
Mecanismo de acción de los elementos genéticos 
transponibles
La inserción de un transposón hacia un gen de tipo salvaje provocará que el gen 
sea no funcional. 40
Reversión
Segunda mutación 
generada para 
restaurar el 
genotipo y/o 
fenotipo. 
Reversión verdadera
Mutante que ha revertido a su 
genotipo de la cepa silvestre. 
Reversión no 
verdadera ( por 
supresión)
Reversión al fenotipo 
de la cepa silvestre por 
una mutación en un 
gen. 
Supresión intragénica
Mutación dentro del mismo 
gen en donde se originó la 
primer mutación. 
Supresión intergénica 
Mutación en un gen distinto 
al que ocasionó la primer 
mutación. 
41
Métodos para aislar mutantes 
42
43Réplica de placas para aislar mutantes auxótrofas.Réplica de placas
44
Enriquecimiento de penicilina para mutante auxótrofo
Detección de mutantes usando enriquecimiento de penicilina.
45
Referencias 
1.- Griffiths et al, (2015). Introduction to Genetics Analysis, USA. Ed. W. H. 
FREEMAN & COMPANY. 
2.- Freidelfer, A. et al, 1987. Microbial Genetics. Ed. Jones and Bartlett 
Publishers. Inc. Boston. 
3.- Malling. H. V. 1966. Hydroxylamine as a mutagenic for Neurospora 
crassa. pags. 470-746. 
4.- Espinosa, A. L., et al, 2018. Experimentos en Genética Microbiana. 
Ciudad de México. Ed. Alicia Espinoza Lara. pags. 12-18. 
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	Diapositiva 13: Consecuencias de las mutaciones puntuales 
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	Diapositiva 15
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	Diapositiva 18
	Diapositiva 19
	Diapositiva 20
	Diapositiva 21
	Diapositiva 22
	Diapositiva 23
	Diapositiva 24
	Diapositiva 25: Mutación por agentes Físicos 
	Diapositiva 26
	Diapositiva 27
	Diapositiva 28
	Diapositiva 29
	Diapositiva 30
	Diapositiva 31
	Diapositiva 32
	Diapositiva 33
	Diapositiva 34
	Diapositiva 35
	Diapositiva 36
	Diapositiva 37
	Diapositiva 38
	Diapositiva 39: Mutación causada por agentes biológicos 
	Diapositiva 40
	Diapositiva 41
	Diapositiva 42: Métodos para aislar mutantes 
	Diapositiva 43
	Diapositiva 44
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