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Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 PREPARATORIA FEDERAL POR COOP. “JOSÉ VASCONCELOS” “HERENCIA GENÉTICA” MATERIA: BIOLOGÍA ALUMNA: ARENAS MARTÍNEZ CELESTE ALEHLÍ GRUPO: IV-01 NO. DE LISTA: #02 PROFESORA: MUÑOZ GONZALEZ JUDITH REBECA MAZATLÁN, SINALOA; 24 DE ABRIL DE 2020 Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 Una mutación es un cambio en el ADN, el material hereditario de los seres vivos. El ADN de un organismo influye en su aspecto físico, en su comportamiento y en su fisiología... en todos los aspectos de su vida. Por lo tanto, un cambio en el ADN de un organismo puede producir cambios en todos los aspectos de su vida. Las mutaciones pueden ser beneficiosas, neutras o dañinas para el organismo, pero las mutaciones no «intentan» proporcionar lo que el organismo “necesita”. En este sentido, las mutaciones son aleatorias: el hecho de que una mutación concreta suceda o no, no está relacionado con lo útil que sería. Dado que todas las células de nuestro cuerpo contienen ADN, hay multitud de lugares en los que pueden producirse las mutaciones; sin embargo, no todas las mutaciones son relevantes para la evolución. Las mutaciones somáticas son las que se producen en las células no reproductoras y no se transmiten a la descendencia. Aunque algunas mutaciones en el ADN puede generar enfermedades o trastornos. Existen miles de enfermedades genéticas y se están descubriendo aún más cada día. Nuestro cuerpo está compuesto por miles de millones de células y cada una contiene un conjunto de genes. Los genes son las “instrucciones” del organismo, que nuestro cuerpo lee, para elaborar las proteínas que determinan quiénes somos. Por ejemplo, existen genes para el color de los ojos y la estatura. Los genes se heredan (son transmitidos de padres a hijos); por eso nos parecemos a nuestros padre Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 “Cambio en la secuencia del ADN. Las mutaciones pueden ser el resultado de errores en la copia del ADN durante la división celular, la exposición a radiaciones ionizantes o a sustancias químicas denominadas mutágenos, o infección por virus. Las mutaciones de la línea germinal se producen en los óvulos y el esperma y puede transmitirse a la descendencia, mientras que las mutaciones somáticas se producen en las células del cuerpo y no se pasan a los hijos” — National Human Genome Research Institute (NHG) Como bien se menciona en la definición, las mutaciones transcendentales para la descendencia, son aquellas que se presentan u ocurren en las células germinales- óvulo y espermatozoides- y estas pueden llegar a producir cambios, causando enfermedad- mutaciones patógenas- o ser silentes. Sin embargo, la mutación que heredamos de nuestros padres se le llama mutación heredada, y a la que se da en el individuo sin que haya un progenitor con la misma mutación, se le conoce como mutación de novo. 《Tipos de mutaciones》 Las mutaciones pueden darse en tres niveles diferentes: ◆Génica o puntual: Son cambios en bases nitrogenadas sueltas que se sustituyen unas por otras, o se pierde o se gana alguna, es decir a las bases o “letras” del ADN y alteran la secuencia de nucleótidos en un gen. ◆Cromosómico: Afectan a segmentos de cromosomas que llevan varios genes, por tanto su estructura. Estas mutaciones pueden ocurrir porque grandes m u t a c i ó n Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 fragmentos se pierden (deleción), se duplican, cambian de lugar dentro del cromosoma. ◆Genómico: Afecta al conjunto del genoma ya que, aumenta o disminuye el número total de cromosomas de una célula, es decir, perjudican a cromosomas enteros, alterando el número de cromosomas-genoma- del individuo, normalmente porque se pierde o se gana algún cromosoma entero. Cada una se subdivide en otros tipos de mutaciones dentro de las categorías presentadas anteriormente, por el cual, sólo trataremos con las más importantes de cada una. Mutación génica o puntual Para ampliar el concepto de mutación genética o puntual, la EUTAPI- Academia Europea de Pacientes- lo define como: “Una alteración permanente de la secuencia de ADN de la que se compone un gen. El tamaño de las mutaciones varía, lo que afecta desde a un solo componente básico (par de bases) del ADN hasta a un gran segmento de un cromosoma con varios genes” Como bien se menciona, dichas mutaciones surgen a partir de lesiones en el ADN que no se reparan, ya sea debido a errores durante la replicación del ADN- cambio en un solo nucleótido o en un número reducido de nucleótidos-, por lo tanto, puede ocurrir en cualquier célula del organismo. Aunque sólo se genera de 2 formas: ❏Mutaciones de estirpe germinal.- Se heredan de un progenitor y están presentes durante toda la vida de una persona en cada célula del organismo. Estas mutaciones se encuentran en los óvulos o espermatozoides de los progenitores y se transmiten como mutaciones hereditarias. ❏Mutaciones somática.- Se producen en un momento dado durante la vida de una persona sólo en determinadas célula. Estos cambios se pueden deber a factores ambientales, Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 como la radiación ultravioleta del sol, o se pueden producir en caso de error al copiarse el ADN durante la división celular. Las mutaciones adquiridas no se pueden transmitir a la siguiente generación. La secuencia de ADN de un gen se puede alterar de diferentes formas. Estas mutaciones tendrán diferentes efectos sobre la salud de las personas, dependiendo de dónde ocurran y si alteran o no la función esencial de las proteínas, es por ello que se puede clasificar en diferentes tipos de mutaciones: 《Mutación silenciosa》 En este tipo de mutación hay un cambio en una de las bases del ADN de forma que el triplete de nucleótidos se modifica, pero sigue codificando para el mismo aminoácido. Esto es así porque el código genético tiene cierto margen de seguridad y para cada aminoácido hay varias combinaciones de tripletes que lo determinan. 《Situación de bases》 Se producen al cambiar en una posición una base nitrogenada por otra- son las bases nitrogenadas las que distinguen los nucleótidos de una cadena -. Suponen alrededor del 20% de las mutaciones génicas. Pueden ser de dos tipos: ❏Transiciones.- Cuando se sustituye una base púrica por otra púrica (adenina por guanina y viceversa) o una pirimidínica por otra pirimidínica (citosina por timina y viceversa). ❏Transversiones.- Cuando se sustituye una base púrica por otra pirimidínica, o viceversa. Estas mutaciones sólo alteran a un triplete, y como el código genético es degenerado, puede ser que el nuevo triplete codifique el mismo aminoácido y que esta mutación sea silenciosa y no afecte al individuo. Si la mutación crea un triplete de parada generará un proteína más corta. Sin embargo, las mutaciones génicas que afectan a la pauta de lectura se producen por inserciones o deleciones de nucleótidos, pero nunca tres o múltiplos de tres. Originan secuencias de aminoácidos distintas a las originales, que impide Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 que la proteína cumpla con su función. Al añadirse o perderse algún nucleótido cambian todos los tripletes, por eso se dice que causan un corrimiento de la pauta de lectura, creando una proteína completamente diferente. Los efectos de estas mutaciones pueden ser distintos, aunque compatible con la vida, como por ejemplo: ◆Enanismo hipofisiario: Producido por una mutación de la hormona del crecimiento. ◆Anemia falciforme: Mutación de la hemoglobina que le hace perder capacidad de transportar oxígeno. ◆Albinismo:No poder sintetizar melanina porque una mutación impide que una enzima la sintetice. Pero sin dejar de descartar los aspectos negativos, este también puede ser benéfico, aunque es inusual, pero puede ser que la nueva proteína tenga mejores propiedades y pueda desempeñar mejor su función, por lo que los individuos que la tengan tendrán ventajas adaptativas respecto al resto de la especie, y la selección natural hará que este en se imponga al original, provocando la evolución. Sin embargo, de igual manera llega a causar la muerte del organismo que la sufre. Por ejemplo, en mutaciones producidas durante el desarrollo embrionario que causan muchos de los abortos naturales. Y a pesar de que la mayoría de estas mutaciones no causan enfermedades en el ser humano por sí mismas, la acumulación de ciertas mutaciones en las células de nuestro organismo está relacionada con el desarrollo de patologías como el cáncer. Mutación cromosómica Las mutaciones cromosómicas son cambios producidos en la estructura normal de los cromosomas, sin cambiar su número, es decir que sólo cambia la secuencia de nucleótidos en el ADN y, por tanto, también el mensaje transcrito al ARNm. Se ven p e r j u d i c i a l Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 afectados segmentos más o menos grandes de los cromosomas, provocando cambios en su estructura, afectando a varios genes. 《Alteraciones en el orden de los genes》 Se distinguen dos tipos: ❏Inversiones- Consiste en que un fragmento cromosómico ha girado 180º, por lo que su secuencia génica queda invertida respecto a la del resto del cromosoma. A consecuencia de las inversiones, durante la meiosis se pueden formar bucles que hacen que los gametos no sean viables. Hay dos tipos de inversiones según su relación con el centrómero: ◆Pericéntricas: Afectan al centrómero, y producen un cambio en la forma del cromosoma. ◆Paracéntricas: El centrómero no está afectado ni la forma del cromosoma. ❏Translocaciones- Consiste en el cambio de posición de un fragmento del cromosoma. La translocación se puede producir en un mismo cromosoma, en cromosomas homólogos o distintos. Las translocaciones no suponen deficiencias para el portador pero sí para su descendencia, ya que puede que herede un cromosoma incompleto o con duplicaciones. Alteraciones por la existencia de un número incorrecto de genes 《Alteraciones por la existencia de un no. incorrecto de genes》 Se producen como consecuencia de un error en el apareamiento meiótico que puede producir un sobrecruzamiento erróneo, quedando un cromosoma con un fragmento más y el otro con un fragmento menos. Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 También pueden ser la consecuencia de inversiones o translocaciones de los progenitores. Los gametos producidos, después de producirse la fecundación, podrían originar: ❏Deleción- La deleción se produce por la pérdida de un fragmento cromosómico, y por tanto, de los genes que contiene. Suelen ser letales en individuos homocigóticos. ❏Duplicación- Se produce duplicación cuando se repite un fragmento cromosómico en el mismo u otro cromosoma. La deleción y la duplicación están causadas por entrecruzamientos defectuosos. Mutación genómica Las mutaciones genómicas son variaciones en el número normal de cromosomas de una especie. Se suelen producir por un reparto desigual de cromosomas durante la meiosis en la formación de gametos, de forma que unos gametos quedan con cromosomas de más y otros con cromosomas de menos. Estas mutaciones se clasifican en función de que afecten a todo el genoma completo 《Euploidía》 La mutación afecta al número- aumento o disminución -de juegos completos de cromosomas con relación al número normal de cromosomas de la especie. Tenemos el ejemplo de haploidía, en el que las células presentan sólo un juego de cromosomas; la diploidía presenta 2 juegos, tripoidía, tres juegos y así sucesivamente Se producen por la no separación de los cromosomas homólogos durante la meiosis. ❏Poliploidía.- Son mutaciones consistentes en el aumento del número normal de “juegos de cromosomas”, pudiendo ser triploides (3n), tetraploides (4n) y, en general, poliploides. Pueden estar causadas por un error en la división Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 reductora de la meiosis o por polispermia, si un óvulo es fecundado por más de un espermatozoide. ◆Autopoliploides: Si todos los juegos de cromosomas proceden de una misma especie. ◆Alopoliploides: Si los “juegos extra” proceden por hibridación, es decir, del cruce de dos especies diferentes. En los vegetales, la hibridación es frecuente y su descendencia no es estéril. ❏Haploidía o monoploidía.- Se trata de mutaciones en las que sólo existe un único juego n de cromosomas. 《Aneuploidía》 Son mutaciones que afectan sólo al número de cromosomas- sexuales o autosómicas -de una pareja, pero sin llegar al juego completo. Se puede producir aneuploidía por defecto o por exceso de cromosomas, según si le falta un cromosoma o lo tiene de más. La aneuploidía ocurre frecuentemente en la naturaleza. En humanos también son relativamente frecuentes y ocasionan trastornos como en el caso del síndrome de Down y otros que afectan a los cromosomas sexuales. ❏Monosomías- Las monosomías se producen cuando falta un cromosoma de una pareja de homólogos (2n-1). Son raras porque tienen efectos letales para sus portadores. La única monosomía viable en los humanos es la del cromosoma X, el síndrome de Turner. ❏Trisomías- Una trisomía es la existencia de un cromosoma extra en un organismo diploide. En lugar de un par homólogo de cromosomas, tiene un triplete (2n + 1 cromosomas). Puede afectar tanto a autosomas como a cromosomas sexuales, siendo más frecuentes y menos graves en estos últimos. Por ejemplo: ◆Trisomías que afectan a autosomas: Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 Trisomía 13 o síndrome de Patau. Trisomía 18 o síndrome de Edwards. Trisomía del par 21 o síndrome de Down. ◆Trisomías que afectan a cromosomas sexuales: Síndrome de Klinefelter (XXY). Síndrome del duplo Y (XYY) o síndrome del superhombre. Síndrome triple X. Como ya vimos, cada tipo de mutación genera una alteración génetica en la que produce enfermedades o transtorno, el cual, para su comprensión se definirá como: Una enfermedad o trastorno genético es una afección patológica causada por una alteración del genoma que provoca la síntesis de proteínas defectuosas. Y repasando un poco, estas enfermedades pueden ser hereditarias o no, según si el gen alterado está presente en las células germinales (óvulos y espermatozoides) en este caso sí lo será o en las células somáticas en este caso no será hereditario. Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 El genoma está formado por moléculas de ADN de gran tamaño donde se guarda y transmite de generación en generación toda la información necesaria para el desarrollo de todas las funciones biológicas de un organismo. Lo podemos imaginar como un gran collar que está formado por cuatro tipos de perlas llamadas A (adenina), G (guanina) C (citosina) y T (timina) (son los aminoácidos). La combinación de estas perlas da lugar a una multitud de posibilidades (se crearían collares de muchos tipos). Parte de estos collares constituirían los genes que codificarían las proteínas. Los genes están constituidos por secuencias de este ADN que codifican proteínas y que se pasan de padres a hijos. Las proteínas (partes de los collares) son las moléculas que usa el cuerpo humano para realizar las funciones que están codificadas en el genoma y están formadas por una sucesión de aminoácidos (perlas) unidos entre si. La mayor partede las enfermedades se producen porque una o más proteínas no funcionan correctamente. Esto puede producirse porque el gen que las codifica se ha modificado, ha “mutado”, cambiando las instrucciones que las producen y, como consecuencia, no funcionarán como deberían. Hay algún aminoacido (perla) que no es correcto y el collar no está bien hecho. “Un mutágeno es un agente químico o físico, como las radiaciones ionizantes, que promueve los errores en la replicación del ADN. La exposición a un mutágeno puede producir mutaciones en el ADN que causan o contribuyen a enfermedades como el cáncer” ➝National Human Genome Research Institute (NHG) Las mutaciones pueden surgir de manera espontánea o bien pueden ser inducidas. La inestabilidad química intrínseca de las bases nitrogenadas puede traducirse en mutaciones, pero a una frecuencia muy baja. Una causa común de las mutaciones puntuales espontáneas es la desaminación de la citosina a uracilo en la doble hélice de ADN. El proceso de replicación de esta hebra lleva a una hija mutante, donde el par original GC ha sido reemplazado por un par AT. Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 Aunque la replicación del ADN es un evento que ocurre con una precisión sorprendente, no es perfecta en su totalidad. Los errores en la replicación del ADN también llevan a la aparición de mutaciones espontáneas. Además, la exposición natural de un organismo a ciertos factores ambientales lleva a la aparición de mutaciones. Entre estos factores tenemos a la radiación ultravioleta, radiación ionizante, diversos químicos, entre otros. 《Mutágenos químicos》 Son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma brusca, como por ejemplo el ácido nitroso (agente desaminizante), brominas y algunos de sus compuestos. Se subdivide en: ❏Bases análogas.- Las moléculas que presentan similitud estructural con las bases nitrogenadas tienen la capacidad de inducir mutaciones; entre los más comunes están el l 5-bromouracilo y la 2- aminopurina. ❏Agentes que reaccionen con el material genético.- El ácido nitroso, la hidroxilamina y una serie de agentes alquilantes reaccionan de manera directa en las bases que forman el ADN y pueden cambiar de purina a pirimidina y viceversa. ❏Agentes intercalentes.- Existen una serie de moléculas como las acridinas, bromuro de etidio (muy usado en los laboratorios de biología molecular) y la proflavina, que tienen una estructura molecular plana y logran ingresar a la hebra de ADN. ❏Reacciones oxidativas- El metabolismo normal de la célula tiene como producto secundario una serie de especies reactivas del oxígeno que dañan a las estructuras celulares y también al material genético. Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 《Mutágenos físicos》 Son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. Son ejemplos la radiación ultravioleta que origina dímeros de pirimidina (generalmente de timina), y la radiación gamma y la alfa que son ionizantes. También se considerar agentes físicos los ultrasonidos,con 400.000 vibraciones por segundo,que han inducido mutaciones en Drosophila y en algunas plantas superiores, y centrifugación, que también producen variaciones cromosómicas estructurales. 《Mútagenos biológicos》 Son aquellos organismos “vivos” que pueden alterar las secuencias del material genético de su hospedador; como por ejemplo; virus, bacterias y hongos. Son ejemplo los transposones (fragmentos autónomos de ADN). Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 Las mutaciones son necesarias para nuestra existencia y la de los demás seres vivos, ya que aportan la variabilidad genética. Sin ellas, las especies no pueden evolucionar y de hecho, han sido una serie de mutaciones que se han producido durante muchos millones de años las que han provocado, la variedad de especies que existen hoy en día. Podemos provocar algunas mutaciones mediante la ingeniería genética. Aunque algunos afectan la formación del ser humano ya que algunos progenitores son portadores de dichas enfermedades genética y se los dan a la descendencia, pero esto puede cambiar gracias que la tecnología ha evolucionado y se puede “quitar” dichas alteraciones encontradas en el ADN para que el hijo no salga afectado de algunas de los trastornos presentados en la investigación Celeste Alehlí Arenas Martínez IV-01 No. de lista:#02 https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mutacion https://metabolicas.sjdhospitalbarcelona.org/noticia/tipos-mutaciones https://www.eupati.eu/es/glossary/mutacion-genica/ https://genotipia.com/genetica_medica_news/mutaciones-geneticas-celulas-somaticas/ https://biologia-geologia.com/biologia2/1122_mutacion_cromosomica_o_estructural.html https://biologia-geologia.com/biologia2/1123_mutacion_a_nivel_genomico.html http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/09022011/f0/es-an_2011020913_9080433/ODE- 2863838c-6520-345c-994a-c71f39b445b2/22_mutaciones_genmicas.html http://www.fundacionmencia.org/es/enfermedades-geneticas/que-son/ https://mutacionupelipb.webnode.es/agentes-mutagenicos/ https://www.lifeder.com/agentes-mutagenicos/ https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mutageno https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mutacion https://metabolicas.sjdhospitalbarcelona.org/noticia/tipos-mutaciones https://www.eupati.eu/es/glossary/mutacion-genica/ https://genotipia.com/genetica_medica_news/mutaciones-geneticas-celulas-somaticas/ https://biologia-geologia.com/biologia2/1122_mutacion_cromosomica_o_estructural.html https://biologia-geologia.com/biologia2/1123_mutacion_a_nivel_genomico.html http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/09022011/f0/es-an_2011020913_9080433/ODE-2863838c-6520-345c-994a-c71f39b445b2/22_mutaciones_genmicas.html http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/09022011/f0/es-an_2011020913_9080433/ODE-2863838c-6520-345c-994a-c71f39b445b2/22_mutaciones_genmicas.html http://www.fundacionmencia.org/es/enfermedades-geneticas/que-son/ https://mutacionupelipb.webnode.es/agentes-mutagenicos/ https://www.lifeder.com/agentes-mutagenicos/ https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mutageno
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