GENETICA MOLECULAR Y MICROBIANA

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GENETICA MOLECULAR 
Y MICROBIANA
2022
Genética molecular y microbiana
Concepto e importancia
Genética.- Disciplina que estudia los mecanismos por los cuales los caracteres pasan de un
organismo a otro
Importancia.- La genética microbiana es importante por diversas razones:
•El gen es la base del funcionamiento celular y la investigación básica en la genética
microbiana
•Los microorganismos son sistemas relativamente simples para estudiar los fenómenos
genéticos y en consecuencia son empleados como herramienta en los intentos de
descifrar los mecanismos genéticos
•Los microorganismos se emplean para el aislamiento y duplicación de genes
específicos de otros organismos con fines de clonamiento molecular.
•Los microorganismos producen muchas sustancias de valor industrial como
antibióticos , enzimas, colorantes, diversos principios activos y las manipulaciones
genéticas pueden emplearse para aumentar los rendimientos y mejorar los procesos de
fabricación
•Muchas enfermedades son producidas por microorganismos y los caracteres genéticos
se encuentran detrás de estas funciones perjudiciales. Comprendiendo la genética de los
microorganismos que producen enfermedad, se puede controlar más fácilmente su
proliferación en el cuerpo y evitarla.
IMPORTANCIA DE LA GENETICA MICROBIANA
DNA - RNA - PROTEINA
GENETICA MICROBIANA
REPLICACION DEL DNA
SINTESIS DE PROTEINAS
MAYOR 
PRODUCCION 
DE BIOMASA
MAYOR 
PRODUCCIÓN DE 
METABOLITOS
REPRODUCCION CELULAR
• casi totalmente secuencias 
codificadoras y de regulación
Procariotas Eucariotas
• 105 - 106 pb
• Haploide 
• 1 cromosoma circular
• 107 – 109 pb
• Haploide - diploide
• regulación de la expresión génica
mayormente a nivel transcripcional
• Algunos genes organizados en 
operones: ARNm policistrónico
• familias multigénicas y 
secuencias redundantes
• regulación en etapas de 
maduración de ARNm
• varios cromosomas lineales
Saccharomyces cerevisiae 16, 
• Ausencia de intrones • Presencia de intrones
• Unidades de transcripción simples
Escherichia coli
• un cromosoma circular 
• haploide
• tamaño pequeño (106 pb)
• Con ADN superenrrollado 
por la presencia de 
topoisomerasas
•Con secuencias palíndromes 
útiles para el reconocimiento 
de endonucleasas
Características del genoma procariota
ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
EUCARIOTICO
El DNA en eucariotas: presenta un DNA medianamente repetido y 
altamente repetido con regiones codificadoras (EXON) y no codificadoras 
(INTRONES). Además, posee regiones palindrómicas. Su DNA esta 
compuesto por moléculas lineales y se encuentra superenrrollado rodeado 
de histonas. 
empalme
REGIONES PALINDROMICAS O PALINDROMAS
Son secuencias de 6 a 9 bases que no codifican para un
péptido. Su estructura es una secuencia de bases repetidas e
invertidas usado para la identificación de proteínas y enzimas
de restricción que cortan el DNA en las regiones palíndromas.
Se lee lo mismo de derecha a izquierda o de izquierda a
derecha
Ej. ANITA LAVA LA TINA
ELEMENTOS GENETICOS: 
•SON PARTICULAS O ESTRUCTURAS QUE CONTIENEN MATERIAL 
GENETICO
ELEMENTO GENETICO PRINCIPAL
• CROMOSOMA
ELEMENTOS GENETICOS ACCESORIOS O VECTORES 
GENETICOS
•PLASMIDOS:SON MOLECULAS EXTRACROMOSOMICAS, 
PRESENTES MAYORMENTE EN PROCARIOTAS. SON 
MOLECULAS CIRCULARES Y PUEDEN MEDIR 1/20 DEL 
TAMAÑO DEL CROMOSOMA. ES INDEPENDIENTE.
TRANSPOSONES: SON ELEMENTOS GENETICOS MOVILES O 
SALTARINES QUE TIENEN LA CAPACIDAD DE 
TRANSFERIRSE A DIFERENTES SITIOS DENTRO DE UN 
GENOMA O A DIFERENTES GENONAS. 
EXISTEN 3 ELEMENTOS TRANSPONIBLES:
Secuencias de inserción (IS)
Transposones (Tn)
Algunos virus: fago Mu
En el maíz, los más conocidos pertenecen a las familias En/Spm (enhancer/Supressor-
mutator) y Ac (Activator)
Alrededor del 10% del genoma de Drosophila podría estar compuesto de secuencias de 
DNA repetitivas que se mueven como elementos discretos. Se han caracterizado tres tipos 
de transposones: los elementos P, copia-like y FB.
Los elementos IS: Los elementos de secuencias de inserción (IS)
son segmentos de DNA que pueden moverse de una posición
cromosómica a otra del mismo cromosoma o a otro cromosoma
diferente. Cuando los IS se insertan en medio de los genes, pueden
interrumpir la secuencia codificante e inactivar la expresión del gen.
Fueron descubiertos por primera vez en E. coli en el operón gal y
son los transposones más simples. Tienen entre 700 y 1500 pb y se
han encontrado en eubacterias y arqueas. También son frecuentes en
bacteriófagos y plásmidos.
Los Tn son segmentos de ADN que además de
portar la información necesaria para la
transposición, contienen genes extra, que pueden
codificar para muy distintas propiedades
fenotípicas, encontrándose entre las mas
importantes desde el punto de vista clínico, la
resistencia a antimicrobianos como ser el caso de la
resistencia de alto nivel a la gentamicina encontrada
en algunas cepas de Enterococcus sp.
Algunos plásmidos, poseen uno o mas Tn que
portan determinantes de resistencia a antibióticos, y
la capacidad de estos elementos para saltar de un
plásmido a otro, proporciona a las bacterias una
gran flexibilidad para desarrollar resistencia, debido
a que estos plásmidos son en general conjugativos,
por lo que pueden transferirse entre distintas
bacterias.
VIRUS: entes biológicos acelulares, parásitos obligados
VIROIDES: moléculas circulares de RNA monocatenario. 
Patógenos más pequeños. No contienen genes que codifiquen 
proteínas. SE conocen más de 200 especies de viroides
Cadang-Cadang dañan al coco y a 
cítricos
MITOCONDRIAS
CLOROPLASTOS
PROPIEDADES DEL 
DNA
•Contienen información
•Estabilidad
•Capacidad de replicarse
•Capacidad de transcribir 
la información
•Capacidad de mutar
•Capacidad de evolucionar
REPLICACION DEL DNA
Es un mecanismo semi conservativo de síntesis de nuevo DNA a partir de una 
cadena parental o patrón o madre. Comienza en una zona denominada origen de 
replicación mediados por la enzima DNApolimerasa.
15N
14N
MODELOS DE REPLICACION DEL DNA
++ Modelo de CAIRNS
Estructura theta
++ Modelo del CIRCULO 
RODANTE
http://genemol.org/biomolespa/fagos-lambda/fago-lambda.html
Orígen de replicación bidireccional en 
el cromosoma bacterianocromosoma
DIFERENCIAS ENTRE LA REPLICACION DE 
PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
PROCARIOTA EUCARIOTA
DIRECCION • Unidireccional
• Bidireccional
• Bidireccional
No. DE
ORIGENES DE
REPLICACIÓN
1
Secuencia de unas
300 bases
Miles
VELOCIDAD
DE LA DNApol
500 – 1000
nucleotidos/seg.
50
nucleotidos/seg
LONG. DEL
RNA CEBADOR
50 nucleotidos 9 nucleotidos
FRAGMENTO
DE OKASAKI
1000 – 2000
nucleotidos
200 nucleotidos
En el DNA nuclear de eucariotas hay muchos orígenes de replicación (~500 en 
levaduras y 60000 en mamíferos). Cada unidad de replicación es un replicón. La 
replicación es bidireccional
ELEMENTOS PARA LA REPLICACION
* Cadena de DNA patrón o paternal o madre * Enzimas para la replicación
Enzima Acción Función celular 
Endonucleasa de restricción Corta el DNA en secuencias específicas Destruye DNA extraño 
DNA ligasa Une moléculas de DNA Completa la replicación 
DNA polimerasa I Polimeriza nucleotidos y elimina los 
iniciadores 
Rellena huecos en el DNA durante los procesos de 
reparación de DNA 
DNA polimerasa III Polimeriza nucleotidos , corrige cada 
nucleotido insertado 
Replica el DNA 
DNA girasa (topoisomerasa II) Incrementa el grado de torsion del DNA 
produciendo superenrrollamiento 
Mantiene compacta la estructura del DNA 
DNA helicasa Se une al DNA cerca de la horquilla de 
replicación 
Promueve separación de las cadenas del DNA 
DNAsa Degrada el DNA hasta nucleotidos Destrñuye el DNA 
DNA metilasa Metila las bases haciéndolas irreconocibles 
por las enzimas de restricción 
Modifica el DNA celular de modo que no se ve afectado 
por la acción de las propias enzimas derestricci 
Primasa Hace cadenas cortas de RNA utilizando 
DNA como molde 
Necesaria para los iniciadores que utilizará la DNA 
polimerasa III 
Topoisomerasa I Relaja DNA superenrrollado Ayuda a mantner el grado apropiado de 
superenrollamiento 
 
•Proteinas SSB (Single Strand Binding Protein)
•Rep Proteina: se une a la hebra que va de 3´ 5¨ . Nucleotidos trifosfato . .RNA cebador (primer) . Fragmento de Okasaki
El Dogma Central de la Biología Molecular se refiere a los tres procesos llevados a cabo 
por los ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN,: replicación, transcripción y traducción. 
Ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Son procesos 
vitales para la vida, y tienen gran impotancia biológica.
Replicación del ADN en bacterias
• Comienza cuando se forma una burbuja de replicación, 
que se extiende y da lugar a dos horquillas de 
replicación que se desplazan en sentidos opuestos 
hasta que se encuentran en el punto de terminación.
• Comienza en un punto y se desarrolla en tres etapas:
• Apertura y desenrollamiento de la doble hélice
• Síntesis de dos nuevas cadenas de ADN
• Corrección de errores.
1.- Apertura y desenrollamiento de la doble hélice
• La separación de las cadenas comienza en un punto 
concreto del cromosoma denominado oriC, rico en 
secuencias GATC, que marca el origen de replicación.
• A partir del origen de replicación se forman unas estructuras, 
conocidas como burbujas de replicación, que se extienden a 
lo largo del cromosoma, en sentidos contrarios, y dan lugar a 
dos horquillas de replicación (por su forma en Y), donde las 
dos hebras del ADN parental están separadas y actúan como 
moldes para la síntesis de dos nuevas cadenas de ADN: por 
esa razón se dice que la replicación es bidireccional.
• Para que la doble hélice se desenrolle sin que las
hebras circulares acaben enredándose en un ovillo,
interviene un conjunto de proteínas y enzimas que,
junto con las enzimas ADN polimerasas, constituyen
un aparato molecular de replicación denominado
replisoma:
• En primer lugar actúan las 
enzimas helicasas que 
facilitan el desenrollamiento 
de la doble hélice.
• Para eliminar las tensiones 
generadas por la torsión 
intervienen las girasas y las 
topoisomerasas.
• Luego, las proteínas SSBP
se unen a la hebra molde del 
ADN para estabilizarlas y 
que no se vuelvan a enrollar.
2.- Síntesis de dos nuevas cadenas de ADN
• Una vez formada la burbuja de replicación, ya pueden actuar las 
enzimas ADN polimerasas que leen la secuencia de cada una de las 
cadenas y elaboran dos copias con secuencias complementarias
• La ADN polimerasa III es la que lleva a cabo la mayor parte del proceso
• Recorre las hebras molde y selecciona en cada momento el 
desoxirribonucleótido trifosfato, cuya base debe ser 
complementaria a la base del molde.
• Si el nucleótido seleccionado es el complementario, cataliza 
su hidrólisis, separando un resto pirofosfato(PP) e 
incorporando el nucleótido monofoafato a la cadena de 
ADN en formación mediante enlaces fosfodiéster, para el que 
utiliza la energía desprendida en la hidrólisis.
Problemas que debe resolver la enzima ADN polimerasa III
a).- Inicio de la síntesis.
• Es incapaz de iniciar por sí
sola la síntesis pues necesita
un grupo hidroxilo libre (-OH)
• Necesita la colaboración de
una enzima de ARN
polimerasa (primasa) que
sintetiza un ARN cebador
(primer) que proporciona
extremos hidroxilo libres
sobre los que adicionar
nuevos nucleótidos.
b).- Sentido de lectura de la hebra molde
• La ADN polimerasa III solo ”sabe leer” las secuencias de las
hebras en sentido 3´- 5´, mientras que las nuevas cadenas se
sintetizan y crecen en sentido 5´- 3´. Por lo tanto, de las dos
hebras molde del ADN, la que está orientada en sentido 3´- 5´
es copiada de manera continua y la nueva réplica recibe el
nombre de hebra conductora o lider.
• Sin embargo la otra hebra molde, al ser antiparalela tiene 
sentido 5´- 3´ y no puede ser leída.
• Este problemas se soluciona abriendo porciones de la hebra 
molde suficientemente grandes que permitan a la enzima ir 
retrocediendo para poder leer en el sentido adecuado y así 
sintetizar pequeños fragmentos de ADN, llamados fragmentos 
de Okazaki, que crecen en el sentido 5´- 3´ y, más tarde, se 
unen para formar la otra réplica que recibe el nombre de hebra 
retardada. 
Modelo de horquilla de replicación en
Escherichia coli
• Cada fragmento comienza cuando un ARN polimerasa,
llamada primasa, fabrica una corta cadena de ARN cebador.
• Esta cadena es alargada por la ADN polimerasa III, que
sintetiza un pequeño trozo de ADN hasta completar un
fragmento de Okazaki.
• Más tarde actúa la ADN polimerasa I, que elimina el ARN
cebador de cada fragmento. El hueco que queda se rellena
por la ADN polimerasa I, que sustituye el ARN cebador por
ADN, con una secuencia complementaria a la del molde
• Por último, interviene una enzima ADN ligasa para unir los
diferentes fragmentos hasta formar la hebra retardada.
• La hebra conductora se sintetiza con mayor rapidez debido a 
que las enzimas primasa, y ADN polimerasas I y III actúan una 
sola vez, al principio de la réplica
• La hebra retardada se sintetiza de forma discontínua, 
mediante un proceso que requiere la colaboración de varias 
enzimas.
3.- Corrección de errores
• a).- Actividad autocorrectora de la ADN polimerasa: corrección
de pruebas.
• Las ADN polimerasa I y III además de polimerizar, son
autocorrectoras, ya que realizan una nueva lectura: después
de cada proceso de polimerización, la ADN polimerasa “mira”
hacia atrás antes de incorporar el nucleótido siguiente y, si
detecta un error, elimina el último nucleótido y vuelve a
introducir el adecuado.
• En E. coli se comete un error de apareamiento por cada 106
nucleótidos adicionados. La posterior actividad autocorrectora
reduce el error de apareamiento a uno por cada 108
nucleótidos adicionados.
Modelo actual de la replicación en E. coli
• La helicasa abre la doble hebra
• Las topoisomerasas reduce la
tensión producida en el
desenrollamiento de la hélice
• Las proteínas de unión a ADN
simple hebra (SSP) mantienen la
estabilidad del ADN durante la
replicación
• La polimerasa en la hebra 3’..5’
sintetiza una hebra continua
• La polimerasa en la otra hebra se
mueve en la dirección opuesta:
sintetiza el ADN en fragmentos
de Okazaki
En procariotas hay un único orígen de 
replicación
E. coli: único origen (20-40 pb)
Eucariotas: 
múltiples orígenes
El Dogma Central de la Biología Molecular se refiere a los tres procesos llevados a cabo 
por los ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN,: replicación, transcripción y traducción. 
Ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Son procesos 
vitales para la vida, y tienen gran impotancia biológica.
La enzima ARN polimerasa reconoce al promotor en el gen 
e inicia la copia de las secuencias utilizando ribonucleotidos 
como monómeros y una hebra del ADN como molde
TERMINO DE TRANSCRIPCION
Terminador Simple
Terminador dependiente de rho
Secuencia palindrómica 
C/G…TTTT
TRADUCCION
Traducción ( Síntesis de la cadena polipeptídica)
Requiere:
- ARNm (copia del DN)
- ARNt cargados con aminoácidos
- Ribosoma ( sub-unidades ensambladas)
- Factores proteicos (iniciación, elongación, etc)
- Peptidiltransferasa
mRNA
La función de intérprete de los 
ARNt
• Los ARNt son los verdaderos 
artífices de la traducción, pues se 
encargan de mantener las 
correspondencias entre los 
tripletes del ARNm y los 
aminoácidos.
• En cada molécula de ARNt se 
distinguen dos regiones distintas y 
separadas que permiten actuar 
como intérprete: la secuencia 
CCA del extremo 3´ y el bucle 
del anticodón.
• Por un lado, cada ARNt se une específicamente con único 
aminoácido determinado. Para ello la enzima aminoacil ARNtsintetasa actúa como adaptador, ya que dispone de dos sitios 
activos altamente específicos: uno de ellos reconoce el 
aminoácido, el otro identifica determinadas secuencias de 
bases características de cada ARNt.
• Esta enzima cataliza el enlace entre el grupo carboxilo (-
COOH) del aminoácido con el grupo hidroxilo (-OH) del 
ribonucleótido de adenina del extremo 3´(secuencia CCA). 
Traducción – Síntesis de la nueva 
proteína
metionina glicina serina isoleucina glicina alanina
Codón de
término
proteína
A U G G G C U C C A U C G G C G C A U A A
ARNm
Codón
de inicio
Estructura primaria de la proteína
aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6
Enlaces peptídicos
codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7codon 1
CODIGO GENETICO
Conjunto de leyes que permiten tener un patron de equivalencia entre las 
secuencias de bases en el DNA en términos de RNA y traducirlos en aminoácidos.
Características del código 
genético
1.- El código genético está degenerado
• Quiere decir que el diccionario es redundante: puesto 
que existen 61 codones que codifican 20 aminoácidos, 
algún aminoácido debe estar codificado por dos o más 
tripletes distintos, es decir, hay codones que significan lo 
mismo (codones sinónimos)
2.- Es universal
• Es utilizado indistintamente por la práctica totalidad de 
los organismos conocidos (virus, bacterias, plantas, 
animales…)
3.- No es ambiguo
• Cada codón o triplete tiene siempre el mismo 
significado, es decir, especifica el mismo aminoácido.
6.- Es unidireccional
• Se leen en el ARNm en sentido 5´-3´.
TRADUCCION
ALGUNAS REGIONES FUNCIONALES DE LOS RIBOSOMAS
SINTESIS DE PROTEINA
INICIACION
ELONGACION
TERMINACION
GEN ESTRUCTURAL BACTERIANO
DNA
G 
o 
A
Secuencia 
Shine-
Delgarno
-35 -10 +1 Cadena antisentido
Cadena con sentido
Remolque
Dirección de transcripción
AUG
Inicio de 
traducción 
(codón de 
iniciación)
Inicio de Transcripción
mRNA
5’ 3’
(5’AGGA3’ Complementa rRNA 16S)
Líder
Promotor
Antilider
TTGACA
Sitio de 
reconocimiento de 
la RNApol
TATAAT
Sitio de unión de la 
RNApol
Secuencia 
Consenso
CAJA 
PRIBNOW
Conceptos en Regulación génica
• Inductor: Sustancia que inicia la inducción enzimática.
• Correpresor: Sustancia que reprime la síntesis de enzimas
• Represor: Proteína que unida al inductor o al correpresor 
afecta la síntesis de ARNm
• Operón: Grupo de genes cuya expresión está controlada 
por un mismo sistema regulador
• Gen Operador: Sitio del genoma sobre el cual se fija la 
proteína represora y que controla a un grupo de genes 
estructurales.
• Promotor: Región del genoma (previa al operador) que es 
reconocida por la ARN polimerasa
• Gen regulador: Gen que codifica la síntesis de una proteína 
represora
• Genes estructurales: Genes que codifican la síntesis de 
proteínas enzimáticas. Generalmente de transcripción 
policistrónica.
REGULACION DE LA EXPRESION 
GENETICA
Las maquinarias genéticas y metabólicas están integradas y son 
interdependientes.
Sintetizando únicamente las proteínas que se necesitan en un 
momento determinado se ahorra energía.
• Enzimas constitutivas (60-80% de los genes)
• Producciòn de enzimas reguladas cuando se las necesita.
Mecanismos de control: Represión, inducción y atenuación que 
regulan la transcripción de los RNAm y por consiguiente la síntesis de las enzimas a 
partir de los RNAm. 
Estos mecanismos de control génico regulasn la formaciòn y la cantidad de las 
enzimas de la célula, no sus actividades.
El modelo operón 
El modelo de la regulación de los genes procariotas
El modelo operón, fue propuesto en 1961 por Francois Jacob y Jacques 
Monod. El fenómeno que inspiró la idea fue el de la inducción enzimática. 
Grupos de genes que codifican para proteínas relacionadas se agrupan en 
unidades conocidas como operón. 
Un operón consiste en: 
* un operador
* un promotor
* un regulador y
* uno o más genes estructurales
El gen regulador codifica para una proteína que se pega al operador, 
obstruyendo al promotor (y por lo tanto a la transcripción), del gen estructural. 
El regulador no tiene que estar adyacente a los otros genes en el operón. 
Cuando se remueve la proteína represora, puede producirse la transcripción . 
MODELO DEL OPERON
Operón Lac:
B-galactosidasa: rompe la lactosa en glucosa y galactosa
B-galactosido permeasa: transporte de lactosa al interior de la célula
Tiogalactósido transacetilasa: metaboliza algunos otros disacáridos 
distintos de la lactosa.
Los operones son inducibles o reprimibles, de acuerdo al 
mecanismo de control. En Escherichia coli se identificaron setenta 
y cinco operones diferentes que controlan 250 genes estructurales. 
Tanto la represión como la inducción son ejemplos de control 
negativo, dado que la proteína represora detiene (" turn off ") la 
transcripción. 
OPERON INDUCIBLE
OPERON REPRIMIBLE
Otra regulación del operón lactosa depende de la concentración de glucosa en el medio.
Proteína activadora del 
catabolismo
Atenuación
• Definición: Terminación prematura de la 
transcripción
P O E4321
L
ADN
ARN
ATG TGA
2 trp codons
1 432
Operon con región líder
– La secuencia líder 
transcribe 
– La traducción 
empieza
– La transcripción se 
detiene
– Codones triptofano 
adyacentes
1
4
3
2
UUUUUUU
1
4
3
2
UUUUUUU
Atenuación
• Estructuras secundarias del 
ARNm mutuamente 
exclusivas
– región 1 : región 2
– región 2 : región 3
– región 3 : región 4
• Transcripción y Traducción 
acopladas
Atenuación
1 2
4
3
UUUUUUU
ATG TGA
2 codones
trp
1 432
Alto triptofanil-t-RNA
Atenuación
ATG TGA
2 codones
trp
1 432
1
4
3
2
UUUUUUU
Bajo triptofanil-t-RNA
No Atenuación
Operón 
Triptofano
Limitación de triptofano: transcripción no determinada
Exceso de triptofano: transcripción terminada
Mutaciones
Cambio heredable en el genoma, espontáneo o inducido
- Inserciones (de una o varias bases)
- Deleciones (de una o varias bases)
- Puntuales sobre un único par de bases. 
Sustitución: 
- inserción de una base anómala durante la replicación
- transiciones (purina-purina o pirimidina-pirimidina
- transversiones (purina-pirimidina).
A G
CT
Transiciones
Transversiones 
MUTACION
146
Cambios a nivel de un nucleótido (puntuales) en el ADN:
▪ Inserción: + A-T TGGTCGTAT TGGTCAGTAT
ACCAGCATA ACCAGTCATA 
▪Deleción: - G-C TGGTCGTAT TGGTCTAT
ACCAGCATA ACCAGATA 
▪ Transición: A-T -> G-C; G-C-> A-T; C-G -> T-A; T-A -> C-G
▪ Transversión: AT->CG, … (8 posibilidades)
Mutación puntual en el ADN
Mutaciones puntuales y su efecto en el fenotipo
silenciosa: codifica el 
mismo aminoácido
sin sentido: codifica un 
codón de stop, proteína 
incompleta
En sentido errado: 
puede modificar o 
suprimir la función por 
el cambio de un 
aminoácido o ser neutral 
cuando el cambio de aa
no altera la función
UAC
Codón de 
tirosina
CAC
Codón de 
histidina
PROTEÍNA 
DEFECTUOSA
MUTACIÓN DE 
CONTRASENTIDO
O EN SENTIDO 
ERRADO
UAG
Codón de 
terminación
PROTEÍNA INCOMPLETA
MUTACIÓN SIN SENTIDO
UAU 
Codón de 
tirosina
PROTEÍNA 
NORMAL 
MUTACIÓN 
SILENCIOSA
Marco de lectura corrido
Marco de lectura corrido
Marco de lectura normal
Met-Pro-Tir-Trp Met-Pro-Val-Leu
DNA
Codones
ARNm
Péptido
Tipo silvestre Cepa mutante
adición de GC
TAC GGT ATG ACC
ATG CCA TAC TGG
TAC GGT CAT GAC C
ATG CCA GTA CTG G
AUG CCA UAC UGG AUG CCA GUA CUG G
• Mutaciones de varios pares de bases
• deleciones
• inserciones
• traslocaciones
• inversiones
Las inserciones o deleciones afectan el marco de lectura
151
Lesiones espontáneas
Despurinización del DNA
La tautomería
• Las bases nitrogenadas se encuentran
habitualmente en su forma cetónica y con
menos frecuencia aparecen en su forma
tautomérica enólica o imino. 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.
153
La tautomería
Emparejamiento normal de las formas normales “ceto”
154
La tautomería
Bases apareadas de manera incorrecta
El patrón de donadores y aceptores de puente de hidrógeno de 
los tautómeros genera apareamientos C-A y T-G
introduciendo errores en la replicación.
155
La tautomería
Bases apareadas de manera incorrecta
156
La tautomería
Los desplazamientos tautoméricos causan mutaciones
Las mutaciones pueden ser inducidas por 
agentes químicos, físicos o biológicos.
5Bromo uracilo es similar a Timina
2 amino purina similar a Adenina
EMS, DES
Bromuro de etidio
Agentes químicos:
• análogos de base
• productos alquilantes
• productos que reaccionan con el ADN
• agentes intercalantes
desplazamiento del 
marco de lectura 
inserción o deleción
sustitución
Mutación observada
5-Bromouracilo 
complementa con 
Guanina originando la 
sustitución de AT a GC
2-Aminopurina 
complementa con 
Citosina originando la 
sustitución de AT a GC
Análogos de bases
161
Lesiones espontáneas
Acción de los radicales libres sobre el DNA
162
Agentes químicos
Agentes intercalantes: moléculas planas que se intercalan en el DNA
▪Proflavina, bromuro de etidio, dioxina
Mutaciones inducidas
163
Lesiones espontáneas
Despurinización del DNA
Figure 9.6
Agentes físicos: radiaciones
• radiaciones ionizantes: rayos X y gamma
Producen ionización del agua: radicales libres OH. que 
reaccionan con macromoléculas produciendo lesiones
165
Mutaciones inducidas
Agentes físicos
Radiaciones ionizantes
▪Roturas cromosómicas - roturas de doble cadena (efectos letales)
▪Apareamiento incorrecto – roturas del enlace n-glucosídico
166
Mutaciones inducidas
Agentes físicos
▪No ionizante -> UV -> Dímeros de timina
• Radiaciones no ionizantes:U.V.
Produce dímeros de 
timina o pirimidinas
Deformación de la hélice 
del ADN que induce 
errores durante la 
replicación
Reconocimiento por 
sistema reparador
La reparación es 
susceptible de cometer 
errores
Reparación por Escisión
Métodos de estudio de mutantes
Método de la placa de 
réplica
Resultado de la placa de réplica
http://www.oocities.org/roberto_raul/crecimiento.html
http://www.oocities.org/roberto_raul/index.html