Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-211

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¿CÓMO INFLUYEN LAS MUTACIONES DEL DNA EN LA FUNCIÓN DE LOS GENES? 179
de un organismo? Esto depende de cómo afecta la mutación
el funcionamiento de la proteína que codifica el gen mutante.
Las mutaciones tienen diversos efectos 
en la estructura y función de las proteínas
La mayoría de las mutaciones se clasifican ya sea como susti-
tuciones, deleciones, inserciones, inversiones o translocacio-
nes (véase el capítulo 9).
Inversiones y translocaciones
Las inversiones y translocaciones ocurren cuando fragmentos
del DNA (en ocasiones casi todos o incluso todos las de un
cromosoma) se separan y se reacomodan en un mismo cro-
mosoma, o bien, en un cromosoma diferente. Estas mutacio-
nes son relativamente benignas si genes enteros, incluidos sus
promotores, sólo se mueven de un lugar a otro. Sin embargo,
si un gen se divide en dos, ya no podrá codificar una proteína
completa y funcional. Por ejemplo, casi la mitad de los casos
de hemofilia severa son provocados por una inversión en el
gen que codifica una proteína que se requiere para la coagu-
lación de la sangre.
Deleciones e inserciones
Los efectos de las deleciones y las inserciones por lo general
dependen de cuántos nucleótidos se eliminan o se agregan.
¿Por qué? Piensa en el código genético: tres nucleótidos codi-
fican un solo aminoácido. Por consiguiente, agregar o eliminar
tres nucleótidos agregará o eliminará un solo aminoácido a 
la proteína codificada. En la mayoría de los casos, esto no al-
tera la función de la proteína de forma considerable. En con-
traste, las deleciones e inserciones de uno o dos nucleótidos, o
cualquier deleción o inserción que no es de un múltiplo de
tres nucleótidos, puede tener efectos particularmente catas-
tróficos, porque todos los codones que siguen después de la
deleción o inserción se verán alterados. Recuerda nuestra
oración con palabras de tres letras: LOSDOSSONASÍ. Elimi-
nar o insertar una letra (por ejemplo, si se elimina la primera
S) significa que todas las palabras de tres letras que siguen ca-
recerán de sentido: LOD OSS ONA SÍ. De manera similar, la
mayoría de los aminoácidos —y posiblemente todos— de una
proteína sintetizada a partir de una molécula de RNAm que
contiene tal mutación del marco de lectura
funcionales. ¿Recuerdas el toro Belgian Blue del capítulo 9?
El gen defectuoso de la miostatina de un ejemplar Belgian
Blue tiene una deleción de 11 nucleótidos, lo que genera un
codón de terminación “prematuro” que pone fin a la traduc-
ción antes de que la proteína miostatina esté completa.
Sustituciones
Las sustituciones de nucleótidos (también conocidas como
mutaciones puntuales) dentro de un gen codificador de una
proteína pueden tener al menos cuatro diferentes resultados
(tabla 10-4). Como ejemplo concreto, consideremos las muta-
ciones que se producen en el gen codificador de la beta-globi-
na, una de las subunidades de la hemoglobina, la proteína
portadora de oxígeno que está presente en los eritrocitos o
glóbulos rojos. El otro tipo de subunidad en la hemoglobina es
la alpha-globina. Una molécula normal de hemoglobina cons-
ta de dos subunidades alpha y dos beta. En todos los ejem-
plos, salvo el último, consideraremos los resultados de las
mutaciones que ocurren en el sexto codón (CTC en el DNA,
GAG en el RNAm), que especifica ácido glutámico, un ami-
noácido cargado, hidrofílico y soluble en agua.
• Es posible que la proteína no cambie. Recuerda que casi to-
dos los aminoácidos están codificados por varios codones.
Si una mutación modifica la secuencia de bases del DNA
de la beta-globina de CTC a CTT, esta nueva secuencia co-
difica el ácido glutámico. Por consiguiente, la proteína sin-
tetizada a partir del gen mutante permanece igual, a pesar
de que la secuencia del DNA sea diferente.
• La nueva proteína puede ser equivalente desde el punto de
vista funcional a la original. Muchas proteínas tienen regio-
nes cuya secuencia exacta de aminoácidos es relativamen-
te poco importante. Por ejemplo, en la beta-globina los
aminoácidos de la parte externa de la proteína deben ser
hidrofílicos para que ésta permanezca disuelta en el cito-
plasma de los glóbulos rojos. No es muy importante cuáles
aminoácidos hidrofílicos están en la parte externa. Por
ejemplo, en la población japonesa de Machida se encontró
una familia que tiene una mutación de CTC a GTC, que
sustituye el ácido glutámico (hidrofílico) por glutamina
(también hidrofíIica). La hemoglobina que contiene esta
proteína beta-globina mutante recibe el nombre de hemo-
globina Machida 
Tabla 10-4 Efectos de las mutaciones en el gen de la hemoglobina
DNA
(cadena Propiedades del Efecto en la función
molde) RNAm Aminoácido aminoácido de la proteína Enfermedad
Codón original 6 CTC GAG Ácido glutámico Hidrofílico Función normal de la proteína Ninguna
Mutación 1 CTT GAA Ácido glutámico Hidrofílico Neutro, función normal de la proteína Ninguna
Mutación 2 GTC CAG Glutamina Hidrofílico Neutro, función normal de la proteína Ninguna
Mutación 3 CAC GUG Valina Hidrofóbico Pierde solubilidad en agua, Anemia de células 
compromete la función de la proteína falciformesa
Codón original 17 TTC AAG Lisina Hidrofílico Función normal de la proteína Ninguna
Mutación 4 ATC UAG Codón de Termina la Sintetiza sólo parte de la proteína, Beta-talasemia
terminación traducción después elimina la función de ésta
del aminoácido 16