Unidad 15 PARTE I_explicada

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V. EXPRESIÓN Y VARIACIÓN GENÉTICA
UNIDAD 15.- PARTE I.-Mutaciones espontáneas e inducidas. Agentes físicos. Mutágenos
químicos. Variaciones cromosómicas estructurales: deleciones, duplicaciones, inversiones, 
translocaciones. 
La mutación es la fuente primaria de la variabilidad genética y la recombinación explota al 
máximo, esa variabilidad. Otras causas probables de cambios de la información genética, 
serían los elementos genéticos móviles y las reorgani- zaciones cromosómicas.
Las mutaciones génicas, pueden ocurrir de forma espontánea o ser inducidas. Las 
mutaciones espontáneas son las que se producen de manera natural, no hay ningún agente 
específico asociado a ellas y se supone que son debidas a cambios aleatorios de la secuencia 
nucleotídica de los genes. Están relacionadas a procesos físicos, químicos o biológicos 
normales del organismo que alteran la estructura de las bases nitrogenadas. En general se 
producen durante el proceso enzimático de replicación del ADN, lesiones fortuitas o 
elementos genéticos transponibles. Las mutaciones inducidas pueden ser resultados de 
agentes naturales y artificiales como consecuencia de la actividad humana, con o sin 
intención.
Las mutaciones espontáneas o inducidas suponen una respuesta a determinadas condiciones 
ambientales, naturales o artificiales respectivamente.
La mutación como fuente primaria de variabilidad, ha sido beneficioso para que pudiera 
realizarse el proceso evolutivo, pero se deduce que al aumentar artificialmente la frecuencia 
de mutación a que están sometidas las poblaciones humanas, se puede suponer un grave 
riesgo, ya que en su mayoría las nuevas mutaciones que surgen, son deletéreas. Por lo tanto, 
se supone un riesgo para la humanidad la aparición creciente de productos comerciales de 
todo tipo, que pueden ser mutágenos en potencia.
Se denomina tasa o frecuencia de mutación, a la probabilidad que se da una determinada 
mutación por entidad biológica, por generación. La tasa de mutación espontánea es 
extremadamente baja en todos los organismos estudiados, además varía entre los organismos 
y entre los genes diferentes. 
Las mutaciones pueden clasificarse según el tipo celular o localización cromosómica. Las 
mutaciones somáticas se producen en cualquier célula del cuerpo, menos en las germinales. 
Las germinales se producen en los gametos. Las autosómicas se producen en los 
cromosomas autosómicos, mientras que las ligadas al cromosoma X, se producen en genes 
localizados en el cromosoma sexual X. Las mutaciones en células somáticas no se 
transmiten a las generaciones posteriores. Mientras que las producidas en los gametos se 
transmiten a la descendencia. Las mutaciones recesivas ligadas al cromosoma X, se 
expresarán sólo en los machos hemicigóticos
Las mutaciones autosómicas recesivas, es probable que no tenga ningún efecto fenotípico al 
quedar enmascaradas por el alelo dominante. Las mutaciones autosómicas dominantes, se 
expresarán en el fenotipo de la 1º generación. 
Los mutaciones génicas basadas en cambios moleculares se pueden clasifican como: 
sustituciones de nucleótidos o bases, según que el mecanismo de cambio se produzca por 
rotura del armazón azúcar fosfato de la molécula de ADN en dos o más posiciones, o bien 
que afecte sólo a las bases nitrogenadas respectivamente.
Las sustituciones de bases en una molécula de ADN, se denominan mutación puntual o de 
sustitución de base. El cambio de un nucleótido en un gen puede resultar en la generación de 
un nuevo triplete, que codifica un nuevo aminoácido diferente en la proteína. En este caso se 
llama mutación de cambio de sentido. Pero la mutación puede producir un triplete que 
indique fin de la traducción, por lo tanto se llama mutación sin sentido. Si la mutación no 
afecta al producto final, se puede considerar una mutación silenciosa. Puede también ocurrir 
pérdida o adición de uno o más nucleótidos en cualquier lugar del gen produciendo un 
cambio de los tripletes posteriores. Estas mutaciones se denominan mutaciones de cambio 
de fase, ya que altera la fase lectura de los tripletes durante la traducción.
Las sustituciones de bases en una molécula de ADN, se denominan mutación puntual o de 
sustitución de base. El cambio de un nucleótido en un gen puede resultar en la generación de 
un nuevo triplete, que codifica un nuevo aminoácido diferente en la proteína. En este caso se 
llama mutación de cambio de sentido. Pero la mutación puede producir un triplete que 
indique fin de la traducción, por lo tanto se llama mutación sin sentido. Si la mutación no 
afecta al producto final, se puede considerar una mutación silenciosa. Puede también ocurrir 
pérdida o adición de uno o más nucleótidos en cualquier lugar del gen produciendo un 
cambio de los tripletes posteriores. Estas mutaciones se denominan mutaciones de cambio 
de fase, ya que altera la fase lectura de los tripletes durante la traducción.
Se llama transición al cambio de una base púrica por otra púrica (A x G) o de las 
pirimidínicas entre sí (C x T) y transversión cuando la sustitución es de una púrica por otra 
pirimidínica. Otros cambios a nivel molecular son: deleciones, duplicaciones, 
transposiciones, inserciones e inversiones.
Las sustituciones de bases pueden agruparse asimismo, en dos grupos según se produzcan en 
genes del ADN nuevo, o en del ADN progenitor.
Los cambios de bases en la cadena progenitora pueden deberse a tautomerías o a 
desaminaciones.
Tautomería: cada una de las bases aparece en el ADN, en una de las varias formas que se 
puede presentar y se denominan tautómeros. Los tautómeros se forman por cambios en la 
distribución espacial de los e- de las moléculas, lo que hace que los átomos y los puentes que 
se forman entre ellos, cambian su posición. La forma ceto de cada base, es la que se 
encuentra normalmente en el ADN, mientras que las formas imino o enol, son menos 
frecuentes. La capacidad del tautómero de emparejarse erróneamente, produce mutaciones 
durante la replicación. Así la forma tautomérica de T apareará con G en vez de A; la G con T 
en vez de C, en cualquier caso, la mutación es por transición, es decir cambios de bases 
púricas entre sí o pirimidínicas entre sí.
Las desanimaciones, son las sustituciones de grupos amino NH2, por grupos ceto iguales o 
producidas por tratamientos de ácido nitroso, por ejemplo. La desaminación de la A, la 
transforma en hipoxantina, que aparea con citosina y la desaminación de la citosina, la 
transforma en U, que aparea con A. Siempre dan lugar a transiciones.
Los cambios de bases en la cadena nueva, se producen como consecuencia de que los 
precursores mononucleótidos normales son sustituidos por otros análogos a ellos, presentes 
en el medio. Esto se conoce como análogo de base. El 5-bromouracilo (Bu) análogo de la 
timina, puede presentarse en forma cetónica, en cuyo caso, se comporta como la T y se 
complementa con la A. Pero si se tautomeriza, se presenta como la forma enólica (más rara), 
en cuyo caso se aparea con G
. Por consiguiente al ser incorporado durante la replicación, el análogo de la timina puede 
dar lugar a una mutación por transición (G →A, A→ G, T→ C, C→ T).
Las mutaciones también se pueden clasificar por sus efectos fenotípicos. En función del tipo 
y localización, las mutaciones tienen una amplia gama de efectos fenotípicos, desde 
mutaciones silenciosas hasta letales dominantes. Una mutación por pérdida de función es 
aquella que elimina la función de un producto génico. Estas mutaciones también se conocen 
como mutaciones nulas o knockouts génicos y pueden ser dominantes o recesivas. Una 
mutación dominante de pérdida de función, puede ser consecuencia de la presencia de un 
producto proteico defectivo, que se una al producto génico normal que se encuentra en el 
organismo, o que lo inhiba. Las mutaciones más fáciles de observar, son las que afectan a un 
carácter morfológico y se reconocen por su capacidad de alterar el fenotipo normal o 
silvestre.
Otracategoría incluye, a las que muestran efectos nutricionales o bioquímicos. Un ejemplo 
de mutación nutricional es la incapacidad de sintetizar un aa o una vitamina en bacterias y 
en hongos. En la especie humana la hemofilia y la anemia falciforme son ejemplos de 
mutaciones bioquímicas. Existen mutaciones que afectan al patrón de comportamiento de un 
organismo, por ejemplo en animales, se puede alterar el comportamiento de apareamiento. 
El comportamiento de apareamiento de la mosca de la fruta puede verse perjudicado sino 
puede vatir las alas. Sin embargo, el defecto puede estar en los músculos para el vuelo, en 
los nervios que lo inervan o en el cerebro donde se originan los impulsos nerviosos.
Otro tipo de mutaciones son las que pueden afectar la regulación de los genes. En estos 
casos, se alteran los procesos normales de regulación y las mutaciones se llaman mutaciones 
de regulación. También se puede afectar un proceso normal de supervivencia del organismo, 
en este caso se denomina mutación letal. Si una bacteria ha perdido la capacidad de 
sintetizar un aa esencial, dejará de crecer si no encuentra un medio que contenga el aa. Por 
otra parte, hay mutaciones que su expresión depende del ambiente, son las mutaciones 
condicionales. En este caso, las mutaciones están presentes pero sólo se pueden detectar 
bajo determinadas condiciones. Las mutaciones de sensibilidad a la temperatura son los 
mejores ejemplos. A temperatura permisiva, el producto del gen mutante funciona con 
normalidad pero pierde su capacidad funcional, cuando está a temperatura restrictiva. 
Diapositivas que expresan definiciones del concepto mutación y tipos de alelos
Diapositivas que expresan definiciones del concepto mutación y tipos de alelos
Diapositivas que expresan definiciones del concepto mutación y tipos de alelos
La restauración parcial o completa del fenotipo normal se conoce como reversión. La reversión 
puede darse por fenómenos genéticos. La reversión genética se puede producir por: 
retromutación y por mutación supresora. La retromutación significa, recuperar la actividad 
génica original. Desde el punto de vista molecular, sería volver a la secuencia de bases del gen 
normal primitivo. Es probable que ocurra una retromutación en sentido funcional y no molecular. 
Una mutación supresora, es una mutación secundaria que restaura total o parcialmente, una 
función perdida por una mutación primaria. No producen la supresión completa del fenotipo 
mutante, sino que son reversiones parciales. Las mutaciones supresoras pueden clasificarse desde 
el punto de vista genético, cuando la mutación supresora está en el mismo gen o si se encuentra 
en otro locus en el mismo cromosoma. Desde el punto de vista funcional, se pueden presentar 
varios casos. 
•La mutación supresora abre otro camino para obtener el producto. La síntesis está bloqueada por 
la mutación primaria y una ruta alternativa lo proporciona la mutación supresora 
•Se amplía la especificidad de otra enzima, para cubrir el producto dañado por la mutación 
primaria.
•Se producen nuevas condiciones citoplasmáticas, para estabilizar el producto de la mutación 
primaria, el que es inestable en el citoplasma normal.
•Introduce una modificación secundaria dentro del polipéptido mutado, para restablecer la 
funcionalidad perdida.
Es común escuchar, que cuando se realizan tratamientos continuados con insecticidas, contra 
alguna plaga, al cabo de cierto tiempo resultaban ineficaces. Se sugiere entonces, que el 
insecticida ha provocado mutaciones en los individuos de la especie combatida, haciéndolo 
resistente a los insecticidas. Esto representaría un carácter preadaptativo de la mutación y o se 
considera, que la mutación surge como consecuencia dirigida del ambiente. El mecanismo 
adaptativo funciona al contrario: en la población existe una variabilidad genética, sobre la que 
actúa el ambiente, favoreciendo o seleccionando a los que mejor se adaptan a él y a esto se 
denomina carácter preadaptativo de la mutación. En el ejemplo del tratamiento con insecticida en 
la población, la mutación que proporcionaba la resistencia a la droga, estaba presente antes de la 
aplicación del insecticida.
Los agentes que tienen el potencial de dañar el ADN de las células, son componentes naturales de 
nuestro ambiente. Se pueden clasificar como agentes: físicos, químicos y biológicos. 
Las radiaciones utilizadas para inducir mutaciones se pueden clasificar en ionizantes y no ionizantes. 
Las radiaciones ionizantes, son aquellas que capaces de extraer e- de los átomos que forman los 
materiales, por los que atraviesan. La eyección de e- se consigue por la alta energía que poseen las 
radiaciones. La formación de iones se localiza no solamente a lo largo de la trayectoria que sigue la 
radiación, sino que los e- producen a su vez, nuevas ionizaciones. Las radiaciones ionizantes más 
importantes, son los rayos X, gama, α, β, neutrones, protones y deuterones. 
La magnitud del efecto de una radiación ionizante sobre un ser vivo, depende de las 
transformaciones químicas originadas por los pares iónicos que afecten a los genes, los cromosomas, 
las enzimas o las hormonas. El conjunto de estos efectos, constituyen la acción de la radiación a 
nivel celular. 
La luz ultravioleta es la única radiación no ionizante conocida, capaz de producir mutaciones con 
frecuencia superior a la que aparecen espontáneamente en la naturaleza. Tienen escaso poder de 
penetración. Las deficiencias inducidas por luz ultravioleta, se observan a nivel de las regiones 
terminales de los cromosomas, mientras que los rayos X, producen alteraciones intersticiales y 
cuando la radiación ultravioleta se efectúa después de la reproducción cromatídica, afecta sólo una 
cromátida, a diferencia de los rayos X, que afecta ambas cromátidas. 
El medio ambiente en que vive la población humana, está sometida a la acción de una cierta 
radiactividad natural. Está demostrado que dicha radiación ionizante no es lo suficientemente 
intensa, como para producir las mutaciones espontáneas con las frecuencias detectadas en diversos 
organismos. La tecnología actual tiende a incrementar la utilización de la energía nuclear, es obvio 
deducir las graves consecuencias que se derivarían del uso indebido, o por un accidente fortuito.
Desde el punto de vista de su utilización por el hombre, se pueden agrupar los mutágenos químicos 
como:
•Pesticidas: En este grupo se incluyen los pesticidas, fungicidas, insecticidas acaricidas, 
esterilizantes de semillas, fumigantes. La distribución de estos productos se hace en forma de 
gránulos, polvo, espuma o aerosol, de manera que el hombre ingiere los residuos tóxicos, o toman 
contacto por el manejo. A pesar que se metabolizan en los seres vivos, el grado y la naturaleza de la 
transformación, varía con el producto.
•Productos industriales: Incluyen una amplia gama de compuestos en relación a su estructura 
orgánica o a su aplicación industrial. La mayoría son agentes alquilantes. Entre ellos se 
encuentran las mostazas, epóxidos, aldehídos. Entre los más importantes se citan los 
formaldehídos, que son utilizados para la fabricación de resinas, en la industria textil y en 
la del papel. Detectado en humo de tabaco y automóviles. Las acroleínas son utilizadas en 
la industria textil, tratamiento del papel, plásticos y en la industria farmacéutica. También 
se encuentra en humo de tabaco y automóviles. Los acetaldehídos son utilizados como 
disolvente del caucho y en el curtido de pieles. Detectado en humo de tabaco y 
automóviles. 
•Alimentos y aditivos de alimentación: 1) cafeína se ingiere con bebidas, como café, té, 
mate, bebidas cola. Forman parte de fármacos para combatir mareos, vasodilatadores. 2) 
edulcorante sustitutivo del azúcar. 3) Ciclamatos y ciclohexilamina: se utilizan para 
edulcorantes. En muchos países está prohibido el ciclamato, al haberse comprobado que 
son causantes de cáncer de vejiga en ratas. 4) Nitritos y ácido nitroso:el nitrito sódico es 
utilizado para conservar carnes, pescados y queso. 5) Bisulfito sódico: inhibidor 
bacteriano en la fabricación de vino y cerveza. 6) Aflatoxinas: producidas por 
determinados hongos que pueden aparecer en determinados frutos secos. 7) Patulina: 
antibiótico mutágeno y carcinógeno producido por diversos tipos de hongos.
•Fármacos y drogas: 1) Agentes alquilantes: utilizado en la quimioterapia del cáncer. 2) 
Antibióticos: los derivados de la estreptomicina son inhibidores del ADN. 3) Antagonistas 
del ácido fólico: utilizado en la quimioterapia del cáncer. 4) Derivados de la acridina: se 
usan en medicina y en veterinaria como agentes antisépticos y bactericidas.
Los agentes alquilantes en general, producen proporcionalmente mayor cantidad de 
pequeñas deficiencias, pero menor cantidad de grandes alteraciones cromosómicas que las 
producidas por los rayos X, en dosis mutagénicamente equivalentes. Al parecer, atacan 
regiones cromosómicas no afectadas por las radiaciones.
Sin embargo se debe aclarar, que si viene cierto, en la Naturaleza hay una serie de 
sustancias químicas que son poderosos agentes mutagénicos, el hombre con su 
intervención, incrementó la frecuencia de la incidencia sobre la especie humana. Surgen 
de este modo instituciones oficiales o no, tendientes a analizar el problema, donde los 
avances de la tecnología se convertían en una peligrosa amenaza para la Naturaleza. La 
preocupación principal era de analizar la acción de una gran variedad de productos, pero 
en todos los casos se debe tener en cuenta, que experimentos con microorganismos no 
aseguran igual acción en organismos superiores, a pesar que el material hereditario tiene 
las mismas propiedades.
Hoy se acepta que la mayoría de los agentes mutagénicos tienen actividad carcinogénica. 
Los sistemas biológicos también son posibles causantes ambientales de alteraciones 
genéticas, como los preparados de utilización profiláctica o terapéutica. Entre ellos 
citamos vacunas, sangre, sueros y antígenos, donde los mutágenos biológicos potenciales, 
pueden ser los microorganismos. En el caso de las vacunas, ellos mismos pueden ser 
agentes biológicos, o ser transmitidos a través de suero o sangre. Los virus pueden 
producir anomalías cromosómicas como rupturas, o pulverizaciones de los cromosomas.
La contaminación de la sangre con virus son hechos muy conocidos, ya que se ha 
detectado hepatitis o en casos más graves aún, transmisión del virus de la 
inmunodeficiencia adquirida, a través de transfusiones.
Las mutaciones cromosómicas proporcionan el medio por el cual, se generan organizaciones 
génicas concretas y resuelven así ciertos problemas biológicos. Por otro lado, modela los 
genomios, como parte del proceso evolutivo normal.
Las variaciones estructurales, pueden manifestarse a través de cambios cromosómicos, 
observaciones citológicas, o por sus efectos durante el desarrollo del fenotipo del 
organismo.
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Son cambios repentinos y hereditarios en la estructura del material genético. En este caso, el 
número cromosómico permanece constante.
Estos cambios, se pueden producir en tejidos somáticos, o en células aisladas de un 
organismo, originando en este caso, un mutante que presenta un mosaico de tejido normal y 
mutacional tanto genotípicamente, como fenotípicamente. También se producen en células 
reproductoras, las cuales transmitirán dicha aberración, que se manifestará en el fenotipo de 
la descendencia.
En un sentido amplio la variación cromosómica estructural, consiste en un reordenamiento 
de la disposición lineal de los genes sobre los cromosomas, unas veces con pérdida, otras 
con ganancia y otras sin variación en el contenido total de información genética.
Las aberraciones cromosómicas pueden ser:
Estables: cuando el cromosoma que ha experimentado un reordenamiento, mantiene el 
centrómero y sus telómeros. Esta condición le favorece por la posibilidad de segregar 
normalmente durante la mitosis y transmitirse a la progenie. 
Inestables: cuando el cromosoma como resultado del reordenamiento, ha perdido el 
centrómero, queda con dos o más centrómeros o carece de telómeros. En este caso no 
pueden segregarse normalmente en la mitosis y lleva a la célula indefectiblemente a la 
muerte celular o desaparece luego de una o unas pocas divisiones celulares.
Los cambios estructurales de los cromosomas pueden eliminar, añadir o reordenar partes de 
uno o más cromosomas. En estas categorías se hallan las deleciones y duplicaciones. 
Asimismo, cuando el segmento cromosómico se invierte 180°, la aberración se denomina 
inversión o el segmento se intercambia con un segmento de un cromosoma no homólogo o 
simplemente se transfiere a otro cromosoma, se habla de translocaciones. La localización 
del gen ha cambiado dentro del genoma. 
Los cambios estructurales de los cromosomas pueden eliminar, añadir o reordenar partes de 
uno o más cromosomas. En estas categorías se hallan las deleciones y duplicaciones. 
Asimismo, cuando el segmento cromosómico se invierte 180°, la aberración se denomina 
inversión o el segmento se intercambia con un segmento de un cromosoma no homólogo o 
simplemente se transfiere a otro cromosoma, se habla de translocaciones. La localización 
del gen ha cambiado dentro del genoma. 
La aberración cromosómica estructural intracromosómica es aquel reordenamiento del 
genoma que afecta un solo cromosoma con pérdida, ganancia o inversión de un segmento 
(deleción, duplicación o inversión). Si por el contrario, en el reordenamiento intervienen 
más de un cromosoma, transfiriendo segmentos recíprocamente, la aberración es 
intercromosómica.
La aberración cromosómica estructural intracromosómica es aquel reordenamiento del 
genoma que afecta un solo cromosoma con pérdida, ganancia o inversión de un segmento 
(deleción, duplicación o inversión). Si por el contrario, en el reordenamiento intervienen 
más de un cromosoma, transfiriendo segmentos recíprocamente, la aberración es 
intercromosómica.
Cuando un cromosoma se rompe en uno o más sitios y se pierde una parte del mismo, el 
trozo perdido se denomina deleción o deficiencia. La deleción puede ocurrir cerca de un 
extremo o en la parte interna del cromosoma. Éstas se denominan deleciones terminales o 
instersticiales respectivamente.
La ocurrencia de deleciones varía de una especie a otra, dependiendo además, del contenido 
genético perdido. En determinadas especies en las que existe una repetición de información 
genética, la pérdida de algún segmento cromosómico, o incluso cromosomas completos 
puede ser tolerada por los individuos; en cambio en las especies diploides, el desequilibrio 
que se produce suele ser mayor. Evidentemente en cualquier caso el efecto deletéreo 
producido por las deleciones, está en razón directa con la importancia intrínseca del material 
genético que se pierde.
La identificación genética de una deleción puede hacerse: 1) por su incapacidad de 
retromutación 2) por no experimentar recombinación entre los loci afectados 3) por la 
modificación fenotípica del heterocigoto: si en un individuo heterocigoto de fenotipo 
dominante, se produce una deleción que afecte al locus del gen dominante, el fenotipo se 
manifestará como recesivo, si el alelo recesivo es efectivo en hemicigosis, o bien, si afecta a 
la línea germinal de un homocigoto. 
La homocigosis para una deleción suele ser letal. Esto sugiere que la mayoría de las 
regiones de los cromosomas, son esenciales para la viabilidad celular y que la eliminación 
completa de cualquier segmento del genomio es deletérea. 
Incluso los individuos heterocigotos para una deleción (un homólogo normal y otro con 
deleción) puede morir, debido a que el genomio durante la evolución ha conseguido un 
equilibrio entre la mayoría de los genes, y la deleción perturba el equilibrio. Las deleciones
pequeñas son viables.
Cuando es posible examinar los cromosomas meióticos, puede determinarse cuál es la 
región comprendida en la deleción,porque el segmento correspondiente del cromosoma 
normal, es incapaz de aparear adecuadamente, dando lugar a un bucle de deleción. En 
insectos, los bucles de deleción se observan también en los cromosomas politénicos, en los 
que los homólogos están fusionados.
La peculiar morfología de los cromosomas politénicos, los hace especialmente útiles para 
detectar deleciones por muy pequeñas que sean, ya que, conociendo el mapa citológico, es 
posible comprobar si falta alguna banda característica del cariotipo normal. Esto permite 
además relacionar cambios fenotípicos, con ausencia de segmentos cromosómicos y deducir 
de ello con mucha precisión, la ubicación de determinados loci.
Otro criterio fiable para inferir la presencia de una deleción, es la expresión fenotípica de 
alelos recesivos de un cromosoma normal, si la región en la que se encuentran los alelos 
equivalentes silvestres, ha sido eliminada por deleción en el cromosoma homólogo. Se sabe 
que muchos organismos diploides, contienen mutaciones recesivas deletéreas enmascaradas 
por sus alelos normales dominantes. Al eliminar los segmentos que contienen estos alelos 
normales, las deleciones provocan la expresión de estos alelos recesivos. La expresión de un 
gen recesivo cuando está presente en una sola dosis, se llama pseudodominancia.
Un caso de deleción bien conocida, es la descrita por Bridges (1917) en Drosophila 
melanogaster y que produce el fenotipo Noch, consistente en la presencia de una escotadura 
en los márgenes laterales y posteriores de las alas. La deleción que fue localizada en el 
cromosoma X, es letal en hemicigosis para Noch, al no ser transmitido dicho cromosoma X 
a través de los machos.
Los cromosomas con deleción nunca revierten a la condición normal.
Las deleciones revelan una diferencia interesante entre animales y plantas. En los animales 
un macho heterocigótico para una deleción, produce un número aproximadamente igual de 
células espermáticas funcionales, con cada uno de los dos cromosomas. En otras palabras las 
células espermáticas parecen funcionar, en cierto grado independientemente de su contenido 
genético. En plantas diploides, por otro lado, el polen que produce un heterocigoto para una 
deleción, es de dos tipos: polen funcional, portador del cromosoma normal y polen no 
funcional, o abortado, portador del cromosoma con la deficiencia. Así las células del polen, 
parecen detectar cambios en la cantidad de material cromosómico y esta sensibilidad podría 
actuar como agente selectivo contra las deleciones. La situación es algo distinta en las 
plantas poliploides, cuyo polen tolera mejor las deleciones, ya que hay varias series 
completas de cromosomas, incluso en el polen y la pérdida de un segmento de una de estas 
series, es menos crucial, que en una célula de polen haploide.
Los médicos encuentran deleciones de cromosomas humanos regularmente. En la mayoría 
de los casos, son deleciones relativamente pequeñas, aún así, tiene un fenotípico adverso, 
cuando están en heterocigosis.
Presumiblemente, el equilibrio entre regiones es absolutamente crucial e incluso mínimas 
perturbaciones de este equilibrio, pueden provocar la anormalidad.
Las deleciones en regiones cromosómicas específicas en el hombre, producen síndromes 
clínicos. Un ejemplo es el síndrome de “cri du chat”, cuya causa es una deleción en el 
extremo del brazo corto del cromosoma 5.
El rasgo fenotípico más característico del síndrome es el que le da el nombre, el llanto 
semejante al maullido de un gato que presentan los niños con la deleción. Otras 
manifestaciones fenotípicas del síndrome son microcefalia y una cara en forma de luna. 
Como otros síndromes causados por deleciones, el de cri du chat, también incluye retraso 
mental.
La mayor parte de las deleciones de humanos, como la que acabamos de considerar, 
aparecen por nuevas mutaciones germinales en uno de los padres de la persona afectada, sin 
que aparezca signo alguno de la deleción, en los cromosomas somáticos de los padres. 
Los procesos de mutación cromosómica, producen a veces una copia extra de alguna región 
cromosómica. Las regiones duplicadas pueden estar situadas una al lado de la otra, en este 
caso se llama en tandem.
ABCDEDEFGH
La zona duplicada puede estar al lado de la otra, de posición normal pero de manera 
invertida, por lo tanto es en tándem, pero invertida.
ABCDEEDFGH
En otros casos, el segmento duplicado está en otra parte del cromosoma, o incluso en otro 
cromosoma y la duplicación se llama desplazada.
ABCDEFGDEH
En general las duplicaciones son difíciles de detectar y poco frecuentes.
Las duplicaciones en tándem son poco frecuentes. La mayoría consisten en un brazo o parte 
de un brazo cromosómico extra, unido a un cromosoma no homólogo. En humano, no se 
conocen homocigóticos para duplicaciones.
Las duplicaciones pueden alterar drásticamente el fenotipo. 
Una duplicación afecta el número de copias, pero no las secuencias nucleotídicas de los 
genes. Los efectos de las duplicaciones son mayormente debidos a dosaje génico anormal. 
Esto lleva a una alteración de las concentraciones relativas de los productos génicos, lo que 
interfiere con el desarrollo normal del individuo
-Las duplicaciones no suelen ser deletéreas
-Es una fuente de nuevo material genético y base para nuevos cambios evolutivos.
-Muchas de las familias génicas con un origen evolutivo común, o las familias multigénicas
pueden tener su origen en las duplicaciones. 
El hecho fundamental en que radica la importancia evolutiva de las duplicaciones, estriba en 
que dos genes que actualmente realizan funciones distintas, pueden proceder de un gen 
ancestral común, por duplicación y posterior diferenciación. Los genes que codifican para 
las cadenas polipeptídicas de las hemoglobinas humanas, representan un caso típico del 
papel de las duplicaciones en la evolución. La evolución de las familias multigénicas es una 
expresión de la importancia de las duplicaciones, en el proceso evolutivo.
El fenotipo Bar (B) en Drosophila se caracteriza por ojos forma oval, estrechos como barra. 
Parece heredarse como una mutación dominante ligada al cromosoma X. Sin embargo, tanto 
♀ heterocigotas, como ♂ hemicigóticos manifiestan el carácter, aunque las hembras 
producen un efecto más pronunciado. Este tipo de herencia se conoce como fenómeno de 
semidominancia.
Las hembras normales (B+/ B+) tiene unas 800 facetas en cada ojo. Las ♀ heterocigotas (B+/ 
B) tiene unas 350 facetas, mientras que las ♀ homocigóticas (B/B) sólo tienen como 
promedio, unas 70 facetas. Ocasionalmente se recuperan ♀ con un número incluso menor de 
facetas, que se designan como doble Bar (BD/ B+). En base a los estudios sobre los 
cromosomas politénicos se determinó, que en las moscas tipo salvaje había una copia de la 
región 16A en el cromosoma X y que esta región estaba duplicada en las moscas Bar y 
triplicada en las doble Bar. Se pudo determinar que el fenotipo Bar es el resultado de una 
duplicación. Las moscas doble Bar se origina como consecuencia de un entrecruzamiento 
desigual, que dá lugar a la región 16A triplicada.
Asimismo hay un “efecto de posición”, que determina la expresión génica alterada, como 
consecuencia de una doble localización de un gen en el genoma. Cuando se compara el 
número de facetas del ojo en moscas (B/B) y
(BD/ B+), se encuentra un promedio de 68 y 45 facetas respectivamente. En ambos casos hay 
dos regiones 16A extras. Sin embargo cuando se encuentran en el mismo homólogo en lugar 
de estar situados en los dos homólogos el fenotipo es más pronunciado. Así la misma 
cantidad de información genética, produce dos fenotipos distintos, dependiendo de la 
posición de los genes.
Si en un cromosoma se producen dos rupturas y la región entre ellas gira a veces 180º, antes 
de que se produzca la reunión de los extremos, crea una mutación cromosómica, 
denominada inversión. A diferencia de las deleciones y duplicaciones, las inversiones no 
suponen, cambio en la cantidadtotal de material genético, por lo que generalmente son 
viables y no producen anormalidad fenotípica alguna. 
Las inversiones pueden clasificarse en:
Simples: cuando en un cromosoma determinado, sólo hay un segmento invertido. Según su 
relación con el centrómero pueden ser: 
Paracéntricas: cuando el segmento invertido no incluye el centrómero
Pericéntricas: cuando el centrómero está incluido en un segmento invertido
Complejas: cuando se invierten simultáneamente varios segmentos de un mismo 
cromosoma. Según la relación entre ellos, se denominan: 
Independientes: cuando entre cada segmento invertido, hay una zona que no ha 
sufrido cambio.
A↓BC↓DE↓FG↓H → ABCDEGFH 
Incluidas: cuando dentro de un segmento invertido, se produce una nueva inversión 
de un segmento menor 
A↓BCDEFG↓H → AGF↓EDC↓BH → AGFCDEBH
Solapantes: cuando una parte de un segmento incluido en una inversión, es afectada 
por otra nueva inversión
A↓BCD↓EFGH → AD↓CBEF↓GH → ADFEBCGH
En las inversiones cromosómicas, el orden de los genes en los cromosomas homólogos 
involucrados se halla alterado y las secuencias homólogas pueden alinearse, sólo si los dos 
cromosomas forman un bucle.
Los individuos heterocigotas para una inversión cromosómica, presentan recombinación 
reducida, entre los genes localizados en la región invertida. Son frecuentes en algunas 
plantas y en insectos, como ciertas especies de Drosophila, mosquitos y saltamontes.
Las inversiones cromosómicas pueden tener un efecto fenotípico importante. Una inversión 
puede dividir a un gen en dos partes, destruyendo así su función o puede invertir el orden de 
un gen, debido al llamado "efecto de posición" (puede expresarse en un momento no 
apropiado o en tejidos diferentes al que le corresponde).
Pueden ser, un mecanismo de aislamiento reproductivo por la semiesterilidad del híbrido y 
el hecho de no existir recombinación en el segmento invertido. 
Todos los genes que se encuentran en el segmento invertido se transmiten siempre juntos y 
en ese orden, es como si formaran un grupo de ligamiento o un supergen, que no sufre 
alteraciones por recombinación. 
Aunque por causas distintas, el efecto genético neto de una inversión pericéntrica es el 
mismo que el de una inversión paracéntrica. En una inversión pericéntrica, debido a que los 
centrómeros están incluidos en la región invertida, la separación de los cromosomas 
recombinantes ocurre de una forma normal, sin la creación de un puente. Sin embargo el 
entrecruzamiento produce cromátidas que contienen una duplicación y un déficit de partes 
distintas del cromosoma. En este caso si ocurre la fecundación de un núcleo portador del 
cromosoma recombinante, el cigoto muere debido al desequilibrio genético producido. Las 
inversiones en homocigosis, ambos cromosomas con la inversión, recombinan normalmente, 
no se producen puentes y los productos meióticos son viables. 
Aunque por causas distintas, el efecto genético neto de una inversión pericéntrica es el 
mismo que el de una inversión paracéntrica. En una inversión pericéntrica, debido a que los 
centrómeros están incluidos en la región invertida, la separación de los cromosomas 
recombinantes ocurre de una forma normal, sin la creación de un puente. Sin embargo el 
entrecruzamiento produce cromátidas que contienen una duplicación y un déficit de partes 
distintas del cromosoma. En este caso si ocurre la fecundación de un núcleo portador del 
cromosoma recombinante, el cigoto muere debido al desequilibrio genético producido. Las 
inversiones en homocigosis, ambos cromosomas con la inversión, recombinan normalmente, 
no se producen puentes y los productos meióticos son viables. 
La posición del centrómero en relación al segmento invertido, determina el comportamiento 
genético del cromosoma. En las inversiones paracéntricas, un entrecruzamiento en el bucle 
de inversión, produce la conexión de los centrómeros homólogos, por medio de un puente 
dicéntrico. De este modo, cuando los cromosomas se separan en la anafase I, los 
centrómeros permanecen unidos por el puente. Esto hace que los centrómeros se orienten de 
tal modo, que las cromátidas que no han intervenido en la recombinación, sean las más 
extremas. El fragmento acéntrico no puede alinearse ni migrar y, por consiguiente, se pierde. 
Finalmente, la tensión rompe el puente, dando lugar a dos cromosomas con deleciones
terminales. 
Los gametos portadores de estas deleciones no son viables y aunque lo fueran, los cigotos 
que formen serán inviables. Así, un hecho de recombinación, que normalmente origina 
productos meióticos recombinantes, genera en su lugar productos letales
La translocación es un cambio estructural, en el que algún segmento cromosómico cambia 
de posición relativa dentro del complemento cromosómico, modificando por tanto los 
grupos de ligamiento.
Las translocaciones cromosómicas pueden afectar al fenotipo de distintas maneras: 
-Pueden unir físicamente a genes originalmente ubicados en cromosomas diferentes, 
afectando la expresión de genes (efecto de posición). 
-Las rupturas cromosómicas producto de las translocaciones pueden ocurrir dentro de un 
gen y así alterar su función. 
-Las translocaciones están generalmente acompañadas de deleciones (por ej., las 
translocaciones Robertsonianas), dando lugar a pérdida de material genético.
Las translocaciones recíprocas, que son las más normales, es un intercambio de segmentos 
de un cromosoma con otro de un cromosoma no homólogo, de modo que se producen 
simultáneamente dos cromosomas portadores de una translocación. Además, las 
translocaciones pueden alterar drásticamente el tamaño de un cromosoma, así como la 
posición del centrómero. 
En este caso, un cromosoma metacéntrico grande se acorta hasta la mitad de su tamaño 
original, dando lugar a un acrocéntrico y el cromosoma pequeño aumenta de tamaño.
Los intercambios o translocaciones recíprocas, pueden ser simétricas o asimétricas, según 
que los productos del cambio sean cromosomas normales con un centrómero, o que se 
originen cromosomas dicéntricos y fragmentos acéntricos, respectivamente.
Los portadores de una translocación balanceada recíproca suele tener fenotipos normales, la 
descendencia puede presentar una trisomía parcial o una monosomía parcial y un fenotipo 
anormal. Las translocaciones balanceadas en las células somáticas, pueden ocasiones 
provocar neoplasias al interrumpir o alterar genes o sus secuencias reguladoras
Un tipo frecuente de translocación llamada translocación robertsoniana o fusión céntrica, 
implica rotura en el extremo final de los brazos cortos de dos cromosomas acrocéntricos no 
homólogos. Los pequeños segmentos acéntricos se pierden y los segmentos cromosómicos 
grandes fusionan por sus regiones centroméricas, dando lugar a un nuevo cromosoma 
grande metacéntrico o submetacéntrico.
Cuando se produce una translocación, se formarán heterocigotos portadores de cromosomas 
normales y translocados, que durante la sinapsis, los segmentos homólogos al parearse 
formarán una configuración característica en forma de cruz. En este caso hay dos tipos de 
segregaciones mayoritarias.
De acuerdo con el principio de segregación independiente, el cromosoma que tiene el 
centrómero 1 migrará al azar hacia un polo del huso en la anafase de 1° división meiótica. 
Se desplazará con el cromosoma que tiene el centrómero 3, o con el que tiene el centrómero 
4. El cromosoma con el centrómero 2, se desplazará al otro polo con el cromosoma que 
tiene el centrómero 3, o con el cromosoma que tiene el centrómero 4. Esto producirá cuatro 
posibles productos meióticos. La combinación 1-4 tiene cromosomas que no están 
implicados en la translocación. Sin embargo, la combinación 2-3 tiene cromosomas 
translocados pero tiene una dotación de información genética completa y están equilibrados. 
Si los dos cromosomas normales migran juntos al igual que los translocados, este tipo de 
segregación se denomina alterna y sus productos son viables(segregación alternante). Los 
otros dos productos posibles, las combinaciones 1-3 y 2-4 tienen cromosomas con 
segmentos duplicados y con deficiencias. Se produce en este caso una segregación 
adyacente y los productos son inviables. Ambos tipos de segregaciones se presentan con la 
misma frecuencia, o sea 50% son viables y 50% son inviables y esta condición recibe el 
nombre semiesterilidad. La semiesterilidad es característica de los heterocigotos para una 
translocación. En plantas el 50% de los productos de la segregación adyacente, son 
desequilibrados y abortan en estado de gameto.
En animales los productos meióticos con duplicación-deleción son viables como gametos, 
pero letales como cigoto.