Biologia de los microorganismos (457)

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G E N É T I C A D E B A C T E R I A Y A R C H A E A 311
U
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ID
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D
 2
bases también causa un desplazamiento del marco de lectura; 
sin embargo, si se trata de tres pares de bases, se añade o se eli-
mina un codón entero. Esto provoca la adición o deleción de un 
aminoácido en la secuencia del polipéptido. Aunque esto puede 
resultar perjudicial para la funcionalidad de la proteína, gene-
ralmente no es tan malo como el desplazamiento del marco de 
lectura, que altera toda la secuencia del polipéptido a partir del 
punto de la mutación.
Las inserciones y las deleciones también pueden ocasionar 
la ganancia o la pérdida de cientos o incluso miles de pares de 
bases. Estos cambios, inevitablemente, conllevan la pérdida 
completa de funcionalidad del gen. Algunas deleciones son tan 
grandes que pueden comprender varios genes y, si alguno de los 
genes eliminados es esencial, la mutación será letal. Estas dele-
ciones no pueden restaurarse mediante mutaciones posteriores; 
tan solo mediante recombinación genética. Las grandes inser-
ciones y deleciones pueden estar causadas por errores durante 
la recombinación genética. Además, muchas mutaciones por 
inserciones grandes se deben a la inserción de secuencias espe-
cíficas de DNA que son identificables y se denominan elementos 
transponibles (Sección 10.11). El efecto de los elementos trans-
ponibles en la evolución de los genomas bacterianos se trató 
con más detalle en la Sección 6.12.
MINIRREVISIÓN
 ¿Las mutaciones de cambio de sentido se producen en los 
genes que codifican tRNA? ¿Por qué es así o por qué no?
 ¿Por qué una mutación de desplazamiento del marco de 
lectura tiene normalmente consecuencias más graves que una 
mutación de cambio de sentido?
10.3 Frecuencia de mutación 
y de reversión
La frecuencia con la que se producen los diferentes tipos de 
mutación varía mucho. Algunos tipos de mutación ocurren tan 
raramente que es casi imposible detectarlos, mientras que otros 
muta el DNA que codifica un solo codón de la tirosina en un 
polipéptido. En primer lugar, un cambio en el RNA de UAC a 
UAU no tendría ningún efecto aparente, porque UAU también 
es un codón de la tirosina. Aunque no afecten a la secuencia del 
polipéptido codificado, estos cambios en el DNA se conside-
ran un tipo de mutación silenciosa; es decir, un tipo de muta-
ción que no afecta al fenotipo de la célula. Obsérvese que las 
mutaciones silenciosas en las regiones codificantes casi siem-
pre se encuentran en la tercera base del codón (la arginina y la 
leucina también pueden tener mutaciones silenciosas en la pri-
mera posición).
Los cambios en la primera o la segunda base del codón con-
ducen con más frecuencia a cambios significativos en la secuen-
cia de aminoácidos del polipéptido. Por ejemplo, el cambio en 
una sola base, de UAC a AAC (Figura 10.3) provoca el cambio de 
un aminoácido en el polipéptido: de tirosina a asparagina en un 
sitio específico. Esto se denomina mutación de cambio de sen-
tido, porque ha cambiado el «sentido» informativo (la secuen-
cia precisa de aminoácidos) en el polipéptido. Si el cambio se 
produce en una ubicación crítica en la cadena del polipéptido, 
la proteína podría ser inactiva o tener una actividad reducida. 
No obstante, no todas las mutaciones de cambio de sentido con-
ducen necesariamente a proteínas no funcionales. El resultado 
depende de dónde se produce la sustitución en la cadena del 
polipéptido y cómo afecta este cambio al plegamiento y a la acti-
vidad de la proteína. Por ejemplo, las mutaciones en el centro 
activo de una enzima es más probable que destruyan su activi-
dad que las mutaciones en otras regiones de la proteína.
Otro resultado posible de la sustitución de un par de bases es 
la formación de un codón sin sentido (de parada), que provoca 
la terminación prematura de la traducción y, por tanto, la sínte-
sis de un polipéptido incompleto (Figura 10.3). Las mutaciones 
de este tipo reciben el nombre de mutaciones sin sentido, por-
que el cambio es de un codón para un aminoácido (codón con 
sentido) a un codón de parada (sin sentido) ( Tabla 4.5). A 
menos que la mutación sin sentido esté muy cerca del final del 
gen, el producto se considerará truncado o incompleto. Las pro-
teínas truncadas son completamente inactivas o, como mínimo, 
no pueden realizar su actividad normal.
En genética microbiana con frecuencia se emplean otros tér-
minos para describir el tipo de sustitución de base en una muta-
ción puntual. Las transiciones son mutaciones en las que una 
purina (A o G) es sustituida por otra purina, o una pirimidina (C 
o T) es sustituida por otra pirimidina. Las transversiones son
mutaciones puntuales en las que una purina se sustituye con
una pirimidina o viceversa.
Desplazamiento del marco de lectura y otras 
inserciones o deleciones
Como el código genético se lee desde un extremo del ácido 
nucleico en bloques consecutivos de tres bases (los codones), 
cualquier deleción o inserción de un solo par de bases provoca 
un desplazamiento del marco de lectura. Estas mutaciones de
desplazamiento (o desfase) del marco de lectura suelen tener 
graves consecuencias. Las inserciones o deleciones de una sola 
base alteran la secuencia primaria del polipéptido codificado, 
generalmente de una manera significativa (Figura 10.4). Estas 
microinserciones o microdeleciones pueden estar causadas por 
errores en la replicación. La inserción o deleción de dos pares de 
DNA
Transcripción 
de las cadenas
verde claro Codones
Proteína
normal
mRNA
Inserción de
un par C:G
Deleción de
un par C:G
...GTGCCTGTT...
...CACGGACAA...
...GTGCTGTT...
...CACGACAA...
...GUG CCC UGU U...
Marco
de lectura
+1
0
–1
...GUG CCU GUU...
...GUG CUG UU...
...GTGCCCTGTT...
...CACGGGACAA...
Figura 10.4 Desplazamientos en el marco de lectura del mRNA
causados por inserciones o deleciones. El marco de lectura del mRNA es 
establecida por el ribosoma que empieza en el extremo 5′ (hacia la izquierda 
en la figura) y avanza por unidades de tres bases (codones). El marco de 
lectura normal está indicado como pauta 0, el que tiene una base menos se 
indica como −1, y el que tiene una base más es el marco +1.
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