Biologia de los microorganismos (461)

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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 313
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empleadas por los genetistas microbianos intentan aumentar 
la eficacia de la detección de mutaciones. Esto se puede hacer 
más fácilmente aumentando la cantidad de mutaciones. Como 
veremos en la próxima sección, es posible aumentar la frecuen-
cia de mutación de manera significativa mediante tratamientos 
con agentes mutagénicos. Además, la frecuencia de mutación 
puede cambiar en determinadas situaciones, como por ejemplo 
cuando las células se someten a fuertes condiciones de estrés.
MINIRREVISIÓN
 ¿Por qué la prueba de Ames mide la frecuencia de 
retromutación en lugar de la frecuencia de mutación?
 ¿Qué tipo de mutación es más habitual, la de cambio de 
sentido o la sin sentido? ¿Por qué?
10.4 Mutagénesis
La frecuencia de mutación espontánea es muy baja, pero hay 
una variedad de agentes químicos, f ísicos y biológicos que pue-
den aumentarla y por tanto, se dice que inducen mutaciones. 
Estos agentes reciben el nombre de mutágenos. A continuación 
analizaremos algunas de las categorías principales de mutáge-
nos y sus actividades.
Mutágenos químicos
En la Tabla 10.2 se da una visión general de los principales mutá-
genos químicos y su modo de acción. Existen varias clases de 
mutágenos químicos. Una clase la constituyen los análogos de 
bases de nucleótidos, moléculas que se parecen a las bases púri-
cas y pirimidínicas del DNA en cuanto a su estructura, pero pre-
sentan propiedades de apareamiento defectuosas (Figura 10.7). 
reversión en dicha cepa sea cuantificable. Las células de este auxó-
trofo no crecerán en un medio que carezca del nutriente necesa-
rio (por ejemplo, un aminoácido), e incluso se pueden sembrar 
en placas grandes cantidades de células sin formación de colo-
nias visibles. Sin embargo, si hay revertientes (retromutantes), 
estas células formarán colonias. Así, si se extiende una suspen-
sión de 108 células en la superficie de una sola placa, es posible 
detectar cantidades tan pequeñas como 10 o 20 revertientes por 
las 10 o 20 colonias que forman (Figura 10.6, foto izquierda). Por 
otra parte, si la tasa de reversión ha aumentado por la presencia 
de un mutágeno químico, el número de colonias revertientes será 
aún mayor. Tras una noche de incubación, se puede detectar la 
mutagénesis del compuesto buscando un halo de retromutacio-
nes en la zona alrededor del disco de papel (Figura 10.6). 
Se han sometido una gran variedad de sustancias químicas a 
la prueba de Ames, que se ha convertido en uno de los métodos 
de cribado más útiles para determinar la mutagenicidad poten-
cial de un compuesto. Como algunos mutágenos pueden cau-
sar cáncer en animales, la prueba de Ames sirve también como 
medio de detección de agentes carcinógenos potenciales.
Tasas de mutación 
Para la mayoría de los microorganismos, los errores en la repli-
cación del DNA se producen a una frecuencia de entre 10−6 y 
10−7 por miles de bases durante un solo ciclo de replicación. Un 
gen típico tiene unos 1.000 pares de bases, de modo que la fre-
cuencia de una mutación en un gen determinado será también 
de entre 10−6 y 10−7 por ciclo de replicación. Por ejemplo, en un 
cultivo bacteriano con 108 células/ml, es probable que haya dife-
rentes mutantes para cada gen en cada mililitro de cultivo. En 
los eucariotas con genomas muy grandes la frecuencia de error 
en la replicación suele ser unas diez veces menor que en las 
bacterias típicas, mientras en los virus de DNA, especialmente 
los que tienen genomas muy pequeños, la frecuencia de error 
puede ser entre 100 y 1.000 veces más alta que en los organis-
mos celulares. En los virus de RNA la frecuencia de error es aún 
más alta debido a la falta de sistemas de corrección (  Sec-
ción 4.6) y de mecanismos de reparación del RNA.
Es mucho más probable que los errores de una sola base 
durante la replicación del DNA provoquen mutaciones de cam-
bio de sentido que mutaciones sin sentido, porque la mayoría 
de las sustituciones de una sola base generan codones que codi-
fican otros aminoácidos (  Tabla 4.5). El siguiente tipo más 
frecuente de cambio de codón causado por el cambio de una 
sola base provoca una mutación silenciosa. Esto es así porque 
la mayor parte de los codones alternativos para un aminoá-
cido determinado difieren entre sí en una sola base en la tercera 
posición «silenciosa». Un codón determinado puede transfor-
marse en cualquiera de otros 27 por la sustitución de una sola 
base y, como promedio, dos de estos cambios serán mutaciones 
silenciosas, uno será una mutación sin sentido y el resto serán 
mutaciones de cambio de sentido. También hay algunas secuen-
cias de DNA, normalmente secuencias con repeticiones cortas, 
que son puntos sensibles a las mutaciones, porque la frecuen-
cia de error de la DNA polimerasa es relativamente alta allí. La 
frecuencia de error en un punto sensible está influida por la 
secuencia de bases de su alrededor.
A menos que una mutación se pueda seleccionar, es dif í-
cil detectarla experimentalmente, y gran parte de las técnicas 
(a)
(b)
Análogo Sustituye a:
Timina5-Bromouracilo
2-Aminopurina Adenina
O O
OO
H H
HH
H H
N N
N
N
N
NN
N
N
N N
N
Br CH3
H2N
H2N
Figura 10.7 Análogos de bases nucleotídicas. Estructura de dos
análogos de bases nucleotídicas utilizados habitualmente para inducir 
mutaciones, y las bases normales a las que sustituyen en los ácidos nucleicos. 
(a) El 5-bromouracilo puede aparearse con guanina y causar sustituciones
AT por GC. (b) La 2-aminopurina puede aparearse con citosina y causar
sustituciones AT por GC.
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