Presentación 4 mut genicas

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MUTACIONES GÉNICAS
La palabra mutación es sinónimo de cambio. Por tanto, cualquier
cambio de los nucleótidos de un DNA respecto al DNA del que procede
es una mutación
La mutación es un fenómeno de importancia central en Genética
porque:
es la fuente primera de variación del material hereditario y,
consecuentemente, la fuente del cambio evolutivo
el análisis genético es posible gracias a las mutaciones que
proporcionan alternativas alélicas a los fenómenos que se quieran
investigar
Clasificación
Las sustituciones de nucleótidos cambia un par de bases por otro par
de bases. A su vez, se clasifican en transiciones, cuando se sustituye
una purina por otra purina, y una pirimidina por otra pirimidina, y
transversiones cuando se cambia una pirimidina por una purina y una
purina por una pirimidina
A 
C 
T 
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
T
C
A
C
G
A 
C 
T 
C 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
G
T
C
A
C
G
A 
C 
T 
A 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
T
T
C
A
C
G
Secuencia original Transición Transversión
Sustitución
A T A * T
A * C A T
A * C G C
Par original
Par mutado
a) Algunos tipos de sustituciones
b) Alteración del apareamiento de bases por lo que pueden ocurrir transiciones A-T G-C
Clasificación
El número de bases puede modificarse por la adición o la deleción de
uno o mas nucleótidos. Estos cambios suceden, con toda probabilidad,
durante la replicación del DNA.
También se cree que pueden suceder adiciones o deleciones de
grandes trozos de DNA por sobrecruzamiento desiguales
A 
C 
T 
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
T
C
A
C
G
Secuencia original
A 
C 
T 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
T
C
A
C
G
Deleción
A 
C 
T 
G
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
C
T
C
A
C
G
Adición
A 
C 
T 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
T
Si se produce un doblez en la hebra molde,
la hebra en crecimiento puede pasar por
alto uno o mas nucleótidos produciéndose
una deleción
G
Si se produce un doblez en la hebra en
crecimiento se puede añadir uno o más
nucleótidos produciéndose una adición
A 
C 
T 
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
T
C
A
C
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 2 3 4 5
1 2 3 4 5
Los rectángulos amarillos representan secuencias repetidas. Si ocurre un
apareamiento desigual entre las secuencias repetidas, y se produce un
entrecruzamiento, resulta un DNA con un bloque de más (adición) y otro con uno
de menos (deleción)
Clasificación
Otro tipo de mutación son las inversiones del orden de la secuencia de
nucleótidos por el giro de 180 de algunos de ellos. Las inversiones
requieren en realidad dos giros, porque las dos hebras son
antiparalelas; si se produjera sólo un giro quedaría el segmento
invertido con el esqueleto azúcar-fosfato en dirección contraria al resto
de la hebra
A 
C 
T 
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
T
C
A
C
G
Secuencia original
en la que se recuadra
el segmento que se
va a invertir
A 
C 
T 
G 
A 
G 
T 
G
C
T
G
A
C
T
C
A
C
G
A 
C 
G 
A 
G 
T 
T 
G
C
T
G
C
T
C
A
A
C
G
A 
C 
C 
T 
C 
A 
T 
G
C
T
G
G
A
G
T
A
C
G
A 
C 
C 
T 
C 
A 
T 
G
C
T
G
G
A
G
T
A
C
G
Para que se produzca una inversión debe ocurrir una rotación en dos
puntos de ambas hebras, a continuación un giro de 180 en sentido
vertical, y otro giro en sentido horizontal. Si se produjese sólo un giro
se alteraría el sentido 5’-3’ o 3’-5’ en cada hebra
Agentes capaces de producir mutaciones 
Radiaciones
Todas las radiaciones ionizantes, como los rayos X, gamma, alfa, beta,
etc., son agentes mutagénicos, sobre todos los organismos
Cuando se irradia un organismo vivo, cualquiera de las moléculas que
lo componen puede alterarse. Si la molécula alterada son proteínas,
hormonas, etc., se puede producir efectos fisiológicos sobre el
individuo. Si la molécula afectada es el DNA se pueden producir
mutaciones que, en caso de que afecten a las células somáticas, sólo
tendrán importancia para el individuo irradiado, pero si afectan a las
células germinales se pueden transmitir a las siguientes generaciones
Agentes capaces de producir mutaciones 
Radiaciones
Las radiaciones producen tanto mutaciones génicas como
cromosómicas, cuya frecuencia esta en relación directa con la dosis,
que se mide en rads
Cuando se induce mutaciones se emplea la dosis semiletal (produce
la muerte del 50% de los individuos mutagenizados)
El efecto de las radiaciones es acumulativo, pues se ha comprobado
que tiene el mismo efecto mutagénico una única irradiación a dosis
alta, que varias irradiaciones a dosis bajas, siempre que la dosis total
en rads sea la misma
Agentes capaces de producir mutaciones 
Radiaciones
La luz ultravioleta es una radiación no ionizante que también produce
mutaciones
Su efecto consiste en la formación de un dímero entre dos bases
pirimidina adyacentes en la misma hebra, casi siempre dos timinas.
Esta dímerización produce un doblez en la hebra irradiada, de modo
que cuando se replique, o bien la DNA polimerasa se detiene en el
doblez y el dímero resulta letal al impedirse la replicación
cromosómica completa, o se puede producir una deleción en la hebra
de nueva síntesis
A 
C 
T 
T 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Secuencia original
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Tras la irradiación con luz ultravioleta
se produce enlaces entre dos timina
adyacentes de la misma hebra
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
C
C
T
C
G
Esta lesión impide el paso de la DNA
polimerasa, pero si en algún caso el
DNA se replica se producirán
deleciones
Producción de dímeros de timina
Agentes capaces de producir mutaciones 
Mutágenos químicos
Los primeros mutágenos químicos que se descubrieron son el gas
mostaza y sus derivados, usado en la Primera Guerra Mundial, en la
actualidad no se los utiliza por su peligrosidad
Entre los mas empleados están los análogos de bases, como el 5-
bromodesoxiuracilo (BdU) o la 2-aminopurina (AP), llamados así
porque su molécula tiene una forma semejante a la de una base del
DNA, pero tiene diferentes propiedades de apareamiento
A 
C 
A 
G 
C
T
G
T
C
G
A 
C 
A 
G 
C
T
G
B
C
G
A 
C 
A 
G 
C
T
G
T
C
G
A 
C 
A 
G 
C
T
G
T
C
G
A 
C 
A 
G 
C
T
G
B*
C
G
A 
C 
A 
G 
C
T
G
T
C
G
A 
C 
G 
G 
C
T
G
B*
C
G
A 
C 
G 
G 
C
T
G
C
C
G
A 
C 
G 
G 
C
T
G
B*
C
G
+ BdU +
Secuencia original Se incorporo BdU en lugar de timina
El BdU sufre un cambio tautomérico
El tautómero aparea con guanina
Se produce el par de bases
G-C donde había A-T
Efecto del 5-bromodesoxiuracilo
Agentes capaces de producir mutaciones 
Mutágenos químicos
Existen numerosos agentes químicos capaces de modificar
nucleótidos, bien provocando cambios tautoméricos, desaminaciones
o añadiendo radicales como metilo, etilo, etc., en las bases
nitrogenadas. En consecuencia, las propiedades químicas de las bases
se modifica y se producen cambios en su capacidad de formar puentes
de hidrógeno. Así, una adenina modificada (A *) forma pares de bases
A *- C , la guanina modificada forma pares de bases G* - T, etc. Los mas
utilizados en la actualidad son el etil metano sulfonado (EMS) sobre
células eucarióticas y la nitrosoguanidina (NG) en microorganismos
eucarióticos y procarióticos
Agentes capaces de producir mutaciones 
Mutágenos químicos
Los agentes intercalantes llamados así por introducirse en la pila de
bases nitrogenadas del DNA. Los mas utilizados son el naranja de
acridina y el bromuro de ethidio (EtBr). Estas moléculas tienen tres
anillos planos de dimensiones similares a un par de bases, por lo quese colocan entre dos pares de bases desplazándolas ligeramente. Así
se producen dobleces en las hebras y, por tanto, adiciones y
deleciones cuando se replican
Reparación del DNA 
El DNA está sometido continuamente a agentes naturales que pueden
dañarlo produciendo mutaciones espontáneas
Estos agentes son:
Externos: la radiación cósmica, la luz ultravioleta procedente del sol,
el calor excesivo
Internos: metabolitos, roturas sufridas durante el empaquetamiento
en los cromosomas condensados, etc.
En la célula viva el DNA se recupera de la mayor parte de estos daños,
pues existen mecanismos de reparación del DNA, de modo que la
producción de mutaciones es rara, y el DNA resulta esencialmente
estable
Reparación del DNA 
Estos mecanismos de reparación se han analizado con mucho detalle
en E. coli, aunque también se conoce su existencia en eucariotas
En ellos se han descubierto los sistemas se síntesis reparadora del
DNA de la siguiente manera: células en división se someten a un
mutágeno, se colocan en la oscuridad, se les da un pulso de timidina
tritiada y se les hace autorradiografía, detectándose síntesis de DNA en
células que no están en fase S, es lo que se llama síntesis de DNA no
programada, que con toda seguridad corresponde a la reparación de
los daños producidos por el mutágeno
Fotorreactivación de los dímeros de timina por medio de la enzima fotoliasa
A 
C 
T 
T 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Secuencia original
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
El dímero queda
deshecho y la enzima
se libera
A 
C 
T 
T 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Enzima fotorreactivadora
unida al dímero de
timinas
Dímero de timina
Luz
La zona dañada, junto con
algunos otros nucleótidos
adyacentes, es escindida
A 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
A 
C 
T 
T 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Secuencia original
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
A 
C 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
Enzima que reconoce la
alteración de la molécula
de DNA
Dímero de timina
A 
C 
T 
T 
G 
G 
A
G
C
T
G
A
A
C
C
T
C
G
La zona escindida se
sintetiza utilizando como
molde la hebra intacta. Las
discontinuidades se sellan
con ligasa
Reparación escindidora enzima UvrABC
El contacto con mutágenos es peligroso, tanto por la posibilidad de
transmitir genes alterados a la descendencia, como porque el daño en
el DNA está relacionado con el desarrollo del cáncer. Actualmente está
fuera de duda que numerosos tipos de cáncer aparecen por la
alteración del DNA, puesto que la condición cancerosa de una célula
se transmite a todas las células descendientes. Las enzimas
implicadas en el proceso de la transformación neoplásica (cancerosa),
están codificadas por unos genes llamados oncogenes, presentes en
el genoma normal, que en la célula sana determinan enzimas
esenciales, como demuestra el hecho de que estén muy conservados
en numerosos organismos. Cuando el oncogen se altera, por ejemplo,
por una amplificación, una deleción, roturas y reuniones anómalas,
etc., se desencadena el proceso canceroso, de ahí la relación directa
entre mutagénesis y carcinogénesis