LAS MUTACIONES GÉNICAS (CONCEPTO Y
CLASIFICACIÓN)
Las mutaciones génicas son alteraciones en la secuencia de los
nucleótidos de un gen. Por ello también se las denomina
puntuales. Según el tipo de alteración se clasifican en
mutaciones por sustitución de bases, y en mutaciones por pérdida
o inserción de nucleótidos.
MUTACIONES POR SUSTITUCIÓN
DE BASES: Son cambios de una base
por otra. Como
hay dos tipos de bases. Las púricas (A y G), y las pirimidicas (T y C),
se distinguen dos tipos de sustituciones de bases
TRANSICIONES: sustituciones de una purina por otra, o de una pirimidina por
otra.
TRANSVERSIONES: sustituciones de una purina por una pirimidina, o viceversa.
Las sustituciones provocan alteraciones de un
único triplete y, por tanto, salvo que indiquen un triplete de parada, o
un aminoacido del
centro activo de una enzima, no suelen ser perjudiciales. Constituyen
solamente el 20% de las mutaciones génicas espontaneas.
MUTACIONES POR PÉRDIDA O INSERCIÓN DE NUCLEÓTIDOS: Estas
mutaciones de denominan deleciones o adiciones, respectivamente. Como el mensaje
genético se traduce de triplete en triplete, las deleciones y adiciones,
salvo que se compensen entre sí, producen un
corrimiento en el orden de lectura y, por tanto, alteran todos los tripletes
siguientes. Sus consecuencias suelen ser graves.
Constituyen el 80% de las mutaciones génicas
espontaneas.
CAUSAS DE LAS MUTACIONES GÉNICASLAS MUTACIONES GÉNICAS PUEDEN
PRODUCIRSE POR TRES CAUSAS: por errores de lectura durante la
replicación de ADN, por lesiones fortuitas, por ejemplo, la rotura del
enlace que une a una base nitrogenada a la desoxirribosa, o por transposiciones
(cambios de posición) de ciertos segmentos de gen.
ERRORES DE LECTURA-. Los errores de lectura que posiblemente aparezcan durante la replicación de ADN pueden deberse a dos
causas: a los cambios tautoméricos y a los cambios de fase.
LOS CAMBIOS TAUTOMÉRICOS: Cada base nitrogenada puede presentarse en dos
formas diferentes denominadas formas tautoméricas o tautómeros,
una es la normal y la otra la rara. Ambas formas estan
en equilibrio, y espontaneamente se pasa de una a la otra, lo que se
denomina cambio tautomérico. Esto, si sucede durante
la replicación, implica mutaciones, ya que cambia la base complementaria
en la nueva hebra de ADN. Por ejemplo, la forma normal de la G se complementa
con la C, mientras que la forma rara de G, es decir, su forma
tautomeríca, lo hace con la T.
LOS CAMBIOS DE FASE: Son deslizamientos de la hebra que se esta formando
sobre la hebra del
molde, de forma que quedan bucles al volverse a emparejar. El
crecimiento sigue y la diferencia queda fijada, originandose así
la mutación.
LESIONES FORTUITAS Las lesiones fortuitas son
alteraciones de la estructura de uno de varios Nucleótidos, que aparecen
de forma natural. Las masfrecuentes son:
* DESPURINIZACIÓN Pérdida de purinas
por rotura del
enlace entre éstas y las desoxirriblosas. Se producen
a razón de unas 5000 a 1000 por día, en cada célula
humana.
* DESAMINACIÓN Perdida de grupos amino en las
bases nitrogenadas, que entonces se emparejan con una distinta de la normal. Se producen unas 100 por genoma y día.
* DÍMERO DE TIMINA Enlace entre dos timinas
contiguas. Generalmente provocado por los rayos ultravioleta
de la radiación solar.
TRANSPOSICIONES Son cambios de lugar
espontaneos de determinados segmentos de ADN, los denominados ELEMENTOS
GENÉTICOS TRANSPONIBLES. Éstos pueden ser menores que un gen (como las llamadas Secuencias De Inserción
), un gen, o un grupo de genes ( como
los denominados TRANSPOSONES). Las transposiciones pueden producir mutaciones
genéricas si el elemento genético transpuesto se sitúa
dentro de un gen, o mutaciones cromosómicas si se pasa a un lugar donde
no hay un gen, ya sea dentro del
mismo cromosoma .
LAS MUTACIONES GÉNICAS Y SUS SISTEMAS DE REPARACIÓN
La replicación del ADN es un proceso que
requiere de una gran precisión. Se ha observado que la ADN- polimerasa
posee una actividad exonucleasa denominada CORRECCIÓN DE PRUEBAS, que
reduce drasticamente la posibilidad de cometer errores. Esta actividad
consiste en que laADN-polimerasa, antes de añadir un
nuevo nucleótido, comprueba si el anterior es el correcto, y si no lo
es, lo retira y lo sustituye por el correcto. A pesar de ello deja un nucleótido equivocado por cada 10
nucleótido añadidos. Este valor es admisible en un ADN pequeño como
la bacteriano, pero no en el ADN de las células eucariontes porque, al
ser mucho mayor, la probabilidad de contener equivocaciones es demasiado alta.
Para evitar este problema existe un sistema de enzimas, llamado SISTEMA DE
REPARACIÓN , que constantemente revisa el ADN recién sintetizado
y arregla estas lesiones. Estos sistemas rebajan el error a
solo uno por cada 10 nucleótidos replicados. Este error heredable
puede ser suponer una desventaja para unos pocos individuos, pero permite una
variabilidad en la descendencia de la que posibilita la supervivencia de la
especie frente a posteriores cambios del medio.
LA ADN POLIMERASA Y LA CORRECCIÓN DE PRUEBAS
La propiedad de corrección de pruebas se deriva que de que la ADN
– polimerasa añade el nuevo nucleótido al-OH del carbono 3 de la
desoxirribosa del
último nucleótido añadido y si este no es el adecuado, no
estara bien situado por lo que detectara el error y lo corregira.
La actividad de corrección de pruebas permite que, si por causas de las
Formas Tautoméricas se añade unnucleótido en lugar de
otro, inmediatamente, al quedar desapareado, puede ser retirado y sustituido por
el nucleótido correcto.
Así la ADN- polimerasa, a pesar de polimerizar 500 nucleótido por
segundo en baterías (50 nucl/s en mamíferos), solo comete un error por cada 10 nucleótido. Este grado de
precisión es suficiente para las bacterias, cuyo ADN es de 3x10, pero no
en organismos superiores que contienen 3x10 pares de nucleótidos por
célula, y que tienen billones de células. Una tasa de
mutación de 10 supone 300 mutaciones por célula (3 x 10/ 10 =
300) en cada duplicación del ADN del cigoto se duplica unos
mil billones de veces, el numero de mutaciones sería tan elevada que se
perdería la información genética inicial.
Existen tres sistema de reparaciones con escisión del
ADN, las reparaciones sin escisión del ADN y los sistemas SOS.
REPARACIÓN CON ESCISIÓN DEL ADN .este proceso empieza con una
ENDONUCLEASA, que detecta el error y produce dos corte a ambos lados del el
Luego actúa una enzima EXONUCLEASA que elimina todos los
nucleótidos del segmento cortado
A continuación la ADN-POLIMERASA sintetiza el segmento de forma
correcta, y finalmente una ADN-LIGASA une su extremo final .en el caso de un
error por mal emparejamiento, por ejemplo, el emparejamiento G=Tel. sistema
distingue si la errónea es la G o la T, gracias a que las adeninas
sufren un procesode metilación al cabo de unos minutos. Hasta pasado ese tiempo las enzimas de
De reparación pueden distinguir la letra nueva de la hebra
patrón.
Reparación sin escisión del ADN. Se
conocen mecanismos directos del revisión de las
lesiones .Por ejemplo, el caso de las enzimas fotorreactivas, unas enzimas que
se activan con la luz y que son capaces de romper los enlaces entre dos
pirimidinas contiguas eliminando los dímeros de timina. Así pues
la luz produce la reparación de la
lesión que ella mismo origino.
SISTEMA SOS Si por la acción prolongada de un
agente mutageno importante se produce un número elevado de faltas
o alteraciones de bases nitrogenadas en la hebra patrón, puede ser que
se inicie la duplicación del ADN sin que los mecanismos de
reparación hayan acabado de arreglarlas. Como la ADN-polimerasa solo reconoce A, T, C y G, la duplicación
quedaría paralizada. Para
evitarlo existe un sistema enzimatico
denominado ENZIMA CORRECTORA DEL SISTEMA SOS que elimina este bloqueo pero a
expensas de introducir una base complementaria al azar y por ello muy
probablemente errónea. Se evita el bloqueo de la replicación pero
se originan células hijas con muchas mutaciones. Así pues es el
sistema SOS el que permite que las alteraciones originadas por esos agentes mutagenos
acaben dando células con mutaciones. Si estas afectan al control de la
división celular, pueden ser el origen de
células cancerosas.
