Mutación

Una mutación es una alteración o cambio en la información genética de un ser vivo y que por lo tanto le va a producir un cambio de una o varias características que se presenta súbita y espontáneamente y que se puede transmitir o heredar, o no, a la descendencia. La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN.

En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas.

La definición que dio De Vries (1901) de la mutación era la de cualquier cambio heredable en el material hereditario que no se puede explicar mediante segregación o recombinación.

La definición de mutación a partir del conocimiento de que el material hereditario es el ADN y de la propuesta de la Doble Hélice para explicar la estructura del material hereditario (Watson y Crick,1953), sería que una mutación es cualquier cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN.

La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, mientras que la recombinación al crear nuevas combinaciones a partir de las generadas por la mutación, es la fuente secundaria de variabilidad genética.

Mutación genómica.

Son las mutaciones que afectan al número de cromosomas o todo el genoma.

la dotación cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc.

Estos poliploides así formados son genéticamente muy interesantes en las plantas cultivadas, y hoy en día la mayoría de variedades gigantes de fresones, tomates, trigo, etc., que existen en el mercado, tienen este origen.

En el hombre, existen varios síndromes provocados por la falta de separación de una pareja de cromosoma homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se denomina trisomía, es decir un individuo con un cromosoma triplicado.

QUE A SU VEZ SE DIVIDE EN:

1. Poliploidía: Es la mutación que consiste en el aumento del número normal de “juegos de cromosomas” . Los seres poliploides pueden ser autopoliploides, si todos los juegos proceden de la misma especie, o alopoliploides, si proceden de la hibridación, es decir, del cruce de dos especies diferentes.

2. Haploidía: Son las mutaciones que provocan una disminución en el número de juegos de cromosomas.

3. Aneuploidía: Son las mutaciones que afectan sólo a un número de ejemplares de un cromosoma o más, pero sin llegar a afectar al juego completo. Las aneuploidías pueden ser monosomías, trisomías, tetrasomías, etc, cuando en lugar de dos ejemplares de cada tipo de cromosomas, que es lo normal, hay o sólo uno, o tres, o cuatro, etc. Entre las aneuplodías podemos encontrar diferentes tipos de trastornos genéticos en humanos como pueden ser:

1. Trisomía 21 o Síndrome de Down o mongolismo que tienen 47 cromosomas.

2. Trisomía 18 o Síndrome de Edwards. También tienen 47 cromosomas.

3. Monosomía X0 o Síndrome de Turner.

4. Trisomía sexual XXX.

5. Trisomía sexual XXY o síndrome de Klinefelter.

6. Trisomía sexual XYY.

Mutación Génica.

La mutación génica es la alteración de la secuencia de ADN, mediante el proceso de mutación, es el origen primario de toda la variación genética. Las variantes alélicas que surgen por mutación y que son transmitidas de generación en generación hacen posible la evolución.

Las mutaciones que se producen en las líneas germinales son las importantes porque pueden ser transmitidas a la descendencia; aunque hay algunas mutaciones somáticas que pueden ser heredadas cuando las estructuras reproductivas surgen de meristemos somáticos.

Durante la replicación y en otras ocasiones el ADN es frecuentemente dañado por eventos físicos y químicos, pero la mayoría de los daños son reparados por enzimas. Sin embargo, algunas de tales alteraciones escapan a la reparación enzimática, constituyéndose en mutaciones génicas.

Dos conclusiones importantes que se derivan son que:

(1) el proceso de mutación no es una adaptación sino la consecuencia de un error (un daño no reparado del ADN)

(2) las mutaciones afectan solo rasgos pre-existentes. La mutación es un proceso aleatorio (estocástico) en el sentido de que la ocurrencia de una mutación particular no está determinada por la presencia o ausencia del organismo que la sufre en un ambiente donde la mutación podría ser ventajosa; es decir, cuando la mutación causa una sustitución de un aminoácido en una proteína lo hace sin considerar si el cambio es ventajoso para la proteína. También es aleatorio porque si bien podemos predecir la probabilidad de que ocurra una mutación particular, no podemos predecir cual de un gran número de copias génicas sufrirá la mutación.

Que la mutación sea un proceso estocástico no significa que todos los sitios en el ADN se alteren con igual frecuencia o que el ambiente no afecte las tasas mutacionales; en efecto, sabemos que la exposición a varias clases de radiación, a ciertas sustancias químicas o aún la desnutrición incrementan las tasas de mutación. Las mutaciones pueden consistir en la alteración de un nucleótido en la secuencia del ADN, caso en el cual se denominan mutaciones puntuales, o en la pérdida o reorganización de grandes fragmentos de ADN, caso en el cual se denominan alteraciones del cariotipo o aberraciones cromosómicas.

Alteraciones del Cariotipo.

Aberraciones cromosómicas.

El cariotipo es la descripción del conjunto de cromosomas (su número, tamaño y forma de los cromosomas, arreglo interno de las diferencias cromáticas de sus regiones).

Las mutaciones de este tipo se distinguen de las puntuales en que abarcan fragmentos mucho más grandes del ADN, a veces involucrando toda la molécula que conforma el cromosoma. Las poliploidias y duplicaciones aumentan el contenido global de ADN, mientras que las supresiones (delecciones) lo disminuyen. Los rearreglos cromosómicos (inversiones, translocaciones, fusiones y fisiones) no alteran el contenido genómico; ellos cambian la estructura de los cromosomas por rompimiento y reunión de fragmentos. Sus efectos evolutivos son causados fundamentalmente porque se cambian las relaciones de ligamiento entre los genes.

Mutaciones cromosómicas.

Es frecuente en las poblaciones naturales, que estos cambios a veces afecten a segmentos cromosómicos, cromosomas enteros e incluso a todo el genoma del individuo. Históricamente se han clasificado las mutaciones cromosómicas en estructurales y numéricas dependiendo si afectan a la estructura de los cromosomas o al número de ellos.

Variaciones cromosómicas estructurales.- En una población donde exista un polimorfismo para variaciones cromosómicas estructurales, podemos encontrar individuos homocigóticos estructurales normales, es decir sin ninguna mutación, individuos

Deleciones :

Un individuo es portador de una deleción cuando le falta un segmento cromosómico, si este segmento es un extremo del cromosoma, la alteración se denomina deficiencia. Si la deleción es muy grande es visible al microscopio óptico ya que el cromosoma presenta menor tamaño del normal. La deleción en homocigosis suele ser letal para el individuo portador, si se presenta en heterocigosis, el efecto será más o menos deletéreo dependiendo de la importancia de los genes presentes en el segmento perdido. En individuos con determinación sexual XX-XY o XX-X0, las deleciones del cromosoma X son letales en los machos; En las hembras dependiendo del sistema de compensación de dosis génica, puede producir algunos efectos fenotípicos en el individuo heterocigótico. En la especie humana, en nacidos vivos, la deleción más frecuente y estudiada, es la conocida como síndrome de "Grito de gato", consiste en una deficiencia del brazo corto del cromosoma 5, que produce un retraso mental y finalmente la muerte del individuo. En meiosis la configuración crítica para detectar una deleción es ver un bivalente heteromorfo, o bien observar una falta de apareamiento (bucle o lazo en el cromosoma no delecionado) en un segmento intersticial. Dada la letalidad y el desequilibrio orgánico y cromosómico que producen las deleciones, la selección natural tiende a eliminarlas y por ello la importancia evolutiva de las deleciones es prácticamente nula.

Replicacion del ADN

FOSFATO + BASE NITROGENADA + AZUCAR = NUCLEOTIDO

La direccion de las hebras de ADN debe ser anti-paralelas para asi formar la doble helice.

Los nucleotidos estan unidos por un enlace fosfodiester(enlace covalente), es decir, 1 fosfato( de un primer nucleótido) + OH ( del segundo nucleótido) = Enlace fosfodieser. Al final de la cadena termina con un fosfato unido al carbono 5 prima y el otro final de la cadena terminara con un grupo hidroxilo unido al carbono 3 prima del azucar.

Se unen las hebras por la union de las bases nitrogenada.

Guanina + Citocina= 3 enlaces Estos a su vez estan unidos por puentes

Adenina + Timina= 2 enlaces de hidrogeno

La ADN polimerasa cataliza la síntesis del ADN en la direccion 5' a 3' usando a una cadena de ADN como plantilla. Los substratos para la ADN polimerasa no son nucleotidos, sino móleculas relacionadas llamadas trifosfato nucleósido. Estos compuestos tienen tres gupos fosfato en lugar de un fosfato, lo cual es caracteristico de los nucleotidos. En la biosíntesis del ADN, un trifosfato entra entre la cadena que va creciendo y el nuevo nucleotido. La ADN polimerasa asegura que se forme el par correcto y cataliza la formacion de la unión fosfodiéster.

La polimerasa divide las hebras, asi permitiendo la entrada de la enzima, dejando que esta revise las bases nitrogenadas y asi encontrar su par, para hacer que se completen.

Cadena retrasada: La nueva cadena de ADN se hace discontinuamente en direccion opuesta a la direccion en que la bifurcacion de replicación se mueve.

ADN ligasa: sella la brecha entre los fragmentos okazaki despues de que el ARN base se quita. Como los fragmentos okazaki se unen, la nueva cadena es cada vez mas larga.

Otra ADN polimerasa: esta reemplasa el ARN base con el ADN. Este es un tipo diferente de ADN polimerasa de la ADN polimerasa principal, la cual sintetiza el ADN sobre una plantilla de ADN.En E. coli la enzima principal es la de ADN polimerasa III y la enzima que reemplaza el ARN molde con ADN, es la ADN polimerasa I. Cuando el ARN molde ha sido reemplazado con el ADN, hay una brecha entre dos fragmentos Okazaki y esta es sellada por la ADN ligasa.

ADN polimerasa:

Ubicado. en las cadenas plantilla.

Funcion: sintetiza un nuevo ADN en la dirección 5' a 3' usando la informacion basica de la cadena plantilla para especificar el nucleótido a insertar en la nueva cadena.

Tambien funciona como "corrector de pruebas"; esto es, revisa que el nuevo nucleotido agregado a la cadena lleve a la base correcta, tal como especifica la plantilla de la cadena de ADN. Si una base incorrecta forma un par, la ADN polimerasa puede suprimir el nuevo nucleotido y tratar otra vez. En E. coli la enzima usada para toda la sistesis del ADN, excepto para el reemplazo de el ARN base es la ADN polimerasa III. La ADN polimerasa I reemplaza a las ARN base.

Pimasa:

Ubicacion: donde quiera que la sintesis de un nuevo fragmento de ADN comience.

Función: la ADN polimerasa no puede comenzar la síntesis de una cadena de ADN. La primasa sintetiza una cadena corta de ARN que se usa como la base para la síntesis de ADN por la ADN polimerasa.

Unión de una cadena de proteínas:

Ubicacion: cerca la bifurcacion de replicacion.

Funcion: sujeta una cadena de ADN para hacerla estable.

Helicasa:

Ubicacion: en la bifurcacion de replicación.

Funcion: desenrolla la doble hélice de ADN.

ADN padre: la doble helice parental del ADN será desenrolla y usado como la plantilla par nueva sintesis de ADN.

Cadena líder: la nueva cadena de ADN se hace continuamente en la misma direccion de movimiento de la bifurcacion de replicación.

Dirección total de replicacion (movimeineto de la bifurcacion de replicacion): la direccion de la replicacion es decir, la direccion en que la bifurcacion de replicacion se mueve al desenrredarse la doble hélice del ADN.

Fragmento de okazaki:

Ubicacion: sobre la cadena plantilla que dicta la nueva síntesis de ADN lejos de la direccion ded movimiento de la bifurcacion de la replicacion.

Funcion: un bloque de la sintesis de ADN de la cadena retrasada. Sobre una cadena plantilla, la ADN polimerasa sintetiza un nuevo ADN en una direccion contraria al movimiento de la bifurcacion de replicacion. Por ello, el nuevo ADN sintetizado sobre la plantilla esta hecho en una forma discontinua; y cada fragmento es de okazaki.

Bibliografia:
http://www.maph49.galeon.com/adn/intro.html

Particiapantes:
Denisse
Sofia
Valeria