Tema 9:
Mutaciones, �cáncer y evolución
1.1. Concepto de mutación
Variabilidad genética → Proviene de recombinación genética y la segregación al azar de los cromosomas homólogos en la meiosis y de las mutaciones.
Clasificación de las mutaciones (efecto, células, magnitud).
Mutaciones de efecto:
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.1. Mutaciones puntuales o génicas.
MUTACIONES POR SUSTITUCIÓN DE BASES
Cambios de una base de ADN por otra. Tipos:
Debido a que existen codones sinónimos, no siempre un cambio de base altera la proteína → mutación silenciosa.
CAMBIOS EN LA PAUTA DE LECTURA
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.2. Mutaciones cromosómicas.
TRANSPOSICIÓN: en el mismo cromosoma
TRANSLOCACIÓN RECÍPROCA: dos cromosomas intercambian un fragmento.
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.2. Mutaciones cromosómicas.
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.2. Consecuencias de las mutaciones cromosómicas.
MUTACIONES CROMOSÓMICAS
Translocaciones e inversiones suelen afectar poco al portador.
Las delecciones suelen ser letales.
Las duplicaciones pueden causar graves desequilibrios en la expresión de los genes.
Ejemplo: Síndrome de Pallister-Killian
(info adicional en cromosoma 12).
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.3. Mutaciones genómicas.
Se generan normalmente durante la meiosis y se transmiten a todas las células.
TIPOS:
Haploidías o monoploidías: al revés de la poliploidía, se pierde un juego cromosómico. 2n pasa a n. Partenogénicos (insecto palo).
Poliploidías: incremento en la condición diploide (2n) pasa a triploide (3n), tetraploide (4n), etc. Frecuente en plantas.
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.3. Consecuencias de las mutaciones genómicas.
MUTACIONES GENÓMICAS
ANEUPLOIDÍAS
Individuos a los que les falta o les sobra algún cromosoma.
Trisomía → Un cromosoma de más.
Monosomía → Un cromosoma de menos.
2. Las mutaciones según su magnitud.
2.3. Consecuencias de las mutaciones genómicas.
MUTACIONES GENÓMICAS
EUPLOIDÍAS
Número de series haploides distinto del normal.
Monoploidía → Un solo cromosoma de cada par.
Poliploidía → 3n, 4n… (vegetales).
EJERCICIOS: 3b, 7.2, 12, 13, 15, 22 y 38.
3. Los agentes mutagénicos.
3.1. Los agentes mutagénicos: endógenos y exógenos.
Tipos de agentes mutágenos: ENDÓGENOS Y EXÓGENOS.
MUTÁGENOS ENDÓGENOS:
Dan lugar a mutaciones espontáneas y se producen de forma natural, ya sea por la propia actividad celular, errores de apareamiento o fluctuaciones térmicas del cuerpo (fiebres altas)
MUTÁGENOS EXÓGENOS:
Son agentes físicos, químicos y biológicos procedentes de nuestro entorno capaces de inducir mutaciones.
3.2 Los agentes mutagénicos exógenos
3.2.a. Los agentes mutagénicos físicos
MUTÁGENOS FÍSICOS. Radiaciones de alta energía capaces de dañar el ADN y causar mutaciones.
Radiación ultravioleta (UV) → Sobre todo captadas por las células de la piel. Provoca reacción entre dos bases pirimidínicas de la misma cadena, formando dímeros de timina (T-T) o citosina (C-C), dando errores de apareamiento.
Radiaciones ionizantes → por ej. los rayos X. Provocan rotura de las cadenas de ADN o la modificación química de este. Estas radiaciones suelen afectar a las células en mitosis (*)
(*) Radioterapia contra el cáncer.
3. Los agentes mutagénicos exógenos.
3.2.b. Los agentes mutagénicos químicos.
MUTÁGENOS QUÍMICOS: cada vez más presentes en nuestro ambiente: tabaco, insecticidas, humos de los vehículos y las fábrias, etc.
Agentes químicos alquilantes → Transfieren grupos metilo (CH3) o etilo (CH2-CH3) a las bases nitrogenadas. Alteran la replicación. (Ej. gas mostaza)
Agentes intercalantes → Se insertan entre los pares de bases del ADN y deforman su estructura helicoidal. Provocan deleciones o inserciones. IMPORTANTE EBAU
Análogos de bases→ Sustancias análogas a las bases nitrogenadas se incorporan al ADN, como el 5-bromouracilo o la cafeína (análogos de la timina) producen errores de apareamiento (se aparean con la guanina, en vez de con la adenina)
Ácido nitroso: convierte la citosina en uracilo (base que no es del ADN)
3. Los agentes mutagénicos.
3.2.c Los agentes mutagénicos biológicos
MUTÁGENOS BIOLÓGICOS
Algunos virus (ONCOVIRUS) son capaces de desarrollar cáncer.
Ej. Virus de la hepatitis B y C, aumentan el riesgo de padecer cáncer de hígado.
Virus del papiloma humano o el virus del hérpes genital, están implicados en la aparición del cáncer del cuello del útero.
4. Los mecanismos de reparación del ADN.
4.1. Las vías de reparación del ADN.
Diariamente se producen 20.000 lesiones en el ADN, pero los seres vivos tienen mecanismos de reparación.
Entre los mecanismos de reparación destacan los siguientes:
REPARACIÓN POR ESCISIÓN DE BASE
REPARACIÓN POR ESCISIÓN DE NUCLEÓTIDOS
Desaminación: transformación de una citosina a un uracilo (ácido nitroso)
5. Las mutaciones y el cáncer.
5.1. Las células cancerosas.
Características de un tumor maligno o cáncer:
Un tumor es cualquier masa o bulto producido por aumento en el número de células.
5. Las mutaciones y el cáncer.
5.2. Genes y cáncer.
Parece ser que se produce cuando una célula acumula múltiples mutaciones que impiden el control sobre la división celular.
Genes importantes:
Protooncogenes → Genes que controlan el crecimiento y el desarrollo y por mutaciones se pueden convertir en oncogenes.
Genes supresores de tumores o antioncogenes → Codifican proteínas (ej. p53) que inhiben el crecimiento celular. Las mutaciones pueden desactivarlos.
La p53, es una proteína que induce la apoptosis celular cuando hay errores irreparables en el ADN. Muchos de los tumores humanos implican mutación en el gen que codifica para la p53.
6.Mutaciones y evolución.
Variabilidad genética → mutaciones y recombinación (profase I - paquitene y coorientación al azar (metafase I).
En algunos casos una mutación presenta una ventaja adaptativa y se instala en la población.
Mayor probabilidad de que esto ocurra cuando la población coloniza un nuevo lugar u ocurre un cambio en su ambiente.
Una misma mutación puede ser beneficiosa en un lugar y perjudicial en otro.
Ejemplo. Pigmentación melánica alta, en zonas tropicales (protección contra UV) y baja, en zonas de alta altitud (facilita captación de la luz y la síntesis de vitamina D).
Vegetales → Mutaciones numéricas (pérdida/ganancia de cromosomas).
Animales → Alteraciones estructurales (cromosomas).
7. Otras fuentes de variabilidad genética.
CAMBIOS EPIGENÉTICOS
Influencia ambiental en un organismo.
Activación selectiva de genes por factores ambientales. Existen unas “marcas genéticas” que pueden tener un componente heredable.
GENOMAS PARÁSITOS
Adición de material genético de virus o bacterias.
De nuestro ADN, solo un 2% codifica para proteínas, al resto se le denomina “ADN basura” y tiene un posible papel en la regulación génica.