MUTACIÓN Y MECANISMOS DE REPARACIÓN, Diapositivas de Biología Molecular

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MUTACIÓN Y MECANISMOS DE

REPARACIÓN

• ¿Qué es una mutación? Es un cambio en la secuencia del ADN. Las mutaciones pueden ser el resultado de errores en la copia del ADN durante la división celular, la exposición a radiaciones ionizantes o a sustancias químicas denominadas mutágenos, o infección por virus. Cambios estables en la cadena de ADN que son capaces de ser heredados, se les conoce como mutaciones. Las mutaciones que se producen entonces pueden dar lugar a pequeños cambios, grandes cambios (causando enfermedad: mutaciones patógenas) o ser silentes. A la mutación que heredamos de nuestros padres se le llama mutación heredada, a la que se da en el individuo sin que haya un progenitor con la misma mutación,

AGENTES MUTAGENICOS.

• Mutágenos químicos: son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma brusca, como por ejemplo el ácido nitroso (agente desaminizante), brominas y algunos de sus compuestos.

• Mutágenos físicos: son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. Son ejemplos la radiación ultravioleta que origina dímeros de pirimidina (generalmente de timina), y la radiación gamma y la alfa que son ionizantes. También se considerar agentes físicos los ultrasonidos, con 400.000 vibraciones por segundo, que han inducido mutaciones en Drosophila y en algunas plantas superiores, y centrifugación, que también producen variaciones cromosómicas estructurales.

• Mutágenos biológicos:

son aquellos organismos “vivos” que pueden alterar las secuencias del

material genético de su hospedador; como por ejemplo; virus, bacterias

y hongos. Son ejemplo los transposones (fragmentos autónomos de

ADN).

Agente MUTAGENICOS. Ejemplo QUÍMICOS Ácidos : yoduro de potasio, sales de plomo,uretano y aoridina FÍSICOS. Rayos x, Rayos gama ,Luz ultravioleta, Cambios de temperatura,Rayos cósmico. BIOLOGICOS. Virus y Bacterias.

MECANISMOS DE REPARACIÓN DE ADN.

La reparación de mal apareamiento sucede justo después de que se ha hecho

ADN nuevo, y su función es eliminar y reemplazar las bases mal apareadas (las

que no se arreglaron durante la revisión). La reparación de mal apareamiento

también puede detectar y corregir pequeñas inserciones y deleciones que

suceden cuando las polimerasas “se resbalan” y pierden su lugar sobre el

molde.

Reparación de mal apareamiento.

Primero, un complejo proteico (grupo de proteínas) reconoce y se une a la base

mal apareada. Un segundo complejo corta el ADN cerca de la pareja errónea

y otras enzimas cortan el nucleótido incorrecto junto con un segmento de ADN

circundante. Luego, una ADN polimerasa reemplaza la sección faltante con los

nucleótidos correctos y una enzima llamada ADN ligasa sella el espacio.

• Reparación por escisión de base
• La reparación por escisión de base es un mecanismo que se usa

para detectar y eliminar ciertos tipos de bases dañadas.Cada

glicosilasa detecta y elimina un tipo específico de base dañada. Una

glicosilasa de la vía de reparación por escisión de base detecta y

elimina específicamente citosinas desaminadas. Una vez que se

elimina la base, también se elimina la pieza “vacía” del esqueleto de

ADN y otras enzimas llenan y sellan la brecha.

• Reparación por escisión de nucleótidos. La reparación por escisión de nucleótidos detecta y corrige tipos de daño que distorsionan la doble hélice del ADN, detecta bases que han sido modificadas con grupos químicos. Se elimina el nucleótido (o nucleótidos) con daño junto con un segmento circundante de ADN. En este proceso una heliacasas (enzima que abre el ADN) abre el ADN para formar una burbuja y enzimas que cortan el ADN quitan el segmento dañado de la burbuja. Una ADN polimerasa reemplaza el ADN que falta y una ADN ligasa sella la brecha en el esqueleto de la cadena.

Reparación de rotura de la doble cadena.

Pueden perderse grandes segmentos de cromosomas y los cientos de genes que contienen si la fragmentación no se repara. Este mecanismo de reparación es “desordenado” y por lo general resulta en la pérdida, o a veces adición, de unos cuantos nucleótidos en el sitio de corte. Por lo tanto, la unión de extremos no homólogos tiende a producir una mutación, pero eso es mejor que la alternativa (la pérdida de un brazo entero del cromosoma)

TIPOS DE MUTACIONES.

• Mutaciones silenciosas En este tipo de mutación hay un cambio en una de las bases del ADN de forma que el triplete de nucleótidos se modifica, pero sigue codificando para el mismo aminoácido. Esto es así porque el código genético tiene cierto margen de seguridad y para cada aminoácido hay varias combinaciones de tripletes que lo determinan. Los tripletes CCA y CCC determinan que en esta posición de la proteína se sitúe una prolina. Así, si se produce por error este cambio, será un cambio silente, porque el aminoácido codificado por ambos tripletes
• Polimorfismos
• En este tipo de mutaciones hay un cambio de una de las bases de ADN, de tal manera que el triplete de nucleótidos que es una parte se cambia, pero incluso si se necesita un cambio de aminoácido, el aminoácido que entra en el lugar en cuestión resulta tener poco o ningún impacto en la función de la proteína. Los polimorfismos pueden incluso conducir a una reducción de la función de la proteína en cuestión, pero por sí sola no es suficiente para causar la enfermedad (de lo contrario no serían llamados polimorfismos pero mutaciones patógenas)

• Deleción

En este tipo de mutación se pierden una o más bases, es decir, se pierde un

trozo de ADN alterando la cadena proteica que debería formarse y su

función. De esta forma se puede alterar el marco de lectura (ver punto 8)

para formar la proteína o eliminar aminoácidos que son propios de la

cadena proteica. En ocasiones las deleciones son tan largas que pueden

comprometer un gen entero o varios genes contiguos.

Duplicación

En este tipo de mutación hay un fragmento de ADN que está copiado una o

varias veces, lo que altera la formación de la cadena de aminoácidos y la

función de la proteína. De esta forma se puede alterar el marco de lectura

(ver punto 8) para formar la proteína o insertar aminoácidos extra que son

inadecuados.

• Cambio de marco de lectura (Frameshift mutation)

Este tipo de mutación se da cuando por inserción o pérdida de pares de bases se

cambia el marco de lectura. Para la decodificación, las bases se leen de tres en

tres, esto es, cada tres bases determinan un aminoácido.

Si se cambia el marco de lectura, cambia la forma de agrupar esas tres bases y se

colocaran aminoácidos erróneos habiendo la posibilidad de un triplete STOP

prematuro. Las inserciones, duplicaciones y deleciones pueden dar lugar a este

tipo de mutaciones.

Expansión

Una mutación por expansión es una mutación en la que el número de repeticiones

ha aumentado, lo que puede hacer que la proteína final no funcione correctamente

TOM STRACHAN., ANDREW P. READ (2006) Genética Humana. Mc Graw Hill.