las mutaciones
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MUTACIONES
• Cambios al azar o provocados por agentes mutagénicos en el material genético celular, no dirigidos y de efectos imprevistos.
• Tienen probabilidad baja en organismos superiores y mayor en los inferiores como las bacterias y los virus.
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TIPOS DE MUTACIONESSEGÚN LAS CÉLULAS
AFECTADASSEGÚN LA EXTENSIÓN DEL
MATERIAL GENÉTICO AFECTADO
GERMINALES SOMÁTICAS
GÉNICASCROMOSÓMICAS GENÓMICASAfectan a gametos o células madre.Se transmiten a la descendencia.Sobre ellas actúa la selección natural.
Afectan a células somáticas y sus descendientes.Afectan al individuo.No son heredables.No juegan papel en la evolución.
Afectan a la disposición de genes en el cromosoma.
Provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen.
Alteran el número de cromosomas típico de la especie.
SEGÚN SU ORIGEN
AL AZARPROVOCADAS POR
AGENTES MUTAGÉNICOS
SEGÚN SU EFECTO
NEUTRASPERJUDICIALES BENEFICIOSAS
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TIPOS DE MUTACIONES POR SU EFECTO
Nocivas, la mayoría, pues un cambio al azar de cualquier información siempre lleva a una información "sin sentido" o defectuosa para el individuo que la tiene.
Neutras, sin efecto.
Beneficiosas para el individuo y para la especie si se transmite a su descendencia (las menos).
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TIPOS DE MUTACIONES POR SU ORIGEN1) Espontáneas las menos numerosas, se producen por un error en la duplicación del DNA o por errores en el movimiento y comportamiento de los cromosomas durante la división celular.2) Inducidas, la mayoría, provocadas por agentes mutagénicosprincipalmente: - Radiaciones: de alta energía como los rayos catódicos, X, alfa, beta, gamma, cósmicos ..etc. De efectos ionizantes produciendo el cambio de una base por otra en el DNA. Las de muy alta energía, llegan a romper moléculas de DNA o cromosomas completos.
- Agentes químicos: ácido nitroso, peróxido de hidrógeno, metil etano sulfonato, gas mostaza, concentraciones altas de dióxido de carbono, acridinas, bases análogas al DNA (5-bromo uracilo, 2-amino purina, ).La mayoría provocando emparejamientos erróneos con otras bases durante la duplicación del DNA (ácido nitroso, hidroxilamina). Las acridinas actúan intercalándose entre dos bases y produciendo la adición de una nueva base con el consiguiente corrimiento en el sistema de lectura de bases.
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Radiación ultravioleta
Los dímeros distorsionan la conformación del ADN inhibiendo la replicación
Agentes mutagénicos
EMS
Picture 14
Guanina6-Etilguanina
Enlace de hidrógeno
MUTÁGENOS FÍSICOS
• Radiaciones ionizantes
• Radiaciones no ionizantes
MUTÁGENOS QUÍMICOS
• Ácido nitroso
• Agentes alquilantes
• Sustancias análogas a las bases nitrogenadas
• Sustancias intercalantes
Pueden provocar la rotura de los cromosomas y modificar las bases nitrogenadas.
Provocan la formación de enlaces covalentes entre dos bases pirimidínicas contiguas, dando origen a dímeros.
Transforma la citosina en uracilo y la adenina en hipoxantina provocando incorporación de bases erroneas en la replicación del ADN.
Añaden grupos etilo o metilo a las bases nitrogenadas alterando la replicación del ADN.
Sustituyen a las bases nitrogenadas del Adn y provocan transiciones.
Se intercalan entre las bases de una cadena dando origen a inserciones o delecciones de un solo par de bases.
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RADIACIONES MUTAGÉNICAS
EFECTO
DE ALTA ENERGÍA
(cósmicos, rayos X, alfa, beta, gamma…)
1) Rompen el DNA, los cromosomas.
2)Ttransforman sus bases en iones reactivos que forman radicales distintos en su molécula y emparejan con otras bases distintas a las habituales.
3) Escinden las moléculas de agua en OH(-) y H3O(+) que favorecen a su vez la formación de peróxidos que pueden producir cambios en las bases nitrogenadas y emparejamientos anómalos.
DE BAJA ENERGÍA
(radiación UVA)
Hace que dos T próximas en la misma hebra formen un dímero de pirimidinas
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MUTACIONES
GENICAS
CROMOSÓMICAS (aberraciones cromosómicas)
GENÓMICAS
SUSTITUCION BASES
ADICION BASESDELECCIÓN BASES
DELECCIÓN CROMOSOMICADUPLICACIÓN CROMOSÓMICA
INVERSIÓN CROMOSÓMICATRANSLOCACIÓN CROMOSÓMICA
EUPLOIDÍA
ANEUPLOIDÍA
TRIPLOIDÍA
TRETRAPLOIDÍA
POLIPLOIDÍA
NULISÓMICA
MONOSÓMICA
TRISÓMICO
POR SU EXTENSIÓN
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Mutaciones génicas
ADN GAT GGT CGT CAG ACG TCT TGT
ARNm CUA CCA GCA GUC UGC AGA ACA
TIPO DE MUTACIÓN C O N S E C U E N C I A S
SIN MUTACIÓN
TRANSICIÓN
TRANSVERSIÓN
INSERCIÓN
DELECIÓN
ADN GAT GGT CGT CGG ACG TCT TGT
ARNm CUA CCA GCA GCC UGC AGA ACA
ADN GAT GGT CGT CCG ACG TCT TGTARNm CUA CCA GCA GGC UGC AGA ACA
ADN GAT GGT CGT TCA GAC GTC TTG T
ARNm CUA CCA GCA AGU CUG CAG AAC A
ARNm CUA CCA GCA GUC UGA GAA CA
ADN GAT GGT CGT CAG ACT CTT GT
Proteína Leu Pro Ala Val Cys Arg Thr
Símil lingüístico dos por dos son más que uno
Proteína Leu Pro Ala Ala Cys Arg Thr
Símil lingüístico dos por dos sen más que uno
Proteína Leu Pro Ala Gly Cys Arg Thr
Símil lingüístico dos por dos sin más que uno
Proteína Leu Pro Ala Ser Leu Gln Asn
Símil lingüístico dos por dos sso nmá squ eun o
Proteína Leu Pro Ala Val Stop
Símil lingüístico dos por dos son
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MUTACIONES GÉNICAS.Las que afectan a un gen y que determina la síntesis de determinada proteína con un cambio en sus aminoácidos. No son visibles a nivel cromosómico y se producen normalmente por errores en el emparejamiento de bases durante la duplicación del DNA ya sea al azar (mutaciones espontáneas), las menos, o por agentes mutagénicos, las más.
En las espontáneas se producen al azar tautomerizaciones de las bases nitrogenadas que pueden cambiar sus radicales y emparejarse durante la duplicación del DNA una base con otra distinta a la habitual:
BASE NORMAL BASE TAUTÓMERA Emparejam. anormal
Adenina,radical -NH2 Adenina,radical =NH Citosina
Guanina,radical -C=O Guanina,radical -OH Timina
Citosina,radical-NH2 Citosina,radical =NH Adenina
Timina,radical -C=O Timina,radical -OH Guanina
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AGENTES QUÍMICOS MUTAGÉNICOS
EFECTO
5 Bromo-U
(base análoga DNA)
Su forma tautómera empareja con G en vez de A
2 Amino purina
(base análoga DNA)
Acido nitroso Transforma la A y C en otras bases.
Hidroxilamina Añade grupos OH a las bases que emparejan así con otras
Etilmetanosulfonato Añaden grupos etilo a bases que emparejan así con otras
Naranja de acridina Produce adicción o delección de bases al intercalarse entre dos bases.
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ALCAPTONURIA (manchas en los ojos, artrítis, orina negra al contacto con el aire... )
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Efecto de la radiación UVA sobre el DNA (ausencia de enzima corrector en
Xeroderma pigmentosum)
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TALASEMIA MENOR: glóbulos rojos elipsoidales (mutación génica por sustitución de un aminoácido en la hemoglobina)
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ANEMIA FALCIFORME: Glutámico sustituido por valina en posición 6 de las cadenas beta de la hemoglobina
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DEFICIENCIAS O DELECCIONES DUPLICACIONES O REPETICIONES
TRANSLOCACIONES INVERSIONES
A
A B C D E F G H
ABFEDCGH
A
B
B
C
C
D
D
E
E
F
G
GH
H
F
AB
C
ED
GH
F
1 1
2 2
3
4
3
4Entrecruzamiento
Se pierdeRotura
Consisten en la pérdida de un segmento cromosómico de un cromosoma, y por tanto de los genes en él contenidos.
Aparece un segmento cromosómico más de una vez, en el mismo cromosoma o en otro.
Es el cambio de localización de un segmento cromosómico. Puede ser recíproca, con intercambio entre dos cromosomas no homólogos, o no recíproca o transposición, cuando no se produce intercambio.
Tipos de mutaciones cromosómicas
Segmentos cromosómicos que giran 180o, y su secuencia génica queda invertida con respecto a la del resto del cromosoma.
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DELECCIÓN CROMOSÓMICA
Ej. Síndrome del “maullido del gato” por delección en el cromosoma 5
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DELECCIONES EN EL CROMOSOMA Y.
Algunas afectan a los brazos largos que afectan a la región AZF (Azoospermic Factor). Afectan al 11% de varones 46,XY con una azoospermia no obstructiva: desde una completa ausencia de células germinales (Síndrome de Sertoli) hasta la formación de espermatidas maduras.
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“CROMOSOMA X FRÁGIL”:
DELECCIÓN DEL CROMOSOMA X
Varones: Retraso mental variable, hiperactividad en la infancia y autismo. Retraso en el lenguaje, habla reiterativa y voz bronca. Orejas grandes. Cara alargada con mandíbula ancha y hacia adelante. Macrocefalia. Articulaciones hiperextensibles. Prolapso mitral, dilatación aórtica. Macroorquidismo. Epilepsia. Hereditario. Mujeres: Retraso mental leve o inapreciable. Falta de habilidades sociales. Problemas de aprendizaje y conducta. Alteraciones psicopatológicas: depresión, ansiedad, dependencias. Menopausia precoz. Hereditario.
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Cromosoma X normal y frágil. Dominante en hombres, al poseer un sólo X. Menor manifestación en mujeres .1/500 varones y 1/2.500 mujeres
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Individuo normal
Portador de la translocación 14/21
NormalMonosómico
(letal)
Trisomía del 21 (Down)
Portador de la translocación
Consecuencias de las mutaciones cromosómicas:
Síndrome de Down familiar
21
14
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ORIGEN DE LAS DUPLICACIONES CROMOSÓMICAS POR SOBRECRUZAMIENTOS A DISTINTA ALTURA ENTRE HOMÓLOGOS
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Mutaciones genómicas
MONOPLOIDÍA
Afectan al número normal de dotaciones cromosómicas
Afectan al número de alguno de los cromosomas
ALOPOLIPLOIDÍA
Incorporan un juego de otra especie
TRIPOLIDES (3n)
TETRAPLOIDES (4n)
POLIPLOIDES (Xn)
POLIPLOIDÍA
Existe un solo cromosoma de cada par (n).
Contienen más de un juego completo de cromosomas.
EUPLOIDÍAS
SÍNDROME TRIPLO X
Carecen de un cromosoma de una
pareja de homólogos
SÍNDROME DE TURNER
MONOSOMÍAS
Poseen un cromosoma de más
SÍNDROME DE DOWN
En autosomas
CARIOTIPO XYY
SÍNDROME DE KLINEFELTER
En cromosomas sexuales
ANEUPLOIDÍAS
TRISOMÍAS
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Óvulo con dos cromosomas X
XYY XXX XXY
Hombre (Trisomía XYY)
Superhembra (Síndrome triplo X)
Hombre (Síndrome de Klinefelter)
Trisomías en los cromosomas sexuales
Espermatozoide con dos cromosomas Y
Óvulo normal
Espermatozoides normales
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• CARACTERÍSTICAS DEL SÍNDROME DE DOWN.• Cabeza y cara: redondas y pequeñas.• Ojos: tipo oriental con inclinación hacia arriba y hacia afuera, con un pliegue
en el ángulo interno..• Nariz: pequeña y chata con tabique nasal ancho y ligeramente deprimido.• Orejas: pequeñas con contorno doblado. • Piel: con diferentes tonalidades o “aspecto marmóleo”.Exceso de piel en la
nuca.• Tono muscular: disminuido en estado de reposo que hace que la lengua tienda
a salirse.• Extremidades: cortas con manos y pies pequeños y anchos. Dedos cortos y
gruesos. Manos con un pliegue transversal muy marcado en la palma. Dedo meñique corto y no curvado.
• Estatura: menor que la de otros hermanos y en niños menor a la que le correspondería por su edad.
• Peso: Algo de sobrepeso.• Afecciones: Algunos bebés nacen con afecciones cardíacas que podrían
requerir de una intervención quirúrgica. Frecuente el estrabismo, la mala posición dental, la caries y la infertilidad en los hombres.
• Inteligencia: Deficiencia mental aunque el grado de inteligencia varía en cada persona, sobre en los que tienen mosaicismo cromosómico.
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Fig. 5 Huellas palmares comparativas entre un individuo normal y otro con síndrome de Down.(Fuente: Turpin,R.; lejeune,J. 1965. Les chromosomes humaines. Gauthier-Villars)
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Fig. 1 Niña de raza mongola con síndrome de Down. Su facies se distingue de la de un niño normal de la misma raza. (Fuente: McKusix,V.A. 1961. Medical genetics. Pergamon Press)
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SINDROME KLINEFELTER XXY
Los varones que padecen este síndrome tienen la constitución cromosómica XXY. Aparece con una frecuencia de l/700 niños nacidos y parece que aumenta la probabilidad con la edad de los padres. Son estériles porque no tienen esper-matogénesis. Se estima que un 25 por 100 de los varones Klinefelter presentan retraso mental (muchas veces por la falta de atención que han tenido). También pueden darse constituciones cromosómicas XXXY o XXXXY.
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CARIOTIPO XYY
Los individuos afectados son generalmente muy altos y delgados. La mayoría presenta un acné severo durante la adolescencia. Pueden asociar también problemas antisociales o del comportamiento o tener una inteligencia inferior a la media.
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Síndrome XYY.
Este síndrome se ha observado con una frecuencia de 1/1.000 (Chieri y col. 1972 ) dentro de la población general Argentina. En estadísticas mundiales las cifras son semejantes 1 a 4 /1.000 en recién nacidos y 0.84/1.000 en hombres infertiles. El fenotipo de estos individuos presentan la característica casi constante de talla alta. Un 1 a un 2% de ellos exhiben conductas agresivas con tendencia a la criminalidad. El espermograma revela generalmente una azoospermia o una severa oligoospermia si bien hay casos descritos de fertilidad.