Les mutacions

Les mutacions són alteracions a l'atzar del material genètic.

En general solen ser recessives i queden amagades.

Poden comportar un aspecte positiu ja que aporten variabilitat a la població.

Les mutacions es poden donar en cèl·lules somàtiques (mutacions somàtiques), tret que les converteixin en cèl·lules carcinògenes, no tenen gaire importància.

En cèl·lules reproductores (mutacions germinals) són transcendentals, ja que totes les cèl·lules del nou organisme tindran la mateixa informació que la cèl·lula zigot.

Les mutacions poden aparèixer espontàniament (mutacions naturals) o poden ser provocades artificialment (mutacions induïdes) per mitjà de radiacions i determinades substàncies químiques, que s'anomenen agents mutàgens.

Segons l'extensió del material genètic afectat, es

distingeixen tres tipus de mutacions:

· Mutacions gèniques: alteracions de la seqüència de nucleòtids d'un gen (puntuals)

· Mutacions cromosòmiques: alteracions de la seqüència de gens d'un cromosoma

· Mutacions genòmiques: alteracions del nombre de cromosomes

Les mutacions gèniques

Concepte i classificació

Les mutacions gèniques són alteracions de la seqüència de nucleòtids d'un gen. Per això, també se les denomina puntuals.

Hi ha varis tipus en funció de l’alteració:

Mutacions per substitució de bases.

•Són canvis d'una base per una altra. •Constitueixen el 20 % de les mutacions gèniques espontànies.•Com que hi ha dos tipus de bases, les púriques (A i G) i les pirimídiques (T i C), es distingeixen dos tipus de substitucions de bases:

Transicions. Substitucions d'una purina per una altra, o d'una pirimidina per una altra. Transversions. Substitucions d'una purina per una pirimidina, o a l'inrevés.

CONSECUENCIA DE LA SUSTITUCIÓN:

Cambio de una base por otraPueden tener varios efectos:

· Silenciosa: Apesar de cambiar una base no hay cambio en los genes

➔Secuencias estructurales ➔Triplete codifica para el mismo aminoácido ➔Misma secuencia de reconocimiento m - Proteína más larga, generalmente no funcional.

· Cambio de un aminoácido al modificarse un codón en el ARNm

➔Conservadora : Aminoácido cambiado es similar al original. No hay diferencias importantes en la proteína. Mutaciones neutras

➔No conservadora : Aminoácido cambiado tiene efectos importantes sobre la proteína

- Cambio en su estructura tridimensional- Cambios en centros catalíticos, reguladores ....

Modificación de principio o fin o reconocimiento y regulación

Efectos muy importantes sobre la proteína

- Iniciacion de ARN pol : No se forma ARN mensajero

- Bases que afectan al codon de iniciación en ARNm - No se forma la proteína

- Bases que afectan al codon de terminación en el ARN

- Bases que afectan a centros reguladores - Cambios en la regulación de la expresión del gen; más o menos proteína, no inhibición por mecanismos de regulacion ....

Sin sentidoCualquier tipo de mutación génica que de lugar a un triplete de fin, produciendo una proteína más corta o lo elimina produciendo una proteína más larga

Mutacions per pèrdua o inserció de nucleòtids. Aquestes mutacions s'anomenen

delecions o addicions, respectivament.

Adición o InserciónIntroducción de una base en un ADN

- Produce cambios importantes al arterarse toda la secuencia de lectura del ARNm

DelecciónEliminación de una base

- Produce cambios importantes al arterarse toda la secuencia de lectura del ARNm

Las tasas de mutación en el ADN aumentan si: ADN polimerasa modificada con más propensión a errores

Enzimas de la reparación del ADN modificadas

Agentes mutágenos en el ambiente

Agentes mutágenosProcesos químicos o físicos que aumentan la tasa de mutación

•Radiaciones ionizantes •Electromagnéticas de onda corta: UV, Rayos X y Gamma

•Partículas con gran energía electrones, neutrones y partículas alfa

•Sustancias químicas muy variadas. Reaccionan con nucleótidos o los emulan

•Algunos virus

Les mutacions cromosòmiquesSón les mutacions que provoquen canvis en l'estructura interna dels cromosomes. Se'n distingeixen els tipus següents:

Deleció. És la pèrdua d'un fragment del cromosoma. Si el fragment conté una gran quantitat de gens, la Deleció pot tenir conseqüències patològiques o fins i tot letals. Ex. Una deleció en el cromosoma 5 d’Homo sapiens provoca el síndrome de cri du chat, on els nins afectats emeten renous similars al miular d’un moix, presenten microcefàlia i retard mental agut i, generalment, no arriben a adults.

"Le cri du chat" (grito de gato) mutación cromosómica estructural: En la especie humana, una deleción particular en el cromosoma 5 provoca el síndrome que se caracteriza por microcefalia, retraso mental profundo y detención del crecimiento.

Duplicació. És la repetició d'un segment d'un cromosoma. Les duplicacions permeten augmentar el material genètic i, gràcies a mutacions posteriors, poden determinar l'aparició de nous gens durant el procés evolutiu.

Inversió. És el canvi de sentit d'un fragment en el cromosoma. Si en el segment invertit es troba inclòs el centròmer, s'anomena inversió pericèntrica, i si no, inversió paracèntrica.

Translocació. És el canvi de posició d'un segment d'un cromosoma.

•Quan es produeix per intercanvi de segments entre dos cromosomes no homòlegs, que és el més freqüent, s'anomena translocació recíproca.

•Quan tan sols hi ha translocació d'un segment a un altre lloc del mateix cromosoma o d'altres cromosomes, sense reciprocitat, s'anomena transposició.

Les mutacions genòmiquesSón les alteracions en el nombre de cromosomes propi d'un espècie. Tipus:

• Aneuploïdia. És l'alteració en el nombre normal d'exemplars d'un o més parelles d’homolegs, sense arribar a afectar el joc complet.

Varias clases de aneuploidías:

a) nulisomía: falta de un par de homólogos.b) monosomía: falta de uno de los dos homólogos. Síndrome de Turnerc) trisomía: hay tres homólogos. Síndrome de Downd) tetrasomía: hay cuatro homólogos.e) polisomía: cinco o más homólogos.

-Pueden producirse tanto en heterocromosomas como en autosomas.

-La causa más frecuente de las aneuploidías es la no disyunción de los cromosomas en la meiosis, ya sea en la primera o en la segunda división, originándose gametos con un exceso o un defecto de cromosomas.

• Euploïdia. És l'alteració en el nombre normal de dotacions haploides (jocs de cromosomes) d'un individu.

La monoploïdia o haploïdia és l'existència d'una sola dotació cromosòmica, és a dir, un sol exemplar de cada tipus de cromosoma.

La poliploïdia és l'existència de més de dos exemplars de cada tipus de cromosomes o, dit d'una altra manera, de més de dos jocs complets de cromosomes.

Poden ser triploïdes, tetraploïdes, etc.

Són freqüents en alguns plantes i rares en els animals. Les formes poliploides tenen fulles i fruits més grans, per la qual cosa resulten interessants per a la producció agrícola.

MalaltiaTipus de mutació

genòmicaQuadre clínic

Alteracions en els autosome

s

Síndrome de

DownTrisomía 21

Retard mental, ulls obliquus, pell rugosa, creixement

retardat

Síndrome de

EdwarsTrisomía 18

Anomalies en la forma del cap, boca petita, mentón huido, lesions cardíaques

Síndrome de

Patau

Trisomía 13 ó 15

Llavi lepori, lesions cardíaques, polidactilia

Alteracions en els heterocromosomes

Síndrome de

Klinefelter

44 autosomas + XXY

Escas desenvolupament de les gònades, aspecte eunocoide

Síndrome del

duplo Y

44 autosomas + XYY

Elevada estatura, personalitat infantil, baix coeficient

intel·lectual, tendència a la agressivitat i al comportament

antisocial

Síndrome de

Turner

44 autosomas + X

Aspecte home, atrofia d’ovaris, enanisme

Síndrome de

Triple X

44 autosomas + XXX

Infantilisme i escàs desenvolupament de

mamelles i genitals externs

Els agents mutàgensSón els factors que augmenten sensiblement la freqüència normal de mutació. Poden ser:

• Les radiacions mutàgenes. Se'n poden distingir dos

tipus, segons els efectes que causen: les radiacions no ionitzants i les radiacions ionitzants.

o Les radiacions no ionitzants. Són els raigs ultraviolats ( UV ).

Provoquen l'ascensió d'alguns electrons a graus de més energia, i això afavoreix la formació d'enllaços covalents entre dues pirimidines contigües i l'aparició de formes tautomèriques, que donen lloc a mutacions gèniques del tipus transicions.

oo Les radiacions ionitzants. Són radiacions electromagnètiques de la longitud d'ona inferior als UV, com els raigs X i els raigs γ (gamma), i les emissions de partícules com les radiacions α (alfa) i β (beta) pròpies de les explosions nuclears.

Són radiacions molt més energètiques que els UV.

Provoquen la pèrdua d'electrons en alguns àtoms de l'ADN que queden en forma d'ions molt reactius.

També poden provocar formes tautomèriques, arribar a trencar els anells de les bases nitrogenades, i fins i tot trencar els enllaços fosfodiester amb la ruptura consegüent de l'ADN i, per tant, dels cromosomes.

• Les substàncies químiques mutàgenes. Són substàncies que reaccionen amb l'ADN i provoquen bàsicament tres tipus d'alteracions:

o Les modificacions de les bases nitrogenades. Per exemple, l'àcid nitrós, la hidroxilamina, i l'etilmetansulfonat i el gas mostassa.

o La substitució d'un base per a una altra d'anàloga.

o La intercalació de molècules. Es tracta de molècules similars a un parell de bases enllaçades, com ara l'acridina o la proflavina, capaces d'introduir-se entre els parells de bases amuntegades de l'ADN.

• Uns altres factors mutàgens són els genètics. Hi ha gens mutadors que tendeixen a augmentar la freqüència de mutació d'altres gens.

CONSECUENCIAS DE LAS MUTACIONES

-En resumen, las mutaciones son la base de:

a)el origen y la evolución de las especies (selección natural).

b)son la primera fuente de variabilidad genética.

c)la aparición de enfermedades hereditarias.

Hipotiroidismo congénito.Hiperplasia Suprarenal congénita.Hiperfanilalaninemias o Fenilcetonuria.Hemoglobinopatías congénitas.