La Biología de 2º BachPresenta:

Mutaciones

Mutaciones

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Recuerde que el flujo de información en las células es el siguiente:

ADNReplicacion ARNm ProteinaTranscripción Traducción

Por lo tanto, un cambio en el ADN:1) Pasará a la siguiente generación después de la replicación del ADN y la división celular.2) Producirá un cambio en la estructura o función de una proteína, si el cambio afecta al gen que codifica esa proteína.

Esos cambios del ADN se llaman MUTACIONES.

Mutación : Cambio en la secuencia de bases del ADN.

Tipos de mutaciones(Según la extensión de la mutación)

• Génicas o verdaderas puntuales: afectan a un solo gen

• Cromosómicas: afectan a fragmentos de cromosomas

• Genómicas: afectan al número total de cromosomas

Mutaciones cromosómicas•Delecciones

•Inserciones

•Duplicaciones

•Translocaciones

Mutaciones cromosómicasEjemplo de translocación

Delecciones Síndrome “Cri du chat” Ejemplo de delección

Mutaciones genómicasTrisomía 21 síndrome de Down

•Cromosoma X

–XXX

– XXY

–Sindrome de Klinefelter

–XO

–Sindrome de Turner

No separación de los cromosomas sexuales

Síndrome de Turnermonosomía de los cromosomas sexuales

Síndrome de Klinefelter

Mutaciones génicas o de puntoSe llaman también mutaciones verdaderas

Tipos de mutaciones génicas:•Sustituciones a) Silenciosas b) Cambio de sentido c) Sin sentido• Adiciones y delecciones

Una mutación de punto por sustitución de bases ocurre cuando un solo nucleótido es sustituído por un nucleótido distinto.

A CC TTT

T GG AAAADN Parental

A CC TTT

T GG AAA

A

MutaciónDe punto T GG AAA

A CC TTT

ADN HijoNormal

T CT AAA

A CA TTT

ADNHijoMutante

Replicacion

Sustitucion de un par de bases.

Transcripcion

T GU AAA ARNm mutante

Traduccion

Posiblemente una proteína mutante

Sustituciones:

GC AU GG CA AAA U

Hay tres tipos de mutaciones de punto por sustitución de bases:1. Silenciosas, 2. cambio de sentido y 3. sin sentido

1)Silenciosas: No producen cambios en la proteína codificada.Ocurre usualmente cuando se sustituye el tercer nucleótido de un triplete.(Al ser el código genético degenerado, el cambio de codon que se produce no codificaun nuevo aminoácido)

GC AU GG CA AAA U ARNm Met Stop Lys His Tripeptido

CG TA CC GT TTT A Mutacion SilenciosaA

ARNm MutadoU

Met Stop Lys His Tripeptido

El codon CAU codon codifica también la His,Así que el tripéptido no cambia.

CG TA CC GT TTT A Gen original

Tipos de mutaciones de punto

2)Mutación cambio de sentido: Este tipo de mutación ocurre cuando se sustituye un nucleótido. El codon modificado codifica un aminoácido distinto. Suele dar lugar a un cambio de actividad de la proteína resultante, lo que puede ser beneficioso o perjudicial.

GC AU GG CA AAA U ARNm Met Stop Lys His Tripeptido

GC AU GG CA AAA U

CG TA CC GT TTT A Mutacion G

C ARNm Mutado Stop Thr Met His

El codon AAC codifica la Asn, por lo que hay un cambio de aminoácido en el tripeptido resultante.

Tripeptido cambiadoAsn

CG TA CC GT TTT A Gen original

Fig. 11.2

Glóbulos rojos normales Glóbulos rojos anormales

Agregación de las moléculas de hemoglobina

Las moléculas de hemoglobina no se agregan

ADN mutado

3)Mutación sin sentido:Una mutación sin sentido es aquella en que la sustitución de un nucleótido da lugar a un codon que no codifica ningún aa, elCodon resultante es la señal de STOP de la traducción.La proteína resultante es mas corta de lo normal y probablemente pierda la función que debería realizar.

GC AU GG CA AAA U ARNm Met Stop Lys His Tripeptido

GC AU GG CA AAA U

CG TA CC GT TTT A Mut. Sin sentidoA

U ARNm mutado Stop Thr Met His

El codon UAG significa fin de la traducción, por lo que la Proteína termina prematuramente, queda incompleta.

Met Stop Triplete sin sentido

CG TA CC GT TTT A Gen original

Otro tipo de mutación génica son las adiciones y delecciones.Adiciones: Se inserta un nucleótido nuevo en el ADN.Delecciones: se pierde un nucleótido del ADN.Estos cambios alteran totalmente la secuencia de nucleótidos y los codones del ARNm que se transcriba, el resultado es una proteína con una secuencia de aminoácidos totalmente distinta a partir de el lugar de mutación, por lo que no será funcional.

GC AU GG CA AAA U ARNm Met Stop Lys His Tripeptido

CG TA CC GT TTT A Gen original

A CT C CG TC GT TT A Mutacion

U GA G GC AG CA AA U ARNm mutado Met Péptido

cambiadoGlu Ala Leu

La inserción de una C causa un cambio en todos los tripletes a partir de la inserción. Resultará un péptido totalmente distinto.

Si tenemos en cuenta las causas las mutaciones serán:Mutaciones espontáneas: ocurren por errores en la replicación, errores en la reparación o por la recombinación génica. Cambia la disposición de los genes.Mutaciones inducidas: resultan de la acción de agentes físicos o químicos que se conocen como mutágenos.

Mutaciones espontáneas. Errores sin agentes mutágenos:

Mutagenos: agentes físicos o químicos que causan mutaciones

Mutágenos físicos: temperatura >37º, Luz Ultravioleta, radiaciones ionizantes (rayos X), radiaciones corpusculares (partículas y ).Mutágenos químicos: Ácido Nitroso, benzopirenos, agentes alquilantes (gas mostaza).Mutágenos biológicos: virus

Tipos de mutaciones según sus causas

Este ácido afecta a la complementariedad de bases. El ácido modifica la base Adenina haciendo que se comporte como una Guanina, por lo que se apareará con la Citosina en vez de la Timina.

ADN Parental NormalA CC TAG

T GG ATC

A CC TAG

T GG ATC

ADN parental alterado

Ácido nitroso A CC TAG

T GG ATC

ADNhijo Normal

A CC CAG

T GG ATC

ADNHijoAlterado

Replicacion

¿cuál será la consecuencia cuando seTranscriba el ADN alterado?

?

Efectos del Ácido nitroso

A CC CAG

T GG GTC

ADNNietomutado

A CC CAG

T GG ATC

ADNNietomutado

ReplicaciónA CC CAG

T GG ATC

La Adenina continúa alterada (forma Imino), se aparea con Citosina, en la otra hebra la Citosina se apareará con la Guanina, dandolugar a una sustitución de par de bases.

Sustitución de un par de bases

ADN hijo mutado

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A CA CCG

T GT AGC

Efecto de los UltraVioleta: los UV inducen la formación de enlacescovalentes entre dos nucleótidos adyacentes de Timina, que forman un dímero de Timina. La hebra de abomba y alteran el normalApareamiento de bases impidiendo la replicación o la transcripción normales.

A CA CCG

GAGC TT TT

Puede repararse este error. Hay enzimas que cortan el ADN en dosPuntos y quitan la porción dañada de ADN. La ADN polimerasaResintetiza un nuevo segmento de ADN usando la hebra intacta como molde. La ADN ligasa une los fragmentos nuevo y viejo.

A CA CCG

GAC

Dímero de Timina = ADN Mutante

A CA CCG

GAGC TT TTLa enzima corta y quita lo dañado

GTT TT

T T G

ADN ligasa une las hebras

• La probabilidad de que un gen mute es como media de 10-9.

La presencia de mutágenos hace aumentar la tasa de mutación entre 10-5 a 10-3. Esto significa que, en presencia de un mutágeno, ocurrirá una mutación en uno de cada 100.000 a 1000 genes.

• Las mutaciones son sucesos aleatorios que no podemos prever.Sin embargo los Genes mutan espontáneamente con una frecuenciacaracterística, por lo que es posible asignar una probabilidad a la ocurrencia de mutaciones.

Tasa de mutación

• Todos los genes no tienen la misma tasa de mutación. Hay genes muy estables y otros que presentan tasas de mutación muy altas.

La probabilidad de que un gen mute es lo que se llama tasa de mutación.

Consecuencias de las mutaciones