Investigación sobre mutaciones genéticas

Mutaciones genéticas a nivel de DNA

Una mutación genética es una alteración azarosa que afecta directamente al material genético del ser humano. La mayoría afecta negativamente, solo pocas son consideradas favorables. La mutación puede llevarse a cabo en células somáticas o células sexuales, más grave es que se lleve a cabo en las células sexuales. Esto se debe a que, al poseer el material hereditario variable, se transmitirá en los descendientes del ser. Se va a especificar en las mutaciones al nivel del ADN, que a diferencia de las mutaciones cromosómicas, estas afectan a uno o varios nucleótidos, en sí, los codones (tripletes de bases nitrogenadas). La incidencia de cada mutación depende del tipo de esta misma, organismo, y región génica.

Estas mutaciones a nivel del DNA son causadas por errores en la traducción o transcripción, proceso encargado de la réplica de los ácidos nucleicos celulares, el ADN Hay un 7-8% de incidencia de defectos congénitos humanos causados por genes mutantes. La tasa de mutación varía dependiendo de la exposición a factores teratógenos. Los errores pueden ser de dos tipos, transversiones y transiciones.

Transiciones: Es cuando una base nitrogenada purina es reemplazada por otra purina (Adenina y Guanina)[1]

Transversiones: Se sustituye una purina (Adenina o guanina) con una pirimidina (Timina y citosina)

Aproximadamente el 80% de los casos de mutación por genes se lleva a cabo por delación o adición de pares de bases. Al momento que se lee una mala orden causada por un gen mutante, se desencadena un efecto domino, haciendo que las proteínas sintetizadas a partir de esa mutación, sigan cometiendo el mismo error por todo el genoma restante. La tasa de mutación por genoma humano es de 2.5x10 ^-8

Inserciones o adiciones y deleciones de nucleótidos: Se refiere a tener nucleótidos de mas, o un tipo de nucleótido menos.

Duplicación: Repetición de un nucleótido dentro del mismo fragmento de ADN

Inversiones: Giro de 180 grados de un nucleótido, haciendo que se invierta totalmente

Transposición: Un gen que debería estar en un lugar en específico, está en un lugar equivocado.[2]

Tipo de mutación genética 3	Resultado y ejemplos
En el ADN
Transiciones	Pu→Pu o Pi→Pi: AT→GC, GC→AT, CG→TA y TA→CG
Transversiones	Pu→Pi o Pi→Pu: AT→CG, AT→TA, GC→TA, GC→CG, TA→GC, TA→AT, CG→AT y CG→GC
En la proteína
Mutación silenciosa	Tripletes que codifican para el mismo aminoácido: AAG(arg)→CGG(arg)
Mutación neutra	Tripletes que codifican para aminoácidos equivalentes distintos. AAA(lys)→AGA(arg). Ambos son aminoácidos básicos
Mutación cambio de sentido	Aparece un nuevo triplete que codifica para un aminoácido de distinto tipo. La proteína pierde su función.
Mutación sin sentido	Aparece un triplete de terminación o FIN: CAG(gln)→UAG(FIN)
Mutación cambio de fase o pauta de lectura	Adición o deleción de un único par de nucleótidos o de varios pares de nucleótidos, siempre que no sean múltiplo de tres.

^{1er grafico, fuentes abajo}

Causas de mutaciones producidas de forma natural

·         Errores de replicación

·         Daños fortuitos en el ADN

·         Elementos genéticos transponibles[3]

Errores en la replicación

·         Tautomería: Las bases nitrogenadas adaptan su forma enólica constantemente, y se aparean de forma diferente, esto causara a final de cuentas transiciones

·         Mutaciones de cambio de fase: Sucede en inserciones o deleciones de regiones donde las secuencias de bases son repetitivas, por ejemplo “TTTTTTTTT” o “TATATATATATA”, acabara produciendo el apareamiento erróneo deslizado, cuando afecta a la hélice nueva causa una adición, mientras que cuando afecta a la molde, causa delación.

·         Deleciones y duplicaciones grandes: Como dice el nombre, estos son deleciones y duplicaciones de grandes zonas, que también suelen tener afinidad a llevarse a cabo en secciones repetitivas, según ciertos autores, sigue el mismo proceso de “apareamiento erróneo deslizado” .

Lesiones fortuitas en el ADN

El ADN está siendo constantemente dañado y reemplazado por los mecanismos de corrección de errores. Aquí entra en acción la Despurinizacion y la desaminacion

·         Despurinizacion: Reacción espontanea que realiza reacciones en las cuales se van a perder purinas.

·         Desanimación: Principalmente una reacción que desnaturaliza a una base nitrogenada. Lo más común, es que transforme una citosina en uracilo.[4]

Elementos genéticos transponibles

Los elementos genéticos transponibles, son segmentos de ADN con la capacidad de reubicarse en el genoma del organismo. Esta acción, a su vez, causa perdida de bases y delecion. Puede causar que la función de un gen no se exprese, y que genere una mutación.

[5]

Enfermedades más comunes

Acondroplastia: Causado por una mutación con transición G a A en el nucleótido 1138 del ADNc del gen del factor de crecimiento fibroblástico 3

Distrofia miotónica: Causado por deficiencia en  el gen DMPK del cromosoma 9 (DM1) y por el gen ZNF9 del cromosoma 3, es considerada enfermedad por expansión de trinucleótidos.

Enfermedad de angelman: Enfermedad con defectos en el desarrollo, poca capacidad lingüística o ninguna, y capacidad motora torpe. Tiene incidencia de un caso a 15000 cada 30000 nacimientos. El error se lleva a cabo en el locus 15q11-q13.

Enfermedad de canavan: Trastorno hereditario que afecta directamente al metabolismo del ácido aspártico, que se encarga de reabsorber la materia blanca del cerebro. Sucede por un defecto en el gen ASPA que se encarga de crear la aspartoacilasa, es común en personas de descendencia judía, ocurre 1 de cada 30000 nacimientos.

Fibrosis quística: Producción de moco espeso principalmente en los pulmones, es autosómica recesiva. Sucede por un fallo en el gen CFTR, que se encarga de regular los niveles de calcio que entra por la membrana. Es muy común en la raza caucásica, sucede 1 de cada 5000 nacimientos. Se dice que 1 de cada 25 personas europeas, poseen aunque sea un alelo de la enfermedad.[6]

Fenilcetonuria: Enfermedad muy conocida y frecuentada, sucede 1 de cada 10000 nacimientos. Se debe a la falta de la enzima Fenilalanina hidroxilasa, enzima encargada de digerir el aminoácido fenilalanina. Afecta principalmente a los niños, si no se trata a tiempo, el paciente podría sufrir retraso mental. ⁶

Neurofibromastosis: Enfermedad hereditaria, caracterizada por los tumores creados en el tejido nervioso. Hay dos tipos, la NF1 y la NF2, la NF1 es causada por una deficiencia en el gen que va a codificar una proteína llamada neurofibrina. La NF2 ⁷

Conclusiones

Una mutación genética es una alteración, llámese adición, modificación, o disminución de material genético, ya sean genes enteros, grupos de codones, codones, o simplemente una base nitrogenada. Al nivel de bases nitrogenadas, puede haber dos causas de estos defectos, transiciones y transversiones. Una transición es cuando se cambia de lugar una purina con otra purina, o pirimidina con otra pirimidina. Una transverción es cuando una purina cambia con una pirimidina. Al nivel de genes o grupos de codones, pueden suceder errores en la replicación, como por ejemplo una tautomería, cambio de fase, o deleciones y duplicaciones grandes.

Estas alteraciones pueden desenvolver repercusiones que pueden pasar desapercibidas (genotipo) o pueden ser notorias a simple vista (fenotipo). De las más conocidas, tenemos la fenilcetonuria (carencia de enzima fenilalanina hidroxilasa), la fibrosis quística (fallo del gen CFTR y produce sustancia espesa en los pulmones), acondroplasia (mutación con transición G a A en el nucleótido 1138 del ADNc del gen del factor de crecimiento fibroblástico 3), y la enfermedad de angelman (error en el locus 15q11-q13, fallos en el desarrollo, poca capacidad motora y mala capacidad lingüística). Estas enfermedades poseen números de incidencia relativamente altos, posicionándolos en un puesto más alto en las categorías de enfermedades congénitas, actualmente se trabaja mucho en tratamientos a nivel génico para estas enfermedades.

    

Bibliografía

Bruce Alberts, D. B. (2006). Introducción a la Biologia celular. Ed. Médica Panamericana.

Cristina Santa, M. L. (s.f.). http://bioinformatica.uab.es/. Obtenido de http://bioinformatica.uab.es/genomica/swf/mutacion.htm

Haldeman-Englert, C. (11 de 9 de 2014). medicineplus.com. Obtenido de http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000847.htm

Keith L. Moore, T. P. (2013). Embriología Clínica. Ontario: Elsevier.

Pendiente de migración. (s.f.). Obtenido de http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm

Sánchez, A. J. (1982). Genética molecular bacteriana. Reverte.

Solari, A. J. (2004). Genética humana: fundamentos y aplicaciones en medicina. Ed. Médica Panamericana.

Eduardo Aragundi.

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