¡Descarga Problemes primer parical y más Ejercicios en PDF de Genética solo en Docsity!
PROBLEMES I QÜESTIONS DE MUTAGÈNESI
(UAB, Curs 2017-18)
1.- Una mostra d’un cultiu de bacteris d’ E. coli que mai havia estat en contacte amb l’antibiòtic tetraciclina, se sembra en un medi sense tetraciclina sobre una placa de cultiu. Al poc temps, s’observa l’ aparició de múltiples colònies bacterianes sobre el medi de la placa de cultiu, derivades cada una d’elles d’un sol bacteri. Mitjançant un bastonet estèril, s’agafa una mostra d’una colònia de la placa de cultiu original i es trasllada a la regió número 1 d’altres tres plaques de cultiu que contenen tetraciclina, i que estan dividides en regions de forma quadrada. Aquest procés es repeteix amb totes les colònies de la placa original obtenint-ne el resultat indicat en el següent esquema:
Donen suport aquests resultats al caràcter preadaptatiu de la mutació?
En general el hecho de que sea E.coli u otra bacteria no es importante, sino que es importante el hecho de que es una bacteria. Tampoco importa el tipo de antibiótico. Preadaptativo: la mutación ha surgido de manera aleatoria o espontánea y la presencia del agente es lo que hace que se manifieste. Adaptativo sería en respuesta a la presencia del antibiótico. Diapo: si las colonias que observamos corresponden a las mismas posiciones, esto es una indicación evidente de que el agente selectivo(tetraciclina) lo que ha hecho es poner de manifiesto las mutaciones que ya existían previamente. Por tanto, sí podemos hablar del carácter preadaptativo, pero no podemos afirmar de ninguna manera que las mutaciones de resistencia a la tetraciclina hayan sido consecuencia de la exposición al antibiótico.
2.- Com s’utilitza la tècnica de selecció amb penicil·lina per aïllar soques de bacteris doble mutants? Dobles mutantes: llevan mutaciones para dos genes, sean los que sean. Técnica de selección con penicilina: poner el antibiótico en una cepa de bacterias. Las bacterias en un medio completo (no medio mínimo) se podrán dividir. Lo que impide el antibiótico es la formación de enlaces polipéptidos, el enlace entre péptidos, de tal forma que está célula ya no se puede dividir. Diapo: la penicilina es un antibiótico que solamente mata las bacterias en crecimiento. Inhibe la síntesis de la pared celular interfiriendo con la reacción de transpeptidación. Si añadimos penicilina a una población bacteriana que le falta un nutriente, entonces las células normales (al querer dividirse, morirán); en cambio, las mutantes no, ya que, al no disponer de nutrientes, no se pueden dividir. Al utilizar medios diferentes, podemos aislar socas de bacterias dobles mutantes, incapaces de sintetizar aminoácidos.
3.- Els termes genotoxicitat i mutagenicitat a vegades s’empren indistintament, però en realitat no són sinònims. Expliqueu quina és la diferència?
Agente genotóxico: tóxico que hace un daño en el DNA.
Agente mutagénico: ha habido un cambio genético o en el DNA que se ha fijado, de tal forma que es transmisible o heredable. Este cambio teóricamente es una consecuencia de la acción genotóxica.
¿Entonces por qué no consideramos que genotóxico y mutagénico es igual? En el caso de los genotóxicos, el daño que se produce puede ser reparado, mediante mecanismos de reparación, que en realidad se consideran mecanismos de reversión, por lo que si se da este proceso es siempre libre de error. En cambio, la reparación siempre tiene unos márgenes de equivocarse, ya que ha de volver a sintetizar el DNA, esto sí puede dar lugar a errores, mientras que como en la reversión, no es necesaria la síntesis de DNA, este daño primario puede ser revertido y reparado, por lo que si es revertido y reparado, no se llega a convertir en mutación. Los agentes mutagénicos son consecuencia de agentes genotóxicos, pero no todos los agentes genotóxicos dan lugar a mutagénicos.
Placa de cultiu amb tetraciclinaPlaca de cultiu original sense tetraciclina
Mitógenos: favorecen la división celular (mayor tasa de proliferación celular). No podemos decir que sea un mutágeno, pero como incrementa el número de divisiones, esto puede incrementar el número de mutaciones, de tal forma que hay relación entre mutagénesis y mitogenesis. No son conceptos sinónimos pero están ligados.
Carcinogénesis: hacen referencia literal al proceso por el cual se produce el cáncer. Es el proceso por el cual una célula normal se convierte en una célula cancerosa. Se caracteriza por la progresión de varios cambios celulares a nivel del material genético que finalmente desemboca en la reprogramación de la célula provocando que se reproduzca de manera descontrolada, formando una masa maligna. Las células cancerígenas se dividen mucho más rápido que las normales, de tal forma que como proliferan mucho más, hay más probabilidades de generar más mutaciones.
La genotoxicidad es un término de que hace referencia al daño genético. En cambio, la mutagénesis implica que, como una consecuencia de este daño, se ha fijado un cambio (mutación) transmisible (heredable), a nivel germinal o a nivel somático. Una parte importante de los efectos genotóxicos o del daño genético primario puede ser revertida o reparada y, por tanto, no se convierte en cambios mutacionales.
4.- A nivell de DNA, quins són els canvis associats a les mutacions gèniques? Quins considereu que són els més freqüents?
A nivel de DNA, los cambios asociados a las mutaciones génicas son:
**- las sustituciones de bases (transiciones y transversiones).
- las inserciones y delecciones.
- las expansiones de repeticiones de nucleótidos. Podemos decir que los cambios más frecuenctes corresponden a las transiciones.**
La C se aparea con tres puentes de hidrógeno con la G, y la A con la T por dos puentes de hidrógeno. Si la sustitución que se hace es entre bases del mismo tipo, esto es una transición y esto no altera la molécula, pero se hacen cambios de tipo transversión, como las moléculas no son equivalentes, estas alteraciones son mas fáciles de que sean reconocidas, entonces serán más fácilmente reparables las transversiones mediante mecansimos de repación que las detectan. Esto son cambios cualtitativos, es decir, ni ganas ni pierdes bases. En el caso de las inserciones o delecciones si que son cambios cuantitativos.
5.- Un codó que codifica l’aminoàcid Gly sofreix una substitució d’una base que genera una mutació d’acabament. D’acord amb el codi genètic, aquesta mutació és una transició o una transversió? En quina posició del codó es produeix la mutació?
Hay 5 codondes para la glicina: GGU, GCC, GGA, GGG
Codones stop: UAA, UAG, UGA.
Se trata de una transversion (cambio de bases de diferente tipo) que afecta a la 1ª
posición: GGA → UGA
6.- La 2-aminopurina (2-AP) és un anàleg de l’adenina i pot substituir-la. La 2- AP ocasionalment pot canviar a la seva forma tautomèrica imino, convertint- se en 2-iminopurina (2-IP) que forma ponts d’hidrogen amb la citosina. Feu un esquema que il·lustri l’efecte de la 2-AP com a agent mutagènic, indicant quin tipus de mutació o mutacions es poden produir.
2-aminopurina: análogo de la adenina, de tal forma que este análogo se puede incorporar sin problema al DNA.
La 2-AP puede sustituir a la A durante la replicación.
2-AP se aparea con T (al igual que la A), pero su forma tautomérica 2-AP* (2-IP) se aparea con C.
9.- Si un DNA incorpora uracil, què és el més probable que passi? Comenteu com es pot eliminar i, en cas de que hi romangui, quines conseqüències tindria en la següent replicació?
Es posible encontrar U en el DNA? Es perfectamente posible encontrar U al DNA, como consecuencia de modificaciones químicas de bases. Si le quitas un metilo a la C, tienes un U.
Enzima que puede eliminar uracilos en el DNA→ uracil glicosilasa. Esta lo que hace es quitar el uracilo del DNA. Es un mecanismo muy específico, porque la enzima solamente reconoce única y exclusivamente la presencia de uracilos.
Ahora en la cadena donde se encontraban en los uracilos quedan huecos. Esto es negativo?--> lo que hará es poner la pareja complementaria en la otra cadena. La otra cadena tendrá una base que le permitirá poner la base convencional. Esto es una posibilidad.
Ahora imaginemos que en este DNA hay muchos uracilos, y las enzimas están saturadas (la acción enzimática es insuficiente). Que otra estrategia se puede dar? → cortar sirve para todo, pero es poco especifico. Cuando se corta a nivel de bases (corto nucleótidos) es porque en aquella cadena hay una distorsión importante. Un cambio de bases difícilmente será reparado. Cuando hay una duplicación, dímero, etc; entonces sí que se reparara, pero ahora tendré un hueco que se tendrá que arreglar. El corte se da solamente en una sola cadena.
Lo más probable es que sea eliminado mediante la acción de glucosilasas especificas.
Se crea un lugar apirimidínico, que puede ser reparado adecuadamente.
Si el U se mantiene y el DNA se replica , se aparea con la A.
Si el U se ha producido por desaminación de la C, entonces se produce una transición G-C → T-A.
10.- Per als mutàgens àcid nitrós i hidroxilamina, descriviu la sèrie de passos pels quals la següent seqüència podria aparèixer mutada després de dues rondes de replicació: C-A-T-T-G G-T-A-A-C
L’àcid nitrós desamina la citosina i la converteix en uracil ja que li treu el gruo amino. Els uracils normalment són eliminats per glucosilases però si això no passa i té lloc la replicació, l’uracil s’aparellarà amb adenina i hi haurà una transició CGTA.
La hidroxilamina afegeix un grup OH a la citosina i la converteix en hidroxilaminacitosina, la forma tautomèrica de la qual s’aparella amb l’adenina, generant la transició CGTA.
La hidroxilaminacitosina es pot trobar en una forma molt estable o no. Si es troba en forma tautomèrica, és quan s’incorpora l’adenina i per tant provoca la transició.
Com a conseqüència final podem tenir el mateix canvi mutagènic però les causes poden ser diferents.
11.- Quin és l'efecte més important de les desaminacions, a nivell mutagènic? 12.- Una de las lesions espontànies que de forma natural poden causar mutacions és la despurinització. Què implica aquest fet iquines conseqüències te?
L’efecte mutagènic més important de les desaminacions consisteix en la inducció de transicions. No significa que no hi hagi altres efectes però aquest és el més important o predominant, el que té més conseqüències.
La desaminació de la citosina està explicada en l’exercici anterior.
Si es produeix desaminació de l’adenina, es forma hipoxantina (HX), la qual s’aparella amb citosina i per tant provoca una transició TA CG.
Si es desamina la guanina, es transforma en xantina (X), que d’entrada no ha de tenir tantes conseqüències mutagèniques perquè normalment s’aparella amb la base normal però quan està en forma tautomèrica s’aparella amb la timina donant lloc a la transició CGTA.
En el cas de la timina, no podem actuar sobre el seu grup amino perquè no en té, no es pot desaminar i per tant es desaminacions no l’afecten.
12.- Una de las lesions espontànies que de forma natural poden causar mutacions és la despurinització. Què implica aquestfet i quines conseqüències te?
La despurinització és la pèrdua d’una base purínica d’un nucleòtid. Es produeix quan es trenca l’enllaç covalent que uneix la purina amb l’àtom de carboni 1’ de la desoxiribosa, i es produeix un lloc apurinic. Un lloc apurinic no pot fer de motlle durant la replicació. Si la cèl•lula no replica, no es divideix i per tant mor.
Quan, pel que sigui, es perd una purina, en aquella posició es perd la base però es manté la desoxiribosa i es manté l’enllaç, pel que l’afectació sobre la molècula no seria massa greu.
Si un DNA s’ha de replicar i en la cadena motlle hi ha llocs apurínics, la cadena motlle no pot replicar.
Davant d’un lloc apurínic s’incorpora un nucleòtid incorrecte (normalment adenina). Aquest error pot ser reparat a la següent ronda de replicació.
Si aquesta lesió és reparada, no hi ha problemes replicatius, però sinó, la replicació s’aturaria quan arribés a un lloc apurínic en cas de no poder introduir una base random.
La despurinització és una causa freqüent de mutació espontània. Una cèl•lula de mamífer perd unes 10.000 purines al dia per cèl•lula. Són moltes, però tenint en compte la gran quantitat de purines que té el DNA, el nombre tampoc és tant tant gran.
13.- Un gen codifica una proteïna amb la següent seqüència d’aminoàcids: Met-Trp-His-Arg-Ala-Ser-Phe Es produeix una mutació en el gen i la proteïna resultant posseeix la seqüència Met-Trp-His-Ser-Ala-Ser-Phe Una mutació supressora intragènica restaura la seqüència original. Descriviu al menys un exemple de canvis de bases que podrien haver produït la mutació original i la supressora.
Hem notat un canvi d’aminoàcid, una arginina per una serina.
Una mutació supressora pot ser intergènica o intragènica. Aquest cas és intragènica, però no
restaura la seqüència gènica sinó que fa que es restauri la seqüència inicial de la proteïna
encara que a nivell gènic hi hagi errors, és a dir, retorna el fenotip salvatge.
Hi ha aminoàcids que triplets que codifiquen pels mateixos aminoàcids. Quatre dels 6 codons
per Arg podrien haver mutat per una substitució d’una sola base per produir un codó de Ser.
Però únicament dos dels codons d’Arg mutats per formar codons Ser podrien mutar
ulteriorment en una segona posició per regenerar el codó d’Arg.
No és una reversió sinó que aconseguim un nou triplet que codifica per l’aminoàcid d’interès
sense tornar enrere i desfer l’error.
RNA-m 2 3’GUAUCGGAAACUCA 5’
La sequencia del RNA-m 1 5’CAUAGCCUUUGAGT coincideix amb la deduïda per a la proteïna normal i la seqüència del RNA-m 2 3’GUAUCGGAAACUCA amb la proteïna mutant.
Per tant, el més probable és que s’hagi produït una inversió de la seqüència de nucleòtids de DNA corresponents al segment subratllat. Per tal que una mutació es mantingui
Una inversió comporta un doble gir de 180º, en un horitzontal, que inverteix la seqüència, i un altre de vertical que manté la polaritat de les cadenes de DNA. Això és així perquè no pot ser que una cadena s’insereixi en una zona amb una polaritat diferent a la de la cadena, no pot tenir la polaritat invertida. Així doncs, la cadena de dalt passa a baix i la de baix a dalt. A part, s’han hagut de produir dos talls en dues posicions diferents.
15.- La seqüència d’aminoàcids dels capsòmers del cap d’un fag normal que infecta una soca normal d’ E. coli és la següent: NH 2 -Ala-Pro-Ser-Val-Tyr-Phe- .....-COOH. Un fag amb una càpsida mutant en infectar una soca normal d’ E. coli presenta la següent seqüència d’aminoàcids en els seus capsòmers:
NH 2 -Met-Ala-Pro-Pro-Val-COOH. Quan aquest fag mutant infecta una determinada soca mutant d’ E. coli es produeix la lisi bacteriana, alliberant- se partícules virals en les que el polipèptid dels capsòmers és NH 2 -Ala-Pro- Ser-Val-Ser-Phe-.....-COOH. Tanmateix, si amb aquestes partícules virals s’infecta de nou una soca d’ E. coli normal, es produeixen fags amb capsòmers mutants de seqüència més curta. Quin tipus de mutació pot explicar aquests resultats? Quins altres polipèptids (capsòmers) podrien aparèixer quan el fag mutant infecta la soca mutant d’ E. coli****?
1. Quin tipus de mutació pot explicar aquests resultats?
El bacteriòfag mutant presenta capsòmers més curts, per tant podem pensar que possiblement s’hagi originat una mutació que correspongui a un codó d’acabament (stop).
Un dels triplets que codifica la tyr és UAPi i un d’acabament és UAPu, aleshores podem pensar en una transversió en el DNA del fag mutant: Pi Pu, que generi un codó d’acabament en el missatger.
b. Quins altres polipèptids (capsòmers) podrien aparèixer quan el fag mutant infecta la soca mutant d’ E. coli****?
Per determinar la mutació existent en el segon tipus de fag, que ha canviat Tyr per Ser, hem de tenir en compte que el DNA del fag no varia, ja que en infectar les soques d’E. Coli normals s’obtenen fags amb capsòmers més curts.
Per tant, el canvi de Tyr per Ser no és degut a un canvi en el DNA del fag, la mutació s’ha de trobar a la soca bacteriana. Aquesta mutació ha de ser a nivell de tRNA, serà un RNA mutant que davant un stop incorpora un aminoàcid Ser; per tant, continua la síntesi de la cadena polipeptídica. Es tracta de mutacions supressores.
16.- Un codó que codifica l’aminoàcid Asp sofreix una substitució d’una base, donant lloc a un codó que codifica Ala. Consulteu el codi genètic i enumereu totes les seqüències de DNA possibles per al codó original i el mutant. La mutació és una transició o una transversió?
Els triplets que codifiquen asp són: GAU i GAC (CTA CTG)
Els triplets que codifiquen ala són: GCU GCC GCA GCG (CGA CGG CGT CGC)
El fet més probable és pensar en mutacions que afectin una sola base, aleshores:
CTA CGA
CTG CGG
En ambdós casos, s’ha produït una transversió T G en el nucleòtid del mig.
17.- Sabent que l’etil metano sulfonat (EMS) és un agent mutagènic que produeix principalment transicions GC → AT i que l’aflatoxina B1 produeix fonamentalment transversions GC → TA, indiqueu si cadascun d’aquests mutàgens podria revertir els codons ambre (UAG) i ocre (UAA) a la forma salvatge. MS produeix principalment transicions GCTA
L’AFB1 produeix principalment transversions GCTA
Poden revertir els codons ambre (UAG i ocre UAA)?
1. UAG: En el cas de l’EMS, no. Ja que si actua sobre la tercera posició canciant la G per l’A, el
resultat és UAA (també d’acabament). En el cas de l’AFB1, sobté UAU, que codifica la tirosina.
Mutant 2: tenim només els dos primers aminoàcids. Si ens fixem en la seqüència original, el tercer aminoàcid és Trp, que té com a codó UGG. Si en aquest codó es canvia la última G per una A s’obté UGA, un codó stop. La mutació més probable en aquest cas és una transversió.
Mutant 3: canvien 4 aminoàcids intersticials al llarg de la seqüència però la quantitat no canvia.Una possibilitat és que s’hagi produït una inversió, cosa que en aquest cas no és possible ja que una seqüencia no es la inversa de l’altre. Una altra opció seria que es produís una mutació indel i per tant es produeixi un canvi en el marc de lectura. Si eliminem la U del codó del Trp i afegim una Pi al final del codó de la Lys en la proteïna normal, obtindrem una seqüència de nucleòtids la traducció de la qual donaria lloc a la proteïna mutant. Així doncs, podríem explicar aquesta mutació amb origen en un canvi al marc de lectura, una deleció (U) i una inserció (Pi).
Mutant 4: aquesta proteïna presenta tres aminoàcids centrals canviats, la qual cosa d’entrada ens pot fer pensar en les dues opcions que ja teníem amb el mutant 3, una inversió o un canvi en el marc de lectura. En aquest cas, veiem que si que podria haver-se produït una inversió ja que la seqüència alterada de la proteïna mutant es la inversa a la de la cadena original.
Mutante 2: elimina 4 aa. Se ha generado un codón stop para que asi ya no haya mas incorporación de aa. Para que se de lugar a un codón stop en este caso se dar una transición.
Mutante 3: dos inicales iguales y cuatro no iguales. Tenemos el mismo numero de aa pero hay 4 diferentes. Ante esta situación, tenemos algún argumento que la pueda justificar? Una posibilidad seria una inversión. Además, podría ser una eliminación o una adicion de una base, mutacion frameshift. Esto teóricamente es correcto, pero después tenemos que ver si nuestro problema funciona.
Cuando se produce un cambio intercalar, o intersticial o interno dentro de una secuencia y no se pierden aa, o bien pensamos en un cambio en el marco de lectura o en una inversión. Si queremos explicarlo como mutacion frameshift tenemos que mirar bien que base ha sido añadida o eliminada. Si intentamos pensar en una inversión y lo intentamos vemos que no salen los aa del enunciado.
Mutante 4:
Ahora tenemos que ir al código y miramos que tripletes corresponden con este aa. Si aquí intentamos hacerlo mediante delecciones e inserciones no nos saldrá, ya que en este caso se ha producido una inversión.
Si ni falta ni sobra algún aa hay que probar las dos posibilidaes, y algún fenómeno se producirá, pero no los dos a la vez.
Mutante 4: esta proteína tiene cambiados 3 aminoácidos centrales
20.- En el bacteri E. coli s’ha calculat que la taxa d’aparició de mutants incapaços de sintetitzar histidina (his-) és de 10 -6^ (taxa de mutació). Tanmateix, quan s’aïlla una soca mutant concreta his-^ i, a partir de la mateixa, es calcula la taxa d’aparició de bacteris capaços de sintetitzar histidina ( his +^ ), el valor que s’obté és de 10-10^ (taxa de retromutació. A què és degut que la taxa de retromutació sigui més petita que la de mutació?
El enunciado es aplicable a cualquier especie bacteriana? Sí. En principio es un enunciado generalista.
Si ponemos la flecha se denomina mutación directa. (his+→hist-). En ingles forward. El hecho de que esta mutacion se de de manera directa no quiere decir de manera concurrente los alelos menor puedan mutar a la forma salvaje, tengo una doble flecha de la mutacion directa y retrograda. Muchos libros, a la tasa de mutacion directa la simbolizan con una mu y la tasa de retromutacion la simbolizan con una un. Siempre el valor de la tasa de mutacion directa es mucho mas grande que la de retromutacion. En el enunciado que diferencia hay en el oden de magnitud de las dos tasas? 10^-4, por tanto es muy diferente. N prinicipio en esta población la freceunca alélica del gen normal será mas grande que la del gen mutante. Llegar a un equilibrio mutacional quiere decir que para aquel locus
hay u equilibrio entre las dos tasas, la de mutacion directa y la retrograda. Esto no quiere decir que los dos valores se iguales, sino que aunque continua existiendo la frecuencia de este gen se matiene constante.
21.- Esperaríeu que fossin reversibles la majoria de les mutacions induïdes pels raigs X? Per què? Los rayos X son radiación ionizante, que tienen dos efectos importantes sobre el DNA:
- Efecto físico: consiste en romper el DNA, los cromosomas, producen tanto roturas de cadena sencilla como doble, pero los de sencilla se reparan mas fácilmente y tienen menos consecuencias a nivel de cambios cromosómicos, pero los de cadena doble son mas difíciles de reparar y tienen mas consecuencias mutacionales. Esto lo puedo aplicar a todos los genes clastogénicos.
- Efecto químico: cuando uno analiza otro efectos de la radiación ionizante se da cuenta de que juega un papel muy importante a la hora de reproducir especies reactivas de oxigeno, radicales libres, daño oxidativo. Este daño es de naturaleza química que puede conducir a cambios de bases, mutaciones puntuales, etc.
Las radiaciones hacen los dos tipos de daño, pero las más características es el debido a trencaments de cadena coble. Dire que estas mutaciones no son reversibles, no se pueden recuperar, añadir la misma infromacion en la misma localización es prácticamente imposible (por ejemplo las delecciones). En cambio una mutacio de tipo quimico si que se prodia revertir.
Las deleciones se pueden mantener en las poblaciones naturales una vez producidas? Hay genes que son vitales, por lo tanto si te los cargas mala cosa. Otros aunque te los cargues pues tampoco es tangrave. Entonces en función del gen deleccionado, de su papel, esto es muy importante. Un gen es mas o menos grande, de tal forma que tamb dependerá de la medida de la delccion, pero esto no tiene porque ser asi, ya que una deleccion de un gen esencial que es muy pequño puede ser vital. La respuesta entonces es muy varaible. En nomral las delecciones tengan efectos deleteris y por tanto si se mantienen en la población se mantienen en condiciones heterocigóticas, dificlmente en codicion homocigótica. Una duplicación puede estar en homcigosis.
22.- Quin és el nombre mínim de mutacions necessàries per passa de : a) Leu a Ser, b) Leu a Arg, c) Met a Cys?
leu ser arg met cys
UUA UCU CGU AUG UGU
UUG UCC CGC UGC
CUU UCA CGA
CUC UCC CGG
CUA
CUG
23.- Heu aïllat un nou mutant auxòtrof per la histidina i, malgrat tots els esforços, no heu aconseguit obtenir cap revertent. Quin creieu que és l’origen més probable del mutant?
No aconseguim passar d’un mutant a un salvatge, no hi haurà ningú. Per què? Per una deleció. Perque hi hagi una retromutació s’ha de recuperar la sequencia original. Si al teu experiment mai ho pots aconseguir, no recuperem el salvatge, la causa gairebé segura es una deleció. El gen ha sofert una deleció que no te perq ser total, pero ja li impedeix recuperar la seq salvatge. Quan trobem aquest tipus de comportament on mai. Diapo: Si no conseguimos obtener ningún revertiente, lo más probable es que el Nuevo mutante auxótrofo se haya originado por una deleción.
24.- A E. coli s’han aïllat 50 mutants incapaços de sintetitzar histidina (his - ). S’ha estudiat la taxa de reversió d’aquests mutants trobant que 45 dels mutants reverteixen a his+^ amb freqüències compreses entre 10 -9^ i 10 -10. Tanmateix, els 5 mutants restants mai reverteixen a his +^.
Quin és l’origen més probable d’aquests 5 mutants?
2. Supresores de desafasamiento de lectura de +1 nucleotido.
2. Proteinas ribosómicas mutantes:
Los ribosomas derivados de la alteración por mutacion de determinadas proteinas adquieren zonas de conformación cambiada, de manera que reconocen tripletes de forma errónea. Al introducir aminoácidos cambiados en codones que provienen de mutaciones, pueden restaurar la funcionalidad de algunas proteínas mutantes.
3. Interacciones génicas:
Tambien pueden actuar a través de interacciones génicas. Si pensamos en cadenas polipeptídicas que son producidas por dos genes que interactúan para formar una proteína funcional, una mutaciones puede alterar un polipéptido y no se produce la proteina funcional. Puede ser que una mutacion supresiora en el segundo gen tenga un efecto compensatorio y se restaure la interacción origial, dando un producto funcional.
Ribosomes: proteïnes, rna. Pot passar que hi hagi ribosomes que enlloc de tenir les prtines normals en tingui unes de mutants. Lexistencia da’questes pot fer que el reconeixement dels triplets a lhora de llegirlos sigui errònia. Aquesta alteració podria implicar la producció duna proteïna que recuperi la seva funcionalitat encara que la seva seq sigui canviada.
Interaccions gèniques: tenim a i b. Necessitem que perq funcionin siguin un dímer. Imaginem que aquella cel sintetitza un monòmer a* mutant. Ab no funciona. Si produeix un monòmer b mutant. Ab* no funciona. Pero podria donarse el cas que ab si que funcionés. Es mes probable que el cas anterior.
28.- Com podeu explicar que el sistema de reparació SOS condueixi a un increment significatiu de les mutacions?
Sistema sos es un sistema que com que la cel ha experimentat molt dany genètic, tindrem molts “forats, gaps, discontinuïtats” que s’han d’omplir. Si això s’hagues de fer de manera fidel, seria gairebé impossible. Les polimerases que han dagefir nous nucleòtids com les que han de corregir, son mutants i poc fidels. Els es igual incorporar bases errònies. Omple com sigui per tal d’aconseguir el cromosoma sencer i evitar la mort. Acumula moltes mutacions. Pero si aquell bacteri no es mor, anirà corregint els errors. Aquest mecanisme es estrictament bacterià.
El sistema SOS es un sistema de reparación propenso a error, que consiste como mínimo con 25 genes. Solo actúa cuanod los niveles de daño son muy grandes y no pueden ser reparados por los mecanismos normales. La inducción de este sistema hace que sean eliminadas las regions dañadas y que la replicación actúe insertando en la nueva cadena muchas bases erróneas. Eso hace que sea un proceso de replicación poco preciso, incorporándose mutaciones. La respuesta SOS es exclusiva de los procariotas.
29.- La llum ultraviolada causa la dimerització de pirimidines, principalment de timines. Descriviu per ordre d’eficàcia els mecanismes que poden reparar aquest dany. Los dímeros no se reparan por escisión de bases, se reparan por escisión de nucleótidos, es decir NER en vez de BER.
1)Fotoreactivacion. → es ideal porque no genera ninguna alteración en el DNA.
2)Escision de nucleótidos.
3)Reparacion por recombinación.
30.- Un químic sintetitza quatre compostos nous i els anomena R1, R2, R3 i R4. La seva posterior avaluació mutagènica indica que tots són molt mutagènics. També
s’investiga la capacitat que tenen les mutacions produïdes pels compostos R per ser revertides per altres mutàgens coneguts, obtenint els següents resultats. Quines conclusions es poden extreure sobre la naturalesa de les mutacions induïdes peraquests compostos? Reversió per: 2-AP Àcid nitrós HA AO Mutacions produïdes per: R1 Sí Sí Algunes No R2 No No No No R3 Sí Sí No No R4 No No No Sí
33.- En una població humana, de pares fenotípicament normals, van néixer 70.556 fills normals i 6 amb nanisme condrodistròfic. Sabent que aquest tipus de nanisme és causat per una mutació autosòmica dominant, letal en homozigosi, quina és la freqüència de mutació en aquest locus? Afecta al cartílago, las piernas dobladas, cara muy chata…Todas las personas afectadas son heterocigotas, las homocigotas son letales. No afecta en absoluto al aspecto intelectual. Todos los perros con la cara chata, son condrocitos, son razas hechas a partir de individuos enfermos. Respuesta power: La condrodistrofia es debida a una mutacion auosomica dominante, letal en homocigosis. Total hijos: 70.556 + 6 = 70. Fr.enanos = 6/70562 = 8,5x10^(-5) En los organismos superiors, las tasas de mutacion suelen referirse a gameto por genracion. En este caso, con un solo alelo mutante, ya se manifiesta la enfermedad. Entonces, u= !72(8,5x10^-5) = 4,25x10^-5. En la practica, aunque en homocigosis no fuera letal, despreciamos esta probabilidad, ya que la probabilidad de que herede el alelo de la madre y del padre es muy baja.
34.- En una població gran, amb aparellament aleatori, la freqüència d’un al·lel autosòmic recessiu letal és 0,20. Quina serà la freqüència d’aquest al·lel a la següent generació, si la mortalitat es produeix abans de la reproducció? Apareamiento al azar: polinizacion anemogama y neugomaga, el viento es lo que hace que sea totalmente al azar caso claro de reproduccion totalmente aleatoria. Otro ejemplo es el de los peces, cuando dejan ir el esperma y los ovulos, es totalmente aleatorio. Caracteristica clave: las especies han de ser diploides. Fr. Genotipicas iniciales: p^2 2pq q^2 total=
Eficacia biologica 1 1 0 Fr. Siguiente generacion: p^2 2pq 0 total: 1-q^ Entonces, la nueva frecuencia alelica sera: q1= pq/1-q^2= 0,16/0,96= 0,1666666 = 0, Individuo eficaz: el que deja más hijos fértiles en la descendencia. 35.- Tenim una població en equilibri de Hardy-Weinberg amb freqüències p = 0,8 i q = 0,2. Suposant solament els efectes mutacionals, i sabent que la taxa de mutació directa és de 1x10 -6, quina es la taxa de retromutació en aquesta població per aquest locus? Para que en un ejemplo concreto consideremos que hay equlibrio H-W, las frecuencias alelicas o genicas no cambian a lo largo del tiempo de una generacion a otra, es decir, son constants. ¿Cómo ligamos los genes con las frecuencias? AA p^2, aa q^2 y Aa pq. Tanto si sumo las frecuencias genicas como genotipicas, la suma ha de ser 1 o del 100%. Imaginamos que esta poblacion que hoy esta en equilibrio, mañana actua un factor que altere este equilibrio, por ejemplo, la deriva, las mutaciones. A la practica, se pueden dar diversos factores, que solo consideres uno es simplificar. Símbolo para expresar la tasa de mutacion directa mu / u Retromutacion nu / v Si usamos la u y v , si tengo unos genes A, como contriubiran a generar genes A pu Es decir, la probabilidad del gen A x la tasa de mutacion. En el equilibrio, no se modifican las frecuencias génicas. Entonces, ∆ q= 0. Llamando u y v a las tasas de mutación y retromutación, respectivamente, tendremos: 0= up- vq; up=vq V=up/q = (1x10^-6) x 0,8/0,2 = 4x10^-
En funcion de los valores de tasa mutacion, que opinais del valor obtenido? que la retromutacion deberia ser menor que la tasa de mutacion. A parte de esto, con independencia de eso, una tasa de mutacion es mas pequeña que mutacion directa (10^-6) y con orden de magnitud de 3 ceros, yo esperaria un 10^-9, es una tasa muy alta la que ha salido.
36.- Es va investigar una mutació dominant poc freqüent en humans i que s’expressa en néixer. Els registres varen mostrar 6 casos en 40.000 naixements. Les genealogies familiars posaren de manifest que, en 3 del casos, la mutació ja es presentava en un dels pares. Calculeu la taxa de mutació espontània per aquesta mutació Quines suposicions subjacents poden afectar les conclusions? Hay mutaciones que en el nadó no se observan, porque el individuo todavia no ha tenido suficiente tiempo para poderlo evidenicar. Son personas portadoras de esos genes, pero no estan documentados. No es una mutacion de novo, sino que se habia transmitido a nivel familiar. Es 80000 porque se estan estimando dos genes. Se desprecia la probabilidad de homocigotos. Si consideramos que la mutacion es autosomica y que en 3 casos ya la presentaba uno de los apdres, entonces podemos calcular la tasa de mutacion espontanea segun el cociente: u = 3/80000 = 0, Hacemos la suposicion que los 3 nadones con la mutacion dominante solo llevan 1 solo alelo mutane, ya que la probabilidad de que hayan recibido la mutacion por parte de padre y madre es despreciable.
37.- Per determinar si les radiacions associades amb els bombardeigs atòmics d’Hiroshima i de Nagasaki produïren mutacions recessives a la línia germinal, els investigadors van examinar la proporció dels sexes dels fills dels supervivents. Podeu explicar per què es podria esperar que un augment de les mutacions de la línia germinal alterés la proporció de sexes? Cambios a nivel de heterocromosomas. Yo tengo una posible niña XX y un posible niño XY y estamos hablando de mutaciones que seran letales, recesivas y que corresponden al cromosoma X. Si la radiacion afecta indistintamente a los dos tipos de embiornes, q pasarsa? En el caso de los descendientes masculinos con un sol gen letal, aunque sea recesivo, como el Y no puede compensar el efecto del X, los embriones en fase primerenca moriran, si mueren respecto a las hembras descompenso la ratio (proprocion machos entre hembras) que decimos en todos los organismos diploides es del 50%. En el caso de las hembras, la situacion no es letal. Con tal de que el embrion muriera, tendria que recibir doble dosis y la probabilidad es muy pequeña. Si solo consdieras unica y exclusivamente la induccion de letales recesivos ligados al X, esperaremos una proporcion del sexo favoreciendo a las niñas. Para que las mutaciones letales recesivas ligadas al sexo (cromosoma X) implicaran una mayor mortalidad (zigotica, embrionaria o fetal) en el caso de los hombres. Por tanto, alteraría la proporción normal de sexos que es aproximadamente 1:1.
38.- Un home, empleat durant alguns anys en una planta nuclear, té un fill hemofílic, únic cas en el pedigrí familiar seu i en el de la seva esposa. Un altre home, també empleat durant alguns anys en la mateixa planta, té un fill nan acondroplàsic, primer cas tant en llurs avantpassats como en els de la seva esposa. Si es produeix una demanda judicial per perillositat del treball i es requereix la vostra presència per testificar com a genetista en el judici, què contestaríeu?
En el primer caso, el trabajador no tiene ninguna razón, ya que la hemophilia es una enfermedad recesiva ligada al sexo. Como que el hijo afectado es un niño, el cromosoma X la ha recibido de su madre, no del padre. En el Segundo caso, la acondroplastia es autosomica dominante. Puede haber recibido la mutacion tanto del padre como de la madre.
b. Cada individu te uns 30.000 gens. c. La taxa mitjana de mutació per locus és de 10-6^. Quantes mutacions espontànies hi ha a la població? Suposant que aquestes mutacions es distribueixin homogèniament entre tots els gens, quantes mutacions han sorgit en cada gen en la població humana?
41.- La síndrome XG és una malaltia genètica rara causada per un gen autosòmic dominant. Un cens complet d’un país petit va evidenciar que l’any 2004 van néixer 77.536 bebès, dels quals 3 presentaven la síndrome XG. Al mateix any, aquest país tenia una població de 5.964.321 habitants i hi havia 35 persones vives amb aquesta síndrome. Quina és la taxa de mutació corresponent?
42.- Com poden sorgir les duplicacions i les delecions? És el mateix una inserció que una duplicació? Quan per un gen existeixen més còpies gèniques del normal, l’efecte fenotípic depèn única i exclusivament del nombre de còpies? Justifiqueu la resposta.
43- Un mascle de D. melanogaster homozigòtic per un al·lel dominant situat en un autosoma és tractat amb raigs X i després encreuat amb una femella homozigòtica recessiva (aa). Del total de la progènie de 900 individus, 6 mostraren fenotip recessiu. Què podeu dir sobre aquests resultats? Si l’al·lel dominant estigués en el cromosoma X, però la resta de condicions fossin les mateixes, quin seria el canvi esperat?
44.- Una planta de moresc és heterozigòtica per una deleció del braç curt del cromosoma 9 i també és heterozigòtica en el locus sh, situat en el mateix braç. El cromosoma que porta la deleció porta l'al·lel sh (endosperma arrugat), mentre que el seu homòleg normal porta l'al·lel dominant Sh (endosperma llis). Quan una planta sh/sh és fecundada amb pol·len de la planta heterozigòtica citada, el 14% dels grans són arrugats. Expliqueu aquest resultat sabent que el cromosoma deficient no es transmet a través del pol·len.
45.- La distància genètica entre els loci A i B d'una soca salvatge de D. melanogaster és de 25 unitats. En una altra soca de la mateixa espècie, la distància és de 10 unitats. Proposeu alguna explicació possible d'aquesta diferència. Podríeu comprovar d'alguna manera senzilla quina és la hipòtesi correcta?
46.-S’encreua un mascle de D. melanogaster de tipus salvatge amb una femella homozigòtica per white , miniature i fork ed i es troba que una de les seves filles presenta el fenotip miniature. Com podríeu determinar si aquest efecte és degut a una mutació puntual o a una deleció?
47.- Una femella de D. melanogaster que porta els cromosomes X units (XˆXY) s’aparella amb un mascle normal que ha estat irradiat. a) En quina generació es descobrirà una mutació lligada al sexe? b) Quin criteri es farà servir per descobrir una mutació viable lligada al sexe? c) Quin criteri permet
descobrir una mutació letal recessiva lligada al sexe? Quin percentatge de morts s’espera que hi hagi entre els zigots de la F 1 per causes alienes a les mutacions letals?
48.- Una soca de D. melanogaster , trisòmica pel cromosoma quatre, porta la mutació senes ulls ( ey) en un dels cromosomes, portant en els altres dos cromosomes els al·lels normals. Si una d’aquestes mosques trisòmiques s’encreua amb una mosca ey/ey, quina proporció fenotípica esperaríem a la descendència?
49.- La soca de D. melanogaster Muller-5 ( Basc ) porta la mutació semidominant lligada al sexe per a ull barra ( B ) i l’al·lel albercoc del locus per ull blanc, també lligat al sexe (wa^ ), junt amb una inversió ( In ) per evitar la recombinació en les femelles heterozigòtiques per la inversió. S’encreuen femelles homozigòtiques In-B-wa^ amb mascles de tipus salvatge que han estat irradiats amb raigs X. Cada femella F 1 es col·loca per separat en un flascó amb un mascle F1 per obtenir la F2. A l’analitzar la F2, quin criteri podeu seguir per detectar la inducció de mutacions letals recessives lligades al sexe?
50.- Si es troben 54 mutants entre els 723 descendents de mascles de D. melanogaster que van rebre una radiació de 2.500 r i 78 mutants entre 649 descendents de mascles que van rebre 4.000 r. Quants mutants podeu esperar que apareguin entre 1.000 descendents de mascles que han rebut 6.000 r?
- Suposant que l’efecte d’intensitat no és operant, quin individu portaria menys mutacions: un que rep 25 r (en un temps de 5 h) o un que en rep 0,5 r per any durant la resta de la seva vida (60 anys). En termes percentuals, quantes mutacions més espereu que tingui l’individu que ha rebut més dosi?
52.- Irradiant mascles de D. melanogaster d’una soca normal amb diferents dosis de raigs X hem trobat els següents percentatges de letals recessius lligats al sexe: Dosi (r) % de letals 0 0, 1.000 1, 3.000 6, 4.000 (^) 6, 5.000 10, 51.a. Representeu gràficament els resultats. 51.b. Calculeu el coeficient de regressió que s’ajusti millor a aquestes dades. 51.c. Quina és la freqüència de letals esperada per 6.000 r?
53.- El nombre de mutacions letals lligades al sexe en D. melanoagster augmenta en proporció directa a la quantitat de radiació en nivells de dosis baixes, però a
