¡Descarga Tema 2.2 de microbiologia y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!
2.2. Mutacions i mutagènesi
En la replicació del genoma l’objectiu principal és la fidelitat en la còpia: perpetuació de l’espècie.
Les DNA polimerases han de copiar exactament el motlle i, si s’equivoquen, poden corregir els errors.
- DNA pol té una taxa d’error de l’ordre de 10 -6^10 -7^ per kpb per ronda de replicació. En un gen de 1kpb podem tenir una freqüència d’error de 10 -6^10 - per generació.
- Les RNApol tenen una taxa d’error molt més gran, de l’ordre de 10 -4^10 -5^ , un error cada 10.000 o 100.000 nucleòtids incorporats.
- Virus RNA alta mutabilitat.
Mutacions
Una mutació és un canvi heretable en la seqüència de bases del genoma d’un organisme. El resultat és una progènie diferent del progenitor, és a dir, un mutant.
La selecció opera a nivell d’individu però l’evolució es dóna a nivell poblacional.
- Taxa de mutació: és la freqüència a la qual es dóna l’error de la polimerasa. Es refereix a l’error bioquímic d’incorporar un nucleòtid erroni i depèn de l’enzim implicat. (1 error cada 10 -8)
-Mutant: és l‘organisme que porta una o varies mutacions en el seu genoma (genotip mutant). Aquesta mutació pot ser observable o no a nivell fenotípic.
- Soca mutant: és aquella soca bacteriana que porta una mutació o varies en el seu genotip i, per tant, difereix genotípicament de la seva soca parental.
Les mutacions poden tenir diferents efectes:
- Mutació neutra: cap efecte.
- Negatiu: l’error inactiva completament o modifica negativament la seva activitat. (pot ser inclús letal).
- Positiu: la mutació ha alterat un gen qualsevol i com a resultat, la proteïna ha millorat la seva funció sota condicions ambientals presents o futures.
Les alteracions al genotip poden ser:
No observables: a nivell d’individus no provoquen canvis en el fenotip, poden ser silencioses o neutres, com nutrients específics, per tal de ser visibles
Observables: provoquen canvi en el fenotip observable amb les condicions adients, nutrients específics, perquè el canvi sigui visible.
Nomenclatura
Mutacions al fenotip: identifica una soca mutant en alguna funció però no es pot localitzar la mutació al genotip.
- His - , Lac -: mutació desconeguda en un dels gens de l’operó i no sintetitzen la substància o no poden utilitzar el substrat.( no sintetitzar histina o no utilitzar lactosa)
- Strr o Strs: soca resistent (r) o sensible (s) a l’antibiòtic estreptomicina. Només es pot observar quan es posa en contacte al microorganisme amb l’antibiòtic.
- Protòtrof: soca parental (salvatge) sense mutacions. Creix bé sense requeriments nutricionals especials. Utilitza totes les fonts de carboni i sintetitza tot l’essencial pel seu creixement.
- Auxòtrof: mutant que presenta alguna deficiència pel que fa a la síntesi d’un determinat requeriment nutricional. - Per cultivar aquests mutants hem de subministrar l’aminoàcid que no poden sintetitzar. Ex: hist -
- Mutants d’utilització de nutrients: no poden utilitzar un determinat nutrient.
- Encara que el medi contingui nutrients, no podrà utilitzar-los, haurem de complementar-ho amb una font alternativa que pugui utilitzar. Ex: LAc-^.
Identificació de mutants
- Mutacions no seleccionables
No confereixen cap avantatge selectiu i per tant no podem seleccionar el mutant sota noves condicions ambientals. En aquest cas l’única manera de seleccionar-lo és a partir de la revisió sistemàtica d’un gran nombre de cultius per intentar identificar la soca mutant. Aquest sistema s’anomena “screening”.
Confereixen un avantatge selectiu sota determinades condicions ambientals (ex: presència d’un antibiòtic). Si apliquem les condicions selectives, el mutant creixerà, però la soca parental no ho podrà fer.
Selecció: podem aïllar fàcilment el mutant d’entre bilions de bacteris salvatges, però cal esbrinar quines són les condicions que afavoreixen la selecció.
Mètodes per facilitar la selecció i identificació d’auxòtrofs
Quan s’ha fet la identificació cal l’observació de molts microorganismes, s’utilitza la sembra en rèplica:
Resultats: en un medi complet creixen tots. Les colònies mutants per un compost, no creixeran en el medi que falti, per exemple si són Leu -^ no creixeran en un medi sense leucina.
Retromutacions
Reversions: són mutacions puntuals que corregeixen una mutació preexistent. Al
mutant corregit se l’anomena revertent (espontani o induït).
- Revertents al mateix lloc
- Revertent verdader: mateix lloc, restaurant la seqüència original.
- Revertents secundaris: són mutacions supressores (compensen l’efecte d’una mutació anterior restaurant el fenotip original). No es du a terme a la mateixa posició, sinó en una altra del triplet. Poden ser de tres tipus: -En un altre lloc del mateix gen que corregeix la funció enzimàtica perduda (ex: correcció pauta lectura). -En un altre gen, el producte del qual corregeix la funció del gen alterat originalment (EX: mutacions supressores per RNAt). -En un altre gen, el producte del qual reemplaça la funció de l’enzim original perduda a causa de la mutació primària (ex: expressió d’un nou enzim).
Mutagènesi
Parlem de mutagènesi quan els agents mutagènics (mutàgens) incrementen la taxa de mutació d’un determinat (micro)organisme.
El resultat és un increment en el nombre de mutants: alguns poden ser viables, d’altres poden perdre viabilitat i altres poden morir.
TAT (tirosina)TAG (codó stop)TAC (tirosina)TAT (tirosina)TAG (codó stop)TAT (tirosina)
Tipus:
Químics: de diferents tipus segons el mode d’actuació:
Anàlegs de base (5’-bromouracil, 2’- aminopurina). El 5’- bromuracil es comporta com una C i una T, per tant pot interaccionar amb l’adenina i la guanina i (isòmer) en el moment de la transcripció es poden intercanviar les bases.
Agents alquilants: alteren les bases del DNA (metilacions,
cross-linking, etc.). Provoca distorsions en la cadena de
doble hèlix, zones apuríniques...
- Agents intercalants (bromur d’etidi, taronja d’acridina). S’insereixen les molècules, que són hidrofòbiques, entre parells de bases. Causen insercions o delecions.
- Àcid nitrós: transicions causades per desaminacions. Alteren les bases generant errors d’emparellament.
- Hidroxilamina: transicions causades per modificacions del grup amino.
Mutàgens físics
Radiacions:
- No-ionitzants: ultraviolada -Produeix dímers entre dues pirimidines adjacents (C o T) que impedeixen a les DNA pol continuar la replicació o equivocar-se. -S’utilitza com agent germicida en superfícies i material de laboratori. -A més dosi de radiació menys supervivents.
Test d’Ames
Test realitzat al laboratori per determinar la capacitat d’una substància de causar mutacions. El test es basa a determinar l’increment en la taxa de retromutació d’un determinat mutant auxotròfic en presència de la substància problema. En alguns casos s’afegeix un extracte de fetge de rata(enzimàtic) per comprovar si la substància en qüestió necessita una digestió enzimàtica per exercir el seu efecte mutagènic.
Resultats positius confirmen la mutagenicitat d’aquella substància, i per tant, es classifica com a potencialment carcinogènica.
