Tema 8: Mutaciones y su base química
Mutaciones
Son cambios en el ADN. Tipos:
Silenciosas: no se traduce en un cambio protéico
Sin sentido: no da lugar a proteínas
De sentido erróneo: da lugar a una proteína distinta
Inserción y delección de bases: cambia el marco de lectura
Expresión de las mutaciones
Las mutaciones surgen en las células porque se originan cambios en la secuencia de bases del material genético.
Pueden ser espontáneas o inducidas.
Las mutaciones espontáneas pueden ocurrir durante la replicación o por error en el apareamiento de bases,
originando cambios en el ADN replicado. Estos errores ocurren con una frecuencia de 10(7) a 10(11) por par de
bases durante una ronda replicativa (un gen tiene 1000 pares de bases). Es una de cada 1000 bacterias ocurrirá
una mutación.
Las mutaciones que implican un par de bases (o unos pocos pares) se denominan mutaciones puntuales;
pueden ser el resultado de sustituciones de pares de bases en el
ADN o de la inserción o delección de un par de bases.
Sustitución de pares de bases
Si dentro de un gen que codifica una proteína ocurre una mutación puntual, cualquier cambio en el fenotipo de la
célula es probablemente consecuencia de un cambio en la secuencia de aminoácidos de la proteína producida.
El error en el ADN se transcribe a ARNm y éste a su vez se traduce a una proteína. No todas las mutaciones en
genes que codifican proteínas resultan cambios en las proteínas. Ejemplo: En E. Coli necesitamos buscar histidina
(no sabe crecer sin histidina, lo tenemos que añadir) Su sistema de enriquecimiento es de 10-(7) y 10-(4) Lo
hacemos por el método de selección con penicilina (β-lactámico) sólo actúan en bacterias que están creciendo,
por tanto mataran a los silvestres pero no a los de la histidina (como no están creciendo no les afecta)
Después quitamos el β-lactámico y loponemos en unmedio con histamina, deesta manera crecen los silvestres
que hayan sobrevivid y las histidinas. A esta técnica se la denomina réplica en placa.
Mutágenos
Una gran cantidad de agentes químicos y físicos pueden producir mutaciones.
Químicos: existen varias clases:
•Análogos de bases: se parecen estructuralmente a las bases púricas y pirimidínicas del
ADN pero muestran propiedades de apareamiento erróneas.
Cuando uno de estos análogos se incorpora al ADN, la replicación puede desarrollarse de forma normal en la
mayor parte de las ocasiones, pero de vez en cuando ocurren errores de copia que ocasionan la incorporación
de una base equivocada en la cadena copiada. En la subsiguiente segregación de esta cadena se revela la
mutación.
•Compuestos que reaccionan directamente con el ADN: originaran cambios químicos en una u otra base, lo que
ocasiona apareamientos erróneos u otros cambios.
La acción de estas sustancias puede introducir cambios directos incluso en el ADN que no se está replicando.
Para modificar el ADN de esta manera basta con meter grupos NO2 y –CH2.
Radiación:
Radiación ultravioleta: la radiación UV es absorbida intensamente por las bases púricas y pirimidínicas de los
ácidos nucléicos, con un máximo de absorción para el ADN y el ARN de 260nm.
Varios efectos, uno de ellos es la inducción de dímeros de pirimidina en el ADN: unión covalente de 2 bases
pirimidínicas adyacentes de modo que en la replicación del ADN la ADN-polimerasa inserte un nucleótido
incorrecto en tal posición.
La sensibilidad de las bacterias a los agentes mutágenos se mide mediante el Test de Ames.
Con este test observamos si la sustancia en el medio ambiente es peligrosa (cáncer).
Las cepas más usadas en el test de Ames han sido auxotrofos de histidina de Salmonella.
En el test se usa1º una preparación de hígado de rata para activar el compuesto. Luego, el complejo activado se
coloca en un disco de papel de filtro y se sitúa en el centro de una placa en la que se ha sembrado la cepa
bacteriana apropiada. Tras una noche de incubación, la mutagenicidad del compuesto se puede determinar
observando un halo de revertientes en el área próxima al disco del papel.
Siempre resulta conveniente realizar la prueba a varias concentraciones del compuesto y con adecuados
controles positivos y negativos, ya que los compuestos varían su actividad mutágena y son letales a niveles
elevados.
Sistemas de reparación de mutaciones
Reversión directa: en el ejemplo de los dímeros de pirimidina, el enlace entre ambas se rompe a través de un
sistema de fotoreacción (Luz azul)
Escisión de bases: cuando una base va en el lugar de otra, esta se eliminará así:
•La ADN-glicosidasa cortará la base pero dejará la cadena
•Una endonucleasa cortará la cadena y dejará una “mella” para luego incorporar la base correcta.
Escisión de nucleótidos: la UV ABC recorre el ADN hasta encontrar el daño, lo corta y lo elimina (10 a 12
bases) y el hueco lo rellena la polimerasa.
Reparación por recombinación: requiere 2 copias de ADN: una correcta y una incorrecta, que se recuperara a
través de la correcta.
Recombinación post-replicación: interviene la proteína Mut SHL. Cuando falla hay más frecuencia en las
mutaciones.
