I. DEFINICIÓN

Son cambios o variaciones del material genético que afectan a la secuencia de aminoácidos de las proteínas y, por lo tanto a su actividad biológica.

Pueden ser debidas a:

La aparición espontánea de las mismas. Inducidas por agentes mutágenos ó mutagénicos.

Pueden afectar a:

Las células somáticas; En éste caso, la mutación desaparece con el individuo que la padece. Las células germinales; En éste caso, la mutación es heredable.

Las mutaciones pueden ser:

Génicas o puntuales. Cromosómicas. Genómicas.

II. MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES

Son alteraciones de la secuencia de DNA de un gen que afectan generalmente a un único par de bases, y se transmite por herencia a toda la descendencia.

Pueden producirse por las siguientes causas:

A. POR SUSTITUCIÓN: Mutaciones que cambian el sentido de lectura del RNAm. Consiste en sustituir o en reemplazar una base nitrogenada por otra, pudiendo diferenciarse dos tipos: TRANSICIÓN. Consiste en sustituir una base pirimidínica por otra, es decir una T por una C o viceversa, o una base púrica por otra, es decir una A por una G o viceversa. TRANSVERSIÓN. Consiste en la sustitución de una base púrica por una pirimidínica o viceversa. Al transcribirse estas mutaciones, si afectan a una región exónica, al menos un triplete del RNAm se encuentra modificado, y su traducción da lugar a que se incorpore un aminoácido diferente del normal en la cadena polipeptídica. Esta sustitución altera el sentido de la lectura del triplete y puede ser de dos tipos: Sustitución conservadora. El nuevo aminoácido es similar al sustituido, por lo que la secuencia de la proteína cambia, pero las consecuencias sobre la conformación espacial y su función son mínimas: mutación neutral. Sustitución no conservadora. El nuevo amino ácido es muy diferente al sustituido, y si el cambio afecta al sitio activo de la proteína o a alguno de sus dominios fundamentales, la nueva proteína no conseguirá la conformación espacial habitual y perderá parte o la totalidad de su funcionalidad biológica. B. POR INSERCIÓN. Mutaciones que cambian el marco de lectura. Consiste en introducir un nuevo nucleótido en una determinada secuencia de nucleótidos del DNA. C. POR DELECCIÓN. Mutaciones que cambian el marco de lectura ( Un marco de lectura es una de las posibles formas en que se puede dividir una secuencia de nucleótidos de DNA o RNA para formar un grupo de tripletes consecutivos no solapados. En un codón se pueden dar tres marcos de lectura diferentes según por el nucleótido que se comience la lectura. Un marco abierto de lectura o marco de lectura abierta (ORF, del inglés open reading frame) corresponde a la secuencia de ARN comprendida entre un codón de inicio (AUG) de la traducción y un codón de terminación, descontando las secuencias que corresponden a los intrones, en caso de haberlas.). Consiste en la pérdida de un nucleótido en una secuencia del DNA. La inserción o la delección de un nucleótido en ambas cadenas del DNA, produce un cambio en el marco de la lectura, es decir, un cambio del sentido en que se leen los tripletes y, por tanto, un cambio completo de la secuencia de todos los aminoácidos comprendidos entre el punto de la mutación y el extremo Cterminal.

III. MUTACIONES CROMOSÓMICAS

Se producen por alteración del número o de la disposición de la secuencia normal de los fragmentos génicos que componen un cromosoma. Éste tipo de mutaciones puede dificultar el proceso de la meiosis en el portador, entorpeciendo el emparejamiento correcto de cromosomas homólogos. En el caso de producirse la meiosis, el gameto resultante puede transmitir cromosomas defectuosos por lo que produciría una descendencia inviable o con mutaciones. Este tipo de mutaciones se producen por varias causas: A. POR INVERSIÓN: Tiene lugar cuando un segmento invierte su secuencia: A T C A T C G G C… A T C C T A G G C B. POR DUPLICACIÓN: Tiene lugar cuando se repite una determinada secuencia. A T C A T C G G C…… T C A C A C A T C G G C . C. POR DELECCIÓN: Tiene lugar cuando se elimina un fragmento de DNA. A T C A T C G G C………………….. A T T C G G C. D. POR TRANSLOCACIÓN: Tiene lugar cuando un fragmento de un cromosoma salta y se fusiona con otro cromosoma. Delecciones y duplicaciones aunque afectan solo a un cromosoma de la pareja de homólogos, pueden tener consecuencias graves en el individuo, mientras que translocaciones e inversiones afectan poco al portador ya que no varía el número de genes. SE DENOMINAN TRANSPOSONES a agentes que causan mutaciones cromosómicas ya que son genes móviles o saltarines, cambiando su posición en el genoma y saltando de unos cromosomas a otros. IV. MUTACIONES GENÓMICAS. Son las que afectan al genoma y dan lugar a una variación en el número de cromosomas. Se dividen en dos grupos: A. EUPLOIDÍAS. Son alteraciones en el número normal de dotaciones cromosómicas. Se pueden diferenciar los siguientes tipos: 1. POLIPLOIDÍA. se produce cuando se aumenta la condición diploide 2n de un individuo por aumento del número de juegos completos de cromosomas, por ejemplo triploides 3n, tetraploides 4n……Cuando los juegos de cromosomas que aumentan son idénticos, se habla de AUTOPOLIPLOIDES, mientras que cuando los juegos de cromosomas que aumentan proceden de otra especie diferente, entonces se habla de ALOPOLIPLOIDES. 2. HAPLOIDIA. Se produce como consecuencia de la pérdida de un juego de cromosomas. B. ANEUPLOIDÍAS. Aparecen cuando de forma accidental un individuo presenta un cromosoma de más o de menos en relación a su condición diploide, sin llegar a formar un juego completo. Se producen fundamentalmente por fallos en la separación de cromosomas homólogos durante la meiosis. En la especie humana puede afectar tanto a los autosomas como a los cromosomas sexuales. V. AGENTES MUTÁGENOS O MUTAGÉNICOS. Son aquellos agentes físicos, químicos y biológicos que aumentan la tasa de mutación espontánea de una especie, dañando o alterando la estructura del DNA. Se dividen en dos grupos: 1. Mutágenos endógenos (originan mutaciones espontáneas .2 Mutágenos exógenos (originan mutaciones inducidas). 1 MUTÁGENOS ENDÓGENOS: Mutaciones espontáneas. Son aquellos que dan lugar a mutaciones espontáneas y se producen de forma natural , ya sea por la propia actividad celular, que puede generar metabolitos reactivos, errores de apareamiento y transposiciones, o por las condiciones ambientales del medio interno , como las fluctuaciones térmicas. Los más frecuentes son los siguientes: METABOLITOS REACTIVOS.. Radicales libre Son residuos del metabolismo, sobre todo derivados del oxígeno son compuestos altamente reactivos y capaces de inducir lesiones en el DNA Productos finales de la glucosilación. Proceden de las combinaciones de la glucosa con los grupos amino de las proteínas y de las bases de los ácidos nucléicos. ERRORES DE APAREAMIENTO DURANTE LA REPLICACIÓN DEL DNA. TRANSPOSICIONES. FLUCTUACIONES TÉRMICAS Por desaminación. Transformación del grupo amino en grupo ceto. .. Por despurinación. Pérdida de bases púricas. 2. MUTÁGENOS EXÓGENOS. Responsables de las mutaciones inducidas. Son agentes físicos, químicos y biológicos procedentes de nuestro entorno capaz de inducir mutaciones. Pueden ser producidas por: Virus. Bacterias. Tabaco. Radiaciones. Alcohol. Medicamentos. Plaguicidas….. Todos estos agentes se clasifican en: 1. Mutágenos físicos. 2. Mutágenos químicos. 3. Mutágenos biológicos. A. MUTÁGENOS FÍSICOS Son radiaciones de alta energía capaces de dañar el DNA y causar mutaciones. Estos agentes son: Radiaciones ultravioletas procedentes del sol. Pueden ser de dos tipos: Radiaciones UVA y UVB, produciendo ambas cáncer de piel. Radiaciones ionizantes. Son radiaciones electromagnéticas de longitudes de onda corta. Entre ellas se encuentran los rayos X y los rayos gamma, los cuales producen flujos de protones y neutrones. Radiación corpuscular: partículas α y β. Estas partículas se emiten en los procesos de desintegración de isótopos radiactivos, causando efectos semejantes a los producidos por los rayos X y los gamma. Causan mutaciones que pueden desencadenar la aparición de tumores cancerígenos. B. MUTÁGENOS QUÍMICOS: Son sustancias que reaccionan con el DNA y provocan la modificación química de sus bases dando lugar a inserciones, sustituciones o delecciones. La mayoría son mutágenos cancerígenos capaces de provocar la transformación cancerosa. Entre éstas sustancias tenemos: Benzopireno: Presente en los alquitranes y humos de tabaco. Provoca adicción o delección de nucleótidos durante la replicación. Ácido nitroso: Provocan la desaminación de la citosina en uracilo, una base que no es propia del DNA. Agentes alquilantes: Introducen grupos alquilo en el DNA alterando la replicación. Otros mutágenos: Dietiletilbestrol: usado en el engorde del ganado. Asbesto, material utilizado en la construcción. Cromo y cadmio. Arsénico, produce contaminación de acuíferos. Dioxinas, producidas por la contaminación del PVC. C. MUTÁGENOS BIOLÓGICOS: Son los llamados ONCOVIRUS, un tipo de virus animal capaz de producir cáncer. VI. CLASES DE MUTACIONES SEGÚN SUS EFECTOS.

* Según sea el efecto de la mutación sobre la secuencia de la proteína codificante por el gen mutado, se diferencian los siguientes tipos de mutaciones:

1º.- MUTACIONES SILENCIOSAS.

Se producen cuando la sustitución de una base por otra no provoca cambios en la secuencia de la proteína codificada por el gen mutado.

2º.- MUTACIONES QUE CAMBIAN EL SENTIDO.

Son originadas por la sustitución de una base por otra que afecta a la región exónica, alterando la proteína resultante.

La sustitución puede ser de 2 tipos:

a.- SUSTITUCIÓN CONSERVADORA.-

Provoca una mutación neutra, donde el aminoácido introducido es similar al sustituido, por lo que la secuencia de la proteína no cambia.

b.- SUSTITUCIÓN NO CONSERVADORA.-

En éste caso, el aminoácido sustituido es muy diferente, por lo que provoca cambios en la proteína formada.

3º.- MUTACIONES QUE CAMBIAN EL MARCO DE LA LECTURA.-

Se producen por inserciones o delecciones en ambas cadenas del DNA, provocando un cambio completo en la secuencia de todos los aminoácidos desde la mutación hasta el extremo final.

4º.- MUTACIONES SIN SENTIDO.-

Tienen lugar cuando la inserción, delección o sustitución cambia o transforma un triplete codificante por uno de terminación (triplete de stop), provocando el cese inmediato de la síntesis de proteínas.

* Muchas de las mutaciones originadas en el DNA provocan efectos perjudiciales, entre los cuales los más importantes son: