EXAMEN. UNIDAD 6

Conclusión

De acuerdo con los objetivos planteados al principio del curso el alumno, definirá la mutación, su papel en la genética molecular y los distintos tipos que se conocen. Relacionará los distintos mutágenos con los defectos en la organización del genoma. Y conocerá los mecanismos de reparación molecular del material genética de los seres vivos con el fin de entender la estabilidad y la variabilidad genética.

Llegando a la conclusión de que:

Q     Una mutación puede definirse como la modificación de la secuencia del ADN. En la que existen distintos tipos en la cual destacan las mutaciones que se dan en células germinales (heredable) y las que se dan en tejido somático (no heredable, excepto si el organismo se reproduce asexualmente).

Q     Las mutaciones pueden ser a nivel ADN, cromosómico, espontaneas e inducidas. Para las mutaciones que son a nivel DNA se pueden clasificar en transcripción (cambio de una pirimidina por otra pirimidina o purina con otra purina),  transverción (cambio de una purina con una pirimidina) y la de cambio de fase que se divide a su vez en: deleccion (se elimina un par de bases) duplicación (se copia un par de bases de mas). Con respecto a las mutaciones espontaneas estas se originan de manera natural en el proceso de división, en las mutaciones inducidas estas son producidas por agentes mutagénicos ya sean físicos (rayos UV, rayos X, rayos gamma, ) o químicos.

Existen diferentes mecanismos de reparación del material genético: Reparación directa

ü Reparación por escisión de nucleótidos (REN)

ü Reparación por escisión de la base (REB)

ü Reparación de apareamientos erróneos (mismatch)

ü Sistemas de recuperación: reparación por recombinación y respuesta SOS

Referencias

• http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm#Espont%C3%A1nea%20e%20inducida
• http://benitobios.blogspot.mx/2008/11/tipos-de-mutaciones.html página de la  Escuela Preparatoria "Lic. Benito Juárez García",.
• http://perso.wanadoo.es/sancayetano2000/biologia/apu/tema4_4.htm
• http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/biogerontologia/materiales-de-clase-1/capitulo-8.-danos-en-el-genoma-y-el-envejecimiento/8.3-mecanismos-de-reparacion-del-adn

Ensayo: Importancia de las mutaciones en la biología

La biología es el estudio de los seres vivos y todas sus estructuras, uno de los componentes más importantes es el ADN. Ahora bien sabemos que la naturaleza está en constante cambio, los organismos se adaptan y evolucionan según los cambios a su entorno y sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.

Sabiendo que las mutaciones no son sino un cambio en la información genética que es heredable, decir que se transmite de padres a hijos, estaremos de acuerdo en que se deben a pequeños cambios a lo largo del tiempo de modo aleatorio que pueden ser beneficiosas, neutrales y habitualmente perjudiciales.

La mayoría de las mutaciones son perjudiciales y dan lugar a enfermedades como por ejemplo el albinismo, que también sufre cáncer, otra consecuencia de las mutaciones, al referirse a las mutaciones neutrales estas son aquellas que se poseen pero estas son recesivas, pero también beneficiosas dando verdadera importancia a que es la base de la evolución, pues aunque no estén hechas aposta, son la forma por la cual, quizá por muerte de las demás o por simple mejora de uno mismo haga que el portados en cuestión sobreviva.

En conclusión las mutaciones son el motor de la evolución claro teniendo sus fallas, pero que son de gran importancia en la biología.

REFERENCIAS

Q    http://ies.alpajes.aranjuez.educa.madrid.org//argos/cine/mutaciones_cuestiones.pdf

5.1 CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE LESIONES EN EL ADN

Una mutación es una alteración en la secuencia de ADN. Esta puede implicar desde un pequeño evento como la alteración de un solo par de bases nucleotídicas hasta la ganancia o pérdida de cromosomas enteros.

Puede ser causada por daños producidos por químicos, por radiación o por errores durante la replicación y la reparación del ADN.

Existen diferentes tipos de lesiones en el ADN:

Restricción: mediante actividades metilasa y endonucleasa se protege el DNA propio del foráneo.

Recombinación: se redistribuyen o reorganizan dos moléculas de DNA.

Reparación: corrige aquellos errores introducidos en la secuencia del DNA tras la replicación.

Transposición: es un tipo especial de recombinación con el que se consigue cambiar de posición un DNA, o sea, reorganizarlo, y en otras lo que hace es amplificarlo.

5.1.1 Lesiones espontáneas

Son un conjunto de alteraciones en las bases que tienen como denominador común su formación a partir de procesos celulares normales de la célula.

5.1.2 Lesiones inducidas

Se produce como consecuencia de la exposición a agentes mutagénicos químicos o físicos.

5.1.2.1 Fijación de la lesión (mutación)

Al referirse a la fijación de una lesión genética estamos indicando que se habla de una mutación que es  una alteración o cambio heredable en la secuencia de ADN.

Esta puede implicar desde un pequeño evento como la alteración de un solo par de bases nucleotídicas hasta la ganancia o pérdida de cromosomas enteros.

Puede ser causada por daños producidos por químicos, por radiación o por errores durante la replicación y la reparación del ADN.

Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede aparecer como una algo perjudicial, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.

CLASIFICACION DE LAS MUTACIONES

Las mutaciones pueden darse en tres niveles diferentes:

1.     Molecular (génicas o puntuales)

2.     Cromosómico

3.     Genómico

1.     Mutaciones génicas o puntuales

Las mutaciones a nivel molecular son llamadas génicas o puntuales y afectan la constitución química de los genes. Se originan por:

a)    Transición. Donde debería haber un nucleótido se inserta otro. Por ejemplo, en lugar de la citosina se instala una timina o  TàG.

b)    Transverción. Consiste en el cambio de una purina con una pirimidina o viceversa.

c)    Desfasamiento o de cambio de fase. Al insertarse (inserción) o eliminarse (delección) uno o más nucleótidos se produce un error de lectura durante la traducción que conlleva a la formación de proteínas no funcionales.

2.     Mutaciones cromosómicas

El cambio afecta a un segmento de cromosoma (mayor de un gen), por tanto a su estructura.

Mutaciones en un segmento del cromosoma.

ü Delección. Es la pérdida de un segmento cromosómico, que puede ser terminal o intercalar. Cuando ocurre en los dos extremos, la porción que porta el centrómero une sus extremos rotos y forma un cromosoma anular.

ü Inversión. Cuando un segmento cromosómico rota 180° sobre sí mismo y se coloca en forma invertida, por lo que se altera el orden de los genes en el cromosoma.

ü Duplicación. Repetición de un segmento cromosómico.

ü Translocación. Intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos, que puede ser o no recíproca.

3.     Mutaciones genómicas

v Euploidia

La euploidia afecta al conjunto del genoma, aumentando el número de juegos cromosómicos (poliploidía, siendo estos típicamente esteriles) o reduciéndolo a una sola serie (monoploidía). 

v Aneuploidía

Afecta al número de cromosomas individualmente (por defecto o por exceso), es decir cuando se gana o se pierde un cromosoma.  Se debe a que durante la meiosis cuando los cromosomas homólogos no se separan y ambos se incorporan a un mismo gameto).

* A veces, la aneuploidía, puede afectar a más de una pareja de homólogos.

Varias clases de aneuploidías:

·       Nulisomía: falta de un par de homólogos. à (2n-2).

·       Monosomía: falta de uno de los dos homólogos. à (2n-1)

Ejemplo: Síndrome de Turner (45, X)

·       Trisomía: hay tres homólogos. à (2n+1)

Ejemplos:

o   Síndrome de Down (47, XX + 21 ó 47, XY + 21).

o   Síndrome de Klinefelter (47, XXY)

o   Síndrome triequis o metahembras (47, XXX)

·       Tetrasomía: hay cuatro homólogos.

5.1.2.2 Agentes mutagénicos

Es un agente físico, químico o biológico que altera o cambia la información genética de un organismo, lo que  incrementa la frecuencia de mutaciones por encima de un nivel natural.

5.1.3 Físicos

En esta se incluyen tanto las radiaciones no ionizantes (luz ultravioleta) como las radiaciones ionizantes producen mutaciones, por mecanismos diferentes:

Q    Los rayos ultravioleta: son radiaciones electromagnéticas de menos longitud de onda que la luz (más energéticas) que provocan la formación de dímeros entre T y C lo que provoca una mayor probabilidad de errores en la duplicación del ADN.

Q    Las radiaciones ionizantes: son radiaciones electromagnéticas de menor longitud de onda (y más energéticas) que los rayos ultravioleta, como los rayos gamma, los rayos X, las partículas alfa, beta y los neutrones. Originan una ionización del agua y de otras sustancias que producen roturas cromosómicas.

5.1.4 Químicos

Múgatenos químicos compuestos o elementos químicos que pueden alterar rápidamente la estructura genética. Se agrupan según su modo de acción. Pueden ser:

ü Los análogos de las bases nitrogenadas: son sustancias semejantes a las bases nitrogenadas que se incorporan como el 5-bromouracilo o la 2-aminopurina.

ü Agentes que provocan cambios químicos en las bases nitrogenadas. Estos cambios se producen porque estos agentes reaccionan con el ADN y originan un apareamiento incorrecto. Destacamos: el ácido nitroso (HNO₂), porque desamina ciertas bases nitrogenadas y la hidroxilamina que reacciona con la citosina.

5.2 Sistemas de reparación

Tanto por daños físico-ambientales como por errores de síntesis, las biomoléculas pueden sufrir alteraciones químicas. Puesto que el DNA no puede «recambiarse» como otras biomoléculas ya que permanece intacto de una división a otra, la estabilidad de la molécula se consigue mediante dos maquinarias: la fidelidad de la replicación y la reparación de daños. Los mecanismos de reparación se van a clasificar en 5 grupos principales:

1.     Reparación directa: Por estos mecanismos se reparan: metilación de guanina, y en algunos vertebrados dímeros de pirimidina. No intervienen nucleasas ni ADN-polimerasas.

2.     Reparación por escisión de nucleótidos (REN): Este mecanismo de reparación es muy similar al anterior, y de hecho comparte con aquél algunos de sus elementos moleculares. En una primera etapa, el sistema reconoce el punto de la lesión. Seguidamente actúa una endonucleasa que corta un pequeño fragmento de la hebra que presenta la lesión a ambos lados de la misma dejando entre el nucleótido afectado y ambos puntos de corte varios nucleótidos. Luego se retira esta porción de la hebra al tiempo que una polimerasa de ADN comienza la síntesis del fragmento que sustituirá al eliminado, tomando como molde la hebra “sana” (Figura 7).

3.     Reparación por escisión de la base (REB): En este caso la base alterada es retirada del ADN por un tipo de enzimas denominados glicosidasas. Hay varias y cada una se ocupa de un tipo de modificación (Hipoxantina-ADN glicosidasa, uracil-ADN -glicosidasa, etc.). Cuando estas retiran la base dañada se genera un sitio AP (también se pueden generar sitios AP por otras causas), que resultaría muy mutagénico si se dejase sin reparar, ya que bloquearía la replicación o transcripción del ADN en ese punto, por lo que seguidamente interviene una endonucleasa que retira el resto de ribosa fosfato del sitio AP, dejando un hueco de un nucleótido que es rellenado inmediatamente por la acción de una polimerasa del ADN, por último la hebra es sellada por la ligasa (Figura 6).

4.     Reparación de apareamientos erróneos (mismatch)

5.     Sistemas de recuperación: reparación por recombinación y respuesta SOS

Los agentes que causan daños en el DNA tienen distintos orígenes. Por una parte, están las alquilaciones (metilaciones principalmente), las desaminaciones, la oxidación y los rayos UV. La acumulación de mutaciones en células somáticas es el origen de muchos cánceres y las células cancerosas reparan mal las mutaciones. Por eso muchos tratamientos antineoplásicos sobre la base de inducir mutaciones que los tumores no saben reparar.

INTRODUCCIÓN

 Los daños en el ADN pueden ser reparados para mantener la integridad de la información genética, la importancia biológica de la reparación del ADN es evidente al encontrar múltiples mecanismos de reparación. Estos sistemas incluyen enzimas que simplemente revierten la modificación química, así como complejos enzimáticos más complicados que dependen de la redundancia de la información en la molécula de ADN.

El DNA está constantemente expuesto a agentes medioambientales que le causan daño (los agentes físicos tales como la radiación y los agentes químicos del medio ambiente y los radicales libres, altamente reactivos producidos en el metabolismo corporal).
Se estima que cada célula humana pierde diariamente más de 10000 bases por deterioro espontáneo del DNA a temperatura corporal. Las células replican su DNA con una cierta probabilidad de error.

Una mutación no se puede reparar, pero un daño ó lesión sí.
Cualquier mutación, en cualquiera de los genes es perjudicial para el organismo.

Existen distintos tipos de daños: se pueden producir espontáneamente ó por agentes externos:

o  Rotura de una de las cadenas ó de las dos cadenas: a nivel de las dos cadenas puede romper cromosomas enteros.

o  Pérdida de bases: al perder la base se quedan sitios sin base ó sitios AP. Se produce de forma espontánea.

o  Modificación de una base: los grupos alquilo se transforman en grupos alquilo.

o  Dímeros de Limina: pueden bloquean la transcripción y replicación.

o  Enlaces cruzados: se unen por enlaces de H2, normalmente, pero estos enlaces se unen por enlace de tipo covalente altera el apareamiento de las bases ó la continuidad del esqueleto azúcar – fosfato. Interfieren en el metabolismo normal del ADN.

o  El daño del ADN debido a procesos metabólicos normales.

o  Daño del ADN mitocondrial y nuclear

OBJETIVOS

§  Definirá la mutación, su papel en la genética molecular y los distintos tipos que se conocen.

§  Relacionará los distintos mutágenos con los defectos en la organización del genoma.

§  Conocerá los mecanismos de reparación molecular del material genética de los seres vivos con el fin de entender la estabilidad y la variabilidad genética

METODOLOGÍA

Los apuntes de esta unidad serán ordenados conforme lo marca el temario, las investigaciones y las tareas se anexaran de acuerdo a la fecha de entrega, exigencias del profesor o si es posible acorde al temario, la bibliografía la expondré al final de la unidad en orden cronológico a los temas, es decir conforme se fueron investigando, al igual las conclusiones se incorporaran al final.

Examen Unidad 4