1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORALFacultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la ProducciónIngeniería en AlimentosMutagénicos Químicos Directos e IndirectosMSc. Sandra AcostaINTEGRANTES:Diana CoelloCarlos MeraVerónica MonserrateJuan Diego ValenzuelaCarolina VillavicencioTOXICOLOGÍA Y LEGISLACIÓN ALIMENTARIA <br />Mutagénicos Químicos Directos e Indirectos<br />La definición de mutación a partir del conocimiento de que el material hereditario es el ADN y de la propuesta de la doble hélice para explicar la estructura del material hereditario (Watson y Crick, 1953), sería que una mutación es cualquier cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN. <br />MUTACIÓN ESPONTÁNEA E INDUCIDA<br />Mutación espontánea: Se produce de forma natural o normal en los individuos.<br />Mutación inducida: Se produce como consecuencia de la exposición a agentes mutagénicos químicos o físicos.<br />MUTAGENOS<br />En biología, un mutágeno (latín, quot;
origen del cambioquot;
) es un agente físico o químico que altera o cambia la información genética (usualmente ADN) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones causan el cáncer adquieren la denominación de carcinógenos.<br />Estos agentes mutagénicos se pueden clasificar en:<br />Mutágenos Físicos: Son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. <br />Mutágenos Biológicos: Son aquellos organismos “vivos” que pueden alterar las secuencias del material genético de su hospedador; como por ejemplo; virus, bacterias y hongos.<br />Mutágenos Químicos: Son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma brusca.<br />Mutágenos Químicos<br />La mutagénesis química se descubrió en 1942 cuando Carlota Averbach y J. M. Robson descubrieron que la mostaza nitrogenada (un ingrediente de los gases asfixiantes que se han utilizado en las guerras) producía mutaciones. Al final de la Segunda Guerra Mundial se conocían de 30 a 40 compuestos mutagénicos. Actualmente hay más de 6 millones de sustancias químicas de ese tipo, de los que 500.000 se utilizan en los procesos de fabricación.<br />En 1977 se creó la International Commission for Protection against Environmental Mutagens and Carcinogens que se dedica a la elaboración de normas de evaluación y de reglamentos sobre el uso y distribución de los agentes químicos mutágenos.<br />Se pueden clasificar en:<br />Mutágenos Directos <br />Aquellas sustancias que no requieren activación por parte de los sistemas enzimáticos, tienen gran afinidad con las bases nitrogenadas y los análogos de bases, se unen directamente al ADN reaccionando con los ácidos nucleicos. Por ejemplo, los gases mostaza, ácido nítrico y sulfúrico.<br />312991599695<br />De acción directa<br />Alquilantes<br />β propilactona<br />Dimetil sulfato <br />Diepoxibutano<br />Antineoplásicos<br />Acilantes<br />1-Acetil-imidazol<br />Cloruro de dimetilcarbamil<br />Análogos de bases: Estos análogos de bases o tautómeros tienen similitud estructural con las bases nitrogenadas, como por ejemplo el 5-bromouracilo o la 2-aminopurina, que se incorporan en el ADN que se replica en lugar de las bases correspondientes timina y adenina.<br />Cuando uno de estos análogos de bases se introducen en el ADN, la replicación ocurre normalmente aunque se pueden producir errores de lectura que resultan en la incorporación de bases erróneas en la copia de ADN. Es decir, el 5-bromouracilo es un análogo de la timina que contiene bromo en la posición del carbono-5 en lugar del grupo CH3 que aparece en la timina. La estructura normal (forma ceto) del 5-BU empareja con la adenina; sin embargo, el 5-BU puede cambiar con frecuencia a la forma enol o a una forma ionizada que empareja con la guanina. Ésta en otra replicación se apareará con su correspondiente citosina. Por lo tanto, se ha producido una transición de AT a GC.<br />Agentes que reaccionan con el ADN: Son moléculas que reaccionan directamente con el ADN, el cual no está replicándose, ocasionando cambios químicos en las bases lo que provoca apareamientos incorrectos. Se llama transición si se pasa de una base púrica a otra forma de apareamiento de otra base púrica o de una pirimidina en otra pirimidina; se denomina transversión si una purina se convierte en una pirimidina. Estos agentes son el ácido nitroso, la hidroxilamina, agentes alquilantes y otros. Los agentes alquilantes, junto con la luz ultravioleta son los agentes mutagénicos más potentes. Los compuestos más conocidos son el etil metano sulfonato (EMS), metil metano sulfonato (MMS), dietil sulfato (DES), etiletanosulfonato, mostaza nitrogenada, etc.<br />Etil metano sulfonato (EMS) introduce un metilo en la guanina provocando la transición GC a AT. <br />El ácido nitroso elimina el grupo amino (desaminación) de adenina y citosina, convirtiendo estas bases en hipoxantina (H) y uracilo (U), respectivamente. <br />Hidroxilamina añade un grupo hidroxilo (OH) al grupo amino de la citosina, haciendo que la base sufra un cambio tautomérico. <br />Etiletanosulfonato y mostaza nitrogenada pueden producir mutaciones por adición de grupos metilo o etilo a la guanina, haciendo que se comporte como un análogo de base de la adenina y dando lugar a errores de apareamiento. <br />Agente intercalantes: Son moléculas planas que se insertan entre dos pares de bases del ADN, separándolas entre sí. Durante la replicación, esta conformación anormal puede conducir a inserciones o deleciones en el ADN, originando mutaciones por corrimiento de lectura. Las sustancias más características de este grupo son las acridinas (naranja de acridina), bromuro de etidio y proflavina.<br />Los colorantes de acridina actúan insertándose ellos mismos entre dos bases púricas vecinas de un sólo filamento del DNA.<br />2834640268605Formaldehido: Muy utilizado él o sus polímeros en la fabricación de resinas sintéticas y en la industria textil y del papel (también en la agricultura como desinfectante de semillas y fungicida). Detectado en el humo del tabaco y automóviles. <br />Acetaldehído: Utilizado como disolvente en las industrias del caucho, curtido de pieles y papel. Producto intermedio en los procesos de obtención de muchos productos químicos (ácido acético, alcohol butílico, acetato de celulosa, resinas de acetato de vinilo, etc.). Detectado también en el humo del tabaco y del automóvil.<br />Acroleína: Utilizado en el acabado textil, tratamiento del papel, gomas químicas, plásticos, resinas sintéticas e industria farmacéutica. Detectado en la hoja y humo del tabaco y en atmósferas de pinturas y barnices vegetales y humo de automóviles.<br />Mutágenos Indirectos <br />Agentes químicos que para causar daño o efectos sobre el ADN requieren ser activados metabólicamente por sistemas enzimáticos que poseen las plantas y animales, a esto agentes químicos se les denomina promutágenos o mutágenos indirectos. Se producen como consecuencia del metabolismo de sustancias que por sí mismas no son mutagénicas, el mejor ejemplo son la nitrosaminas que se forman cuando ingerimos alimentos ricos en nitratos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (benzopireno, cloruro de vinilo) y las aminas. <br />Requieren activación metabólica<br />Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos y Heterocíclicos<br />341566584455Benzantraceno<br />Benzopireno<br />Dibenzantraceno<br />3-Metilcolantreno <br />7,12-Dimetilbenzantraceno<br />Aminas Aromáticas, Amidas, Colorantes Azoicos<br />2-Naftilamina<br />Bencidina<br />2Acetilaminofluoreno<br />Dimetilaminoazobenceno (amarillo de mantequilla)<br />Plantas naturales y productos microbianos<br />Aflatoxina B1<br />Griseofulvina <br />Cicasina<br />Safrol<br />Nueces de betel<br />Otros<br />Nitrosamidas y amidas<br />Cloruro de vinilo, níquel, cromo<br />Insecticidas, fungicidas<br />Bifenilos policlorados<br />Reacciones oxidativas: Las formas reactivas del oxígeno (superóxidos, peróxidos y radicales hidroxilo) que se producen durante el metabolismo normal, la radiación, el ozono y ciertas drogas pueden dañar el ADN e inducir mutaciones provocando cambios químicos en el ADN. Por ejemplo, la 8-oxi-7,8 dihidrodesoxiguanina.<br />Hidrocarburos aromáticos policíclicos: El 3,4-benzopireno es el agente carcinógeno más potente y extendido que contamina el aire como resultado de la combustión incompleta de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos. Dicho compuesto se encuentra también en condensados de humo de tabaco, aceites minerales, ceras comerciales, polvo producido por el desgaste de las correas de caucho en su roce con las poleas, etc.<br />Aflatoxina B1: Es un carcinógeno poderoso que se une a la posición N7 de la guanina. La formación de este producto da lugar a la rotura del enlace entre la base y el azúcar, liberándose la base y el azúcar, generando un sitio apurínico.<br />Casos que se han presentado por efecto de los mutagénicos indirectos<br />Efectos de los promutágenos en el agua tratada de Villa Hermosa<br />Se encontró que la contaminación y la cloración influyen en la mutagenicidad de las aguas tratadas en la planta de Villa Hermosa (Madrid, España). Para evaluar la actividad mutagénica se utilizó el test de Ames con las cepas TA-100 y TA-98 de Salmonella typhimurium. Se observó que la contaminación es la responsable de la alta mutagenicidad indirecta observada en el agua que entra a la planta de tratamiento de Villa Hermosa. El tratamiento de las aguas antes de clorar deja pasar aproximadamente un 30% de los mutágenos indirectos formados por contaminación, los cuales pueden agregarse o potenciar los nuevos mutágenos formados por la cloración del agua. La alta mutagenicidad directa en la cepa TA-100 obtenida de esta agua clorada concuerda con el patrón de mutagenicidad producido por los trihalometanos formados en aguas cloradas.<br />Aberraciones cromosómicas en trabajadoras expuestas a plaguicidas<br />Los trabajadores de las fincas y empacadoras de banano en Costa Rica se encuentran expuestos a plaguicidas en mayor grado que los agricultores de otros cultivos y los agricultores de los países templados; su exposición ocurre a través de todo el año. Entre los problemas de salud a largo plazo que puede causar dicha exposición, se encuentra el aumento del riesgo para el desarrollo de tumores en los mismos trabajadores o en sus hijos; y problemas reproductivos, tales como abortos repetidos, existen los antecedentes de esterilidad por exposición al DBCP, esto es provocado por ciertas aberraciones cromosómicas, mismas que son encontradas frecuentemente en las células cancerosas, en los productos de abortos espontáneos y en muchos individuos con desórdenes del desarrollo. La fuerte asociación que existe entre aberraciones cromosómicas y la formación de tumores hace que su análisis en poblaciones de alto riesgo sea considerado un método apropiado para estudiar lastogenicidad y se consideran un buen predictor de carcinogenicidad. Tanto las sustancias químicas que reaccionan directamente con el ADN, como algunas de las consideradas mutágenos indirectos, llamados equivocadamente no genotóxicos, pueden producir aberraciones cromosómicas Poblaciones expuestas a sustancias químicas han sido monitoreadas en diversas y numerosas investigaciones. Los hallazgos positivos para aberraciones cromosómicas indican exposición excesiva al agente y sugieren peligro de daño a la salud de estas personas.<br />Por lo anterior se justifica la investigación sistemática de estos agentes químicos sobre la formación y el almacenamiento de mutagenos y promutagenos en el metabolismo de las plantas para usarlas como monitor y determinar el daño genético en los linfocitos humanos; de este modo, los resultados de estos estudios contribuirán en sugerir el control o regular su empleo en las prácticas agrícolas <br />Es importante señalar que la mayoría de células son capaces de reparar el ADN. Siempre que estos mecanismos de reparación estén intactos, se puede confiar en que la mayoría de mutaciones se corregirá antes de que creen un problema. Sin embargo, cuando se comprometen los mecanismos de reparación es probable que un mayor número de mutaciones genere consecuencias adversas.<br />Bibliografía<br />Clasificación de Mutagénicos. <br />http://www.sindicatounitario.net/rlr/TEXTOS/NI_03/Nota-informativa-SS-n%BA%2019-26-09-03-Mutag%E9nicos-II.pdf<br />Clasificación de Mutagénicos. <br />http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/mutacion.htm<br />Mutagénicos. http://www.cepis.ops-oms.org/bvstox/fulltext/toxico/toxico-01a6.pdf<br />Mutágeno. http://es.wikipedia.org/wiki/Mutágeno<br />Mutágeno directo. <br />http://www2.udec.cl/~digentox/glosario/mutaciongenomica.html<br />Mutágenos químicos indirectos.<br />http://books.google.com.ec/books?id=MTGJpcLQh-oC&pg=PA103&dq=mutágenos%2Bindirectos&hl=es&ei=w_gYTPOHKsXflgeo7vGNDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCMQ6AEwAA#v=onepage&q=mut%C3%A1genos%2Bindirectos&f=false<br />Mutágenos químicos indirectos. <br />http://www2.uah.es/sancho/quimica/Tema%2019/Tema%2019.pdf<br />Mutágenos indirectos. http://www.scielo.sa.cr/scielo.php?pid=S0034-77442004000300024&script=sci_arttext<br />Casos de mutágenos indirectos. <br />http://www.ots.ac.cr/tropiweb/attachments/volumes/vol52-3/27-CUENCA-Aberraciones.pdf<br />Casos de mutágenos indirectos.<br />http://www.cibernetia.com/tesis_es/CIENCIAS_AGRARIAS/QUIMICA_AGRICOLA/PLAGUICIDAS/4<br />Mutágenos químicos indirectos. <br />http://matematicas.udea.edu.co/~actubiol/publicaciones_pdf/1993/19%20%2867%29/mss%20pdf%2019%2867%29/1%20M%20Zuleta.pdf<br />Mutágenos químicos directos.<br />http://www.doaj.org/doaj?func=abstract&id=374789<br />