Trata sobre mutaciones

1. TEMA 18: ALTERACIONES DEL
MATERIAL GENÉTICO

2. 1. MUTACIONES: CONCEPTO Y TIPOS
2. MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES
3. MUTACIONES CROMOSÓMICAS
4. MUTACIONES GENÓMICAS O NUMÉRICAS
5. ORIGEN DE LAS MUTACIONES
6. MUTACIONES Y EVOLUCIÓN
7. MUTACIONES Y CÁNCER

3. 1. MUTACIONES: CONCEPTO Y TIPOS.
• Las mutaciones son cambios bruscos en el material genético (ADN),
inesperados, al azar y con una frecuencia muy pequeña. Es el cambio que se
produce en el genotipo y que puede manifestarse en el fenotipo.
• Las mutaciones son necesarias para aumentar la variabilidad genética, que ha
permitido la evolución de los seres vivos y ha originado la biodiversidad del
planeta.
• A veces las mutaciones son perjudiciales para el individuo en el que aparecen,
como es el caso del cáncer y les enfermedades genéticas (Alzheimer,
esclerosis,…)

4. 1. MUTACIONES: CONCEPTO Y TIPOS.
Las mutaciones se pueden clasificar según varios criterios:
- Según las células afectadas: germinales o sexuales (si se transmiten a la descendencia)
o somáticas (no se transmiten a la descendencia)
- Según las causas: naturales o inducidas por agentes mutágenos (físicos, químicos o
biológicos)
- Según los efectos: beneficiosas (aumentan la probabilidad de supervivencia), perjudiciales
(patológicas o letales) o neutras (no producen ni beneficios ni perjuicios significativos)
- Según el tipo de expresión
genética o alelos resultantes:
dominantes o recesivas. Las
mutaciones referidas al alelo
dominante se localizan con
facilidad.
- Según la alteración genética
provocada: génicas o puntuales
(cambia la secuencia nucleotídica
de un gen), cromosómicas
(cambia la estructura del
cromosoma: el número de genes
o la ordenación de los genes) o
genómicas (cambia el número de
cromosomas).

5. 2. MUTACIONES GÉNICAS.
• Son alteraciones que afectan a la estructura de los genes (la secuencia de
nucleótidos de los genes). Suponen cambios químicos del ADN.
• Pueden afectar a genes estructurales o reguladores
• Causas:
- errores en la replicación del ADN que no son corregidos.
- acción de agentes mutágenos (físicos o químicos)
• Tipos de mutaciones génicas:
− Por sustitución de una base por otra distinta
− Transiciones: si se sustituye una base púrica por otra púrica (A yG) o
una pirimidínica por otra pirimidínica (C, T y U).
− Transversiones: si se sustituye una base púrica por una pirimidínica
o viceversa.
− Por pérdida (deleción) o adición de bases (inserción): estas son más
graves porqué como los tripletes estarán cambiados, el mensaje
codificado será muy distinto.
− Por cambios de lugar de algunos segmentos del ADN
(transposición): aparecen nuevos tripletes y el mensaje genético también
cambia.

7. MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES
• Albinismo (recesiva)
• Fenilcetonuria (recesiva)
• Enfermedad de Tay-Sachs (recesiva)
• Enanismo (dominante)
• Polidactilia (dominante)
• Enfermedad de Huntington (dominante)
• Anemia falciforme (recesiva)
• Fibrosis quística (recesiva)

8. 3. MUTACIONES CROMOSÓMICAS.
• Cambian la estructura del cromosoma (el número de genes o la ordenación de
los genes), por errores en la recombinación de la meiosis.
Alteraciones por el número de genes: o hay una pérdida de genes o un exceso
de genes.
- Deficiencias (si se pierden genes en el extremo) y deleciones (si se pierden
genes en otro lugar)
- Duplicaciones: si se repiten genes (hay un exceso)
Alteraciones en el orden de los genes:
- Inversiones: Si la inversión de genes incluye el centrómero se llama
pericéntrica, si no lo incluye paracéntrica.
- Translocaciones: Un fragmento de un cromosoma se traslada a otra parte de
un cromosoma, a su homólogo o a otro cualquiera. Si el fragmento pasa de
un cromosoma a otro se dice transposición o translocación no recíproca.
Si el paso es de un cromosoma a otro y de este al primero se llama
translocación recíproca.

10. MUTACIONES CROMOSÓMICAS
• Síndrome del maullido del gato (deleción del brazo corto
del cromosoma 5)
• Síndrome de Prader-Willi (deleción del brazo largo del
cromosoma 15)
• Síndrome de Angelman (deleción de una región del
cromosoma 15)
• Síndrome deleción 22q13 (deleción del extremo distal del
brazo largo del cromosoma 22)

11. 4. MUTACIONES GENÓMICAS O NUMÉRICAS (O CARIOTÍPICAS).
• Son cambios en el número de cromosomas (por exceso o defecto) que suelen producir
alteraciones graves.
• Hay dos grandes tipos:
− Euploidía: alteración en el número de juegos cromosómicos (conjunto formado por
un cromosoma de cada tipo). Monoploidía (n pero debería ser 2n) y haploide no son
lo mismo. La poliploidía es rara en animales y común en plantas: trigo (6n), soja (4n)
etc., con frutos más grandes (interés económico).
− Aneuploidía: falta o sobra algún cromosoma.
Trisomías: (2n+1)
o En autosomas: síndrome de Down (trisomía del 21), de Edwards (trisomía del
18), de Patau (trisomía del 13)
o En cromosomas sexuales: síndrome de Klinefelter (XXY), triplo X (XXX),
duplo Y (XYY).
 Monosomías: (2n-1)
o En autosomas es letal.
o En cromosomas sexuales: síndrome de Turner (X0)

12. Aneuploidía: falta o sobra
algún cromosoma, por la
fusión de un gameto
normal con otro que tiene
n-1, n+1, n+2
cromosomas.

14. 5. ORIGEN DE LAS MUTACIONES
5.1 MUTACIONES ESPONTÁNEAS.
La mutaciones son relativamente frecuentes pero su manifestación es escasa porque:
• Existen mecanismos de reparación del ADN, que corrigen los errores.
• La alteración de la secuencia de bases no afecta a la secuencia de aminoácidos, puesto
que muchos aminoácidos son codificados por más de un triplete.
• La alteración de la secuencia de bases no altera la funcionalidad de la proteína.
• Algunas veces se producen mutaciones inversas de manera que un gen mutado vuelve a
su forma normal.
• La mutación afecta al alelo recesivo, por tanto, solo se manifestará en homocigosis
recesiva.
• Las mutaciones solo se manifestarán en las células hijas de la que ha padecido la
mutación.
La frecuencia de las mutaciones depende de:
• La frecuencia de la multiplicación celular: cuanto más se divide una célula, mayor
frecuencia de mutación.
• La secuencia de bases nitrogenadas del gen: los pares de bases A=T mutan más
fácilmente que los de G≡C
• Los factores ambientales, es decir, de la exposición a los agentes mutagénicos.

15. 5. ORIGEN DE LAS MUTACIONES
5.2. MUTACIONES INDUCIDAS: AGENTES MUTAGÉNICOS
Los agentes mutagénicos son aquellos agentes físicos, químicos o biológicos que aumentan
la tasa de mutación espontánea de una especie, provocando cambios en los genes o
alteraciones en los cromosomas.
AGENTES MUTAGÈNICOS FÍSICOS: Las radiaciones pueden provocar daños en el
material genético.
Las radiaciones ionizantes ( corta): Son muy
energéticas, que provocan la ionización de los
átomos de las sustancias que atraviesan. Ej:
rayos X, rayos gamma y las radiaciones
emitidas en procesos radioactivos
(partículas alfa y beta)
• Efectos: cambios enzimáticos y por tanto,
metabólicos; alteraciones en la estructura de
los cromosomas; cambios químicos en el ADN
con ruptura de enlaces nucleotídicos, dímeros
de timina contiguos con enlaces covalentes,
pérdida de bases nitrogenadas, etc.
Las radiaciones no ionizantes ( larga):
No producen ionizaciones, sino que los
electrones pasan a niveles energéticos
más altos. Ej: rayos ultravioletas.
• Efectos: ruptura de enlaces
nucleotídicos, pérdida de bases
nitrogenadas, dímeros de timina, etc.
Fluctuaciones térmicas: los cambios de
temperatura producen desaminaciones y
despurinaciones en los nucleótidos.

16. AGENTES MUTAGÉNICOS QUÍMICOS: Muchas sustancias, como los
colorantes usados en la industria, los pesticidas o determinados contaminantes
(como nitritos o compuestos aromáticos, arsénico, asbesto, cadmio), provocan
cambios en los genes si las células reciben estos productos habitualmente.
Efectos: Cambios químicos en las bases que provocan emparejamientos
erróneos de bases nitrogenadas, exceso de nucleótidos o supresiones en la hebra
nueva en la replicación que provoca tripletes distintos y una traducción diferente,
activación de enzimas que provocan alteraciones en los mecanismos de
reparación de errores en el ADN.
AGENTES MUTAGÉNICOS BIOLÓGICOS: Algunos virus pueden aumentar la
frecuencia de mutaciones en genes de la célula que parasitan, como el virus del
papiloma humano, virus de la hepatitis B, retrovirus, etc., También los
transposones (segmentos móviles de ADN que cambian de posición dentro de un
cromosoma o a otro) pueden originar mutaciones. Los transposones podrían
pasar a través de virus que los han tomado de una célula infectada y pasarlos a
otras células parasitadas.
Efectos: cambios en la expresión de algunos genes, provocando activaciones o
inactivaciones génicas no deseadas.

19. 6. MUTACIONES Y EVOLUCIÓN
• Las mutaciones son necesarias para aumentar la variabilidad genética, que
ha permitido la evolución de los seres vivos y ha dado lugar a la
biodiversidad del planeta.
• Charles Darwin propuso un mecanismo que explicaba la evolución, la
selección natural. Esta requiere la existencia previa de variabilidad entre los
organismos que integran una población.
• Los principales agentes de la variabilidad de las poblaciones son:
- La recombinación genética, que reordena los genes dando nuevos
genotipos.
- Las mutaciones, que permiten la aparición de genes que no
existían.
• La mayoría de las mutaciones son perjudiciales. Las beneficiosas suelen
pasar inadvertidas, de manera que las ventajas evolutivas se manifiestan
lentamente.
• La lenta evolución molecular se reflejará en las características biológicas de
los individuos. Ante los cambios, la selección natural favorece la
supervivencia de los individuos que llevan las mutaciones adaptativas
más favorables.

20. Cambios en la
abundancia de las
distintas variedades de
mariposa del abedul a
causa de las
modificaciones
ambientales, sin que
las variedades lleguen
a desaparecer.
Formación de dos
especies de bóvidos a
partir de dos
poblaciones aisladas
geográficamente.

21. 7. MUTACIONES Y CÁNCER
• El cáncer es causado por un proceso de división celular sin control que provoca una
multiplicación rápida y desorganizada de las células, que conduce a la destrucción del
tejido afectado e, incluso, a la invasión de otros órganos (metástasis).
• El primer efecto de la proliferación de células cancerosas es la formación de tumores o
masas de células en crecimiento incontrolado. En los tumores benignos, las células
no presentan capacidad de invasión de otros tejidos. En los tumores malignos las células
cancerosas pueden invadir otros tejidos muy alejados del tumor (metástasis). Las células
cancerosas presentan frecuentemente mutaciones cromosómicas.
• El origen del cáncer está directamente relacionado con las mutaciones. De manera
simplificada se puede considerar que son tres las causas de aparición de células
cancerosas:
-La aparición de oncogenes activos, originados a partir de agentes mutagénicos que
alterarían los protooncogenes, de los cuales provienen, y se produce una estimulación
de la división celular. Los oncogenes actúan sin regulación y las células afectadas
proliferan sin control.
- La desactivación de los genes supresores de tumores: los genes supresores de
tumores son genes que se activan cuando las células rompen el equilibrio que genera un
buen funcionamiento del organismo, despertando los mecanismos de apoptosis o muerte
celular, o al menos codificando proteínas inhibidoras de la división celular. Las células de
los tumores deberían desencadenar la propia muerte celular, pero alguna mutación que
desactiva algunos de los genes supresores de tumores impide este mecanismo
regulador. Los tumores producidos por este mecanismo son los más agresivos.
- La mutación de genes implicados en la corrección de errores evita la reparación del
ADN mutado y puede avanzar el tumor.