mutabilidad del adn
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Biología Molecular Universidad Autónoma de Nayarit
Mutaciones del
ADN
Unidad Académica de Agricultura
Xalisco, Nayarit, 03 de Diciembre del 2013
«alteración o cambio en la información genética (genotipo)de un ser vivo, muchas veces por contacto con mutágenos,y que, por lo tanto, va a producir un cambio decaracterísticas de éste, que se presenta súbita yespontáneamente»
Mutación
«Teoría de la mutación (1901), Variaciones a gran escala
que pueden producir nuevas especies en una sola
generación»
Mutación en Biología
Hugo de Vries (1848-1935)
Neodarwinismo
Equilibrio Puntuado
«El impacto que ha tenido la genética en la Teoría Evolutivaes de gran importancia. Al analizar el desenvolvimiento de lagenética encontramos las diferentes respuestas a lapregunta del surgimiento de la diversidad orgánica, es decir,a la mutación como fuente ultima de variación»
Mutación y variación
A. Barahona, 1988
Tipos de mutación
Somática - gamética
Tipos de mutación
Cromosómica – Genómica – Molecular (génicas)
GenómicasEuploidía - Aneuploidía A. Balericum - Aloploide
CromosómicaDelección – Duplicación- Inversión- Translocación - Isocromosomas
M. MolecularEspontaneas - Inducidas
M. M. Espontanea
Errores de lectura- Daños en el ADN - Transposones
Errores de lectura
Cambios Tautoméricos – Cambios de fase de lectura
Transiciones
( T por C y A por G)
Transversiones
(T por G o A y A por C o T)
“Cada una de las bases se encuentra en dos estadostautoméricos alternativos, que están en equilibrio entre sí, lacapacidad de formar tautómeros es una fuente de errores enla síntesis del ADN” ADN Polimerasa III
Tautómeros
(The Euglenoid Project, 2013)
“Las mutaciones por transición podrían ocurrir duarante la
replicación, si A o C estuviesen en la forma imino o G o T en
la forma enol”
Tautómeros
Jiménez-Sánchez y Guerrero, 1982, Genética
molecular bacteriana
«Para que las mutaciones de punto desvíen el marco de
lectura, deben encontrarse dentro de la región codificante
de un gen»
Cambio de Fase de
lectura
La adición de una base en el ADN que codifica una
determinada proteína, corre el marco de lectura
constituyendo nuevos codones.
Adición
La deleción de una base en el ADN que codifica una
determinada proteína, ocasiona el cambio en el sentido
de los codones.
Deleciones
Lectura de prueba – Exonucleasa 3´- 5´del replisoma
El nucleótido mal incorporado ahora parte de la cadena plantilla, en este momento el apareamiento incorrecto ya no existe; en cambio se habrá producido un cambio permanente en la secuencia del DNA
M. De reparación de los apareamientos incorrectos
Daños en el ADNDespurinización – Desaminicación – Daños oxidativos – Dímero de Timina
El ADN también sufre daño espontáneo por la acción del
agua, el tipo más frecuente e importante es la
desaminación de las bases
Desaminación
J. Watson et;al. 2008
“La C sufre desaminación espontánea, generando la base
no natural Uracilo, el cual se aparea con Adenina,
introduciendo la base en la cadena opuesta, en vez de con
Guanina”
Desaminación
“Adenina en hipoxantina que estable enlaces de
hidrogeno con citosina, Guanina en xantina, con citosina
aunque solo por dos enlaces”
Desaminación
“Si el ADN tuviese naturalmente uracilo en lugar de
Timina, la desaminación de la citosina generaría una base
natural, que el sistema de reparación no podría reconocer
”
Desaminación
Hotspots en el ADN de vertebrados
J. Watson et;al. 2008
“oxígeno reactivo (02, H2O2 y OH). Guanina – 7,8-dihidro-
8-oxoguanina u oxoG, se puede unir con A y C.
Transversión G:C a T:A, mutación mas común en canceres
humanos”
Oxidación
Radiaciones ionizantes, y radicales libres
J. Watson et;al. 2008
“Dímero de Timina 5-6, adducto citosina 6-4. Estas bases
unidas entre sí son incapaces de aparearse con sus
complementarias y hacen que la DNA polimeras se
detenga durante la duplicación”
Fusión fotoquímica
J. Watson et;al. 2008
TransposonesConservativa - Replicativa
“B.McClintock (1951-1957) Maíz -Bacterias”
Transposones
Transposon Simple: Extremos IS,
Centro
Transposon Compuesto: IS-
región central- RTF
Retrovirus endógenos
Retotransposon
Reutropseudogenes
env env
M. M. InducidaMutagénos
«Hermann J. Muller (1972) y Lewis Stadler (1982)comprobaron que la aplicación de Rx sobre la mosca de lafruta, inducía a la aparición de mutaciones. Mutagénos:Físicos, químicos y biológicos»
Mutagénos
«1942, Carlota Averbach y J.M. Robson, la mostaza
nitrogenada producía mutaciones. Más de 6 millones»
Mutagénos químicos
«Análogos de bases nitrogenadas que provocan un
emparejamiento erróneo durante la replicación al cambiar
una base por otra»
Mutagénos químicos
«Modificación de bases: Comprende las reacciones de
desanimación, alquilación e hidroxilación»
Mutagénos químicos
Aspergillus
Etil metano sulfonato : Agrega grupos metilo a G
Ácido Nitroso: Desaminación de A (Hipoxantina) y C (Uracilo).
Mostaza nitrogenada: Grupos metilo o etilo a G (análogo de A)
Aflatoxina B1: Uníon a N7 de G, rotura de la base y el azúcar
N-metil-N-nitro-N-nitrosoguanidina: añade radicales metilo a la O6
de G y O4 de T
Mutagénos químicos
«Agentes Intercalantes: Moléculas que se insertan entre
dos pares de bases de ADN, originando cambios de fase
de lectura»
Mutagénos químicos
Acridina
«Los virus mutagénicos podrían realizar su acción al
llevar en su genoma transposones tomados de una célula
previamente infectada e incorporarla a una nueva célula»
Mutagénos
biológicos
ReparaciónDirecta, escisión de base, escisión de nucleótido
Escisión de base y nucleotido: Enzima glucosilasa reconoce y elimina la base dañada,
hidrólisis del enlace Glucosídico, sitio AP, Endonucleasa AP ,
(5´ - OH 3´) Exonucleasa 3´- fostato5 . ADN polimerasa I y
ADN ligasa
8 glucosilasas diferentes
“El mecanismo por el cual estas enzimas realizan la
búsqueda y detección de las bases dañas aún es un
misterio”
Escisión de base
J. Watson et;al. 2008
“Funciona por medio del reconocimiento de distorsiones
en la forma de la hélice doble”
Escisión de
nucleótido
J. Watson et;al. 2008
UvrA – XPC
UvrB- XPA, XPD y RPA
UvrC – 5´ERGC1-XPF.
3´XPG
Xerodermia pigmetaria
“Ultimo recurso: permite que la célula sobreviva lo que de
otro modo sería un bloqueo catastrófico de la duplicación,
pero el precio que se paga es un grado más alto de
mutagénesis”
Síntesis de
translesión
J. Watson et;al. 2008
Familia Y de las ADN polimerasas
BIBLIOGRAFÍA A. Jiménez-Sánchez y Guerrero R. 1982. Genética
molecular bacteriana. Reverté. España. 455 páginas.
J. Watson, Baker, Bell, Gann, Levine y Losick. 2008. Biología
molecular del gen, 5ta edición. Médica Panamericana.
Madrid. 776 páginas