Genètica Molecular II: les mutacions, classificació i agents mutàgens

Índex de Mutacions

GENÉTICA MOLECULAR II: LES MUTACIONS C C T T A C Gíndex

• Mutacions
• Mutacions gèniques
• Mutacions cromosomiques
• Mutacions genomiques
• Agents mutagens

Les Mutacions i la seva Classificació

1. Les mutacions · Són canvis que es produeixen en el material genètic (DNA) i que es donen a l'atzar. • · Segons l'extensió de la mutació les podem classificar en :

1. Gèniques : afecten a la sequencia de nucleotids del DNA.
2. Cromosomiques : afecten a un segment de cromosoma, és a dir, sequencia de gens d'un cromosoma.
3. Genomiques : afecten al nombre de cromosomes propi d'una especie.

LAS MUTACIONES se clasifican Según el tipo de células Según la magnitud en en Germinales Somáticas Puntuales o génicas Cromosómicas Genómicas que que que que que Solo se transmiten Son heredables y se originan en alguna de las divisiones meióticas o mitóticas durante la gametogénesis. a aquellas células que se originan a partir de ellas por mitosis. Son mutaciones mayoritarias, porque las células somáticas son las que más se dividen. Suelen implicar un cambio en un solo par de nucleótidos. Son las más representativas. Provocan cambios en la estructura del cromosoma. Producen un cambio en el número de cromosomas. son De baja frecuencia y no se suelen perpetuar, ya que son incompatibles con la supervivencia y la reproducción.

Mutacions Somàtiques i de Línia Germinal

Mutaciones somáticas Ocurren en los tejidos no de linea germinal Son no heredables No heredable Mutación somática (p.ej., seno) Mutaciones de línea germinal I Presente en óvulo o espermatozoide Son heredables Causa sindrome familiar de câncer Mutación en óvulo o espermatozoide Todas las células afectadas en la progenie

Conseqüències de les Mutacions

Les mutacions són l'origen de canvis genetics que condueixen a la mort cellular, a un gran nombre de malalties, entre les quals hi ha el cancer. També constitueixen una de les maneres d'obtenir VARIABILITAT GENÈTICA. Sense la variació que sorgeix dels canvis en les sequències de l'ADN, no hi hauria variabilitat fenotípica ni adaptació als canvis ambientals, ni evolució.

Mutacions Gèniques

2. Mutacions gèniques ADN (una cadena) Normal CATCATCAT Cambio en una base individual CATCCTCAT Adición CATCAGGTCAT Supresión CATCCAT Canvis en la seqüència de nucleòtids. Pot: ·Substitució de bases nitrogenades (transicions i transversions) ·Insercions de nucleotids (insercions) .Eliminacions de nucleòtids (delecions)C A T CA T T Normal C A TCAG C A T Substitució CATC A GG T CA T Inserció C ATCCA T Deleció

Tipus de Substitucions de Bases

Mutacions per substitució de bases Transición Transversión A I I 1 I 1 I G C I ட Purinas Piridiminas

Efectes de les Mutacions Gèniques o Puntuals

Efectes de les mutacions gèniques o puntuals 1. Com que el missatge genetic es tradueix de tres en tres, les delecions i les insercions , produeixen un desplaçament en l'ordre de lectura (CANVIS DEL MARC DE LECTURA de l'ARNm) i, per tant, alteren tots els codons següents. 3+ ADN original T TACGTTACGAATGCTTAAATA 1 ... T AUGCAAUGC UACGAAUUUAU -Met-GIn-Cys-Leu-Arg-Ile-Tyr- ADN mutat 5* T T T TACGTTA ACGAATGCTTAAAT C 1 3. G, C AA.UU GEU UACGA A UUUAG -Met-Gin-Leu-Leu-Thr-Asn-Leu-

Mutacions de Canvi de Sentit

Efectes de les mutacions gèniques o puntuals 2. MUTACIONS DE CANVI DE SENTIT: Fan que el nou codo que s'origina codifica per un aminoacid diferent. El canvi de A per T fa que l'ARNm sigui diferents i quan es tradueix s'incorpora en lloc de la GLUTAMINA, la VALINA. Aquest canvi fa que la hemoglobina transporti l'oxigen malament. NORMAL ANEMIA FALCIFORME TTT MUTACIÓN ADN GAG CTC G TG CAC TTT 1 ARN TTT GUG GAG 1 1 VAL PROTEÍNA GLU PROTEÍNA NORMAL PROTEÍNA MUTANTE DNA hemoglobina normal DNA hemoglobina mutante CT C A T mRNA mRNA GAA G U A hemoglobina normal hemoglobina mutante Glu Val

Mutacions Sense Sentit i Silencioses

Efectes de les mutacions gèniques o puntuals 3. MUTACIONS SENSE SENTIT: S'originen quan el nou codo és un codo de terminació fet que provoca que la traducció ACABI. La proteïna serà mes curta, i probablement, no funcional. 4. MUTACIONS SILENCIOSES: es produeixen quan el codo nou codifica el MATEIX aminoàcid a causa de la degeneració del codi genètic.

Mutacions Cromosòmiques

3. Mutacions cromosomiques ABCDEFGH ABCE FGH Deleción ABCDEFGH ABCFEDGH + Inversión pericéntrica ABCDEFGH ABCBCDE FGH Duplicación ABCDEFGH ABCBE OF GH - MNOPOR MNOCDE FGH ABCDEF GH ABPOR Translocación recíproca 1 ABCDEF GH ADE FBCGH - 1 Translocación no reciproca (transposición) Mutacions que afecten a un segment de cromosoma, és a dir, seqüència de gens d'un cromosoma. Afecten a l'estructura del cromosoma sense afectar-ne el nombre. ·Deleció ( pèrdua) ·Duplicació ·Inversió · Translocació

Tipus de Mutacions Cromosòmiques

Deleciones 0.00 d e f g Pérdida de un fragmento de cromosoma. En el ejemplo, el segmento (h, i). Translocaciones 000 123 4567 i Un segmento cromosómico cambia de situación. Puede ser transposición si un fragmento cambia de posición uniéndose a otro cromosoma, como en el ejemplo d e f g 5 6 7 X 123 Inversiones 000 0040C a b -- Un fragmento de cromosoma cambia de sentido. En la figura (e, f, g, h). .- Duplicaciones Se repite un fragmento de cromosoma. En el ejemplo (d, e, f). d e f aDNA Cromosoma 4 Gen EH Gen EH AAACCGCAG CA G CAG CAG C A G Codon Triplete de 3 nucleótidos que codifican un aminoacido concreto Triplete CAG Codifica el aminoacido glutamina Triplete CAG repetido Gen normal con<36 repeticiones Gen mutado con >36 repeticiones Proteína Huntignina normal <36 restos de glutamina Proteína Huntingtina anómala >36 restos de glutamina Enfermedad de Huntington

Classificació i Conseqüències de les Mutacions Cromosòmiques

Mutacions cromosòmiques -són Mutacions que inclouen més d'un gen poden ser Duplicacions Delecions Inversions Translocacions és és és és la duplicació d'un segment de cromosoma pèrdua d'un segment de cromosoma quan un segment gira 180 graus quan un segment es mou a un altre cromosoma o a altre lloc del mateix són són si inclou centromer poden ser per exemple si no inclou el centromer importants per la evolució. Poden afegir noves funcionalitats letals o molt greus perquè es perd informació inversió paracèntrica inversió pericèntrica greus ja que poden canviar la funció dels gens Síndrome de Burkitt: és la translocació d'un segment del cromosoma 8 al 14 per exemple síndrome del miol de gat, és deleció al cromosoma 5 Les consequencies de les delecions depen de quins son els gens afectats. Les duplicacions poden alterar l'equilibri en la quantitat de producte i afectar el fenotip. També son importants per l'evolució. Inversions i translocacions poden tenir efectes greus que poden canviar funcions dels gens afectats.

Exemple de Mutació Cromosòmica: Síndrome del Crit de Gat

Exemple de mutació cromosòmica SINDROME DEL GRITO DE GATO. 15.3 Dolotion 55.2 55.1 15.1 1 -14 53 13 12 12 15 15.1 112 12 12 53 13 1 14 15 - 21 22 22 2 2 23 31 31 32 3 2 34 34 35 35 Normal 5 Delied 5 https://medlineplus.gov/spanish/enc y/article/001593.htm DELECION BRAZO CORTO DEL CROMOSOMA 5. La sindrome de Cri du Chat Falta un segment del cromosoma 5 Cri du chat syndrome 14 14

Mutacions Genòmiques

4.Mutacions genòmiques - Són alteracions que afecten el nombre de cromosomes propi de l'espèce. - Causa : distribució anomala dels cromosomes a la meiosi. - Poden ser : · ANEUPLOÏDIES · EUPLOÏDIES 1 6 K 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 JL 13 14 15 16 17 18 SI 19 20 21 22 X/Y

Aneuploïdies

Aneuploïdies · Augment o disminució d'un o diversos cromosomes. · Pot ser : - Nul lisomies : falta el parell de cromosomes - Monosomies : falta un cromosoma - Trisomies : hi ha un cromosoma de mes. El síndrome de Turner 88 H JE =

Exemples de Mutacions Genòmiques

Exemples de mutacions genomiques UCKI! - 3 a - = 12 47 XXY 1+ 20 21 + Kk »» - 4 # Síndrome de Turner: X0 Síndrome de Klinefelter: XXY Mz = 17 15 14 16 17· Poco vello facial. · Hombros estrechos. · Pechos desarrollados. · Tronco corto. · Testículos pequeños. · Musculatura poco desarrollada. · Piernas largas. Síndrome de Klinefelter: XXY Orejas de implantación baja Mandibula pequeña Hipotiroidismo Cuello corto y ancho Tórax ancho Problemas cardiacos Abundantes lunares Deformidad en codos Ovarios no funcionales Riñon de herradura Problemas del Sistema Linfático Síndrome de Turner: X0

Trisomies Freqüents

Trisomies més frequents després de la del 21 (son incompatibles amb la vida). 2 acar + , 10 = 12 13 14 15 16 17 18 3 20 21 22 x 13 14 15 16 19 20 21 22 Ideograma de una célula humana de una persona con Síndrome de Patau, trisomía del par 13. 50 Ideograma de una célula humana de una célula humana de una persona con Síndrome de Edwars, trisomía del par 18. 51 Síndrome d'Edwards Síndrome de Patau

Trisomia del Cromosoma 21: Síndrome de Down

Trisomia del cromosoma 21 21 de Marzo Día Mundial del Síndrome de Down 1 1 1 2 3 4 5 1 I 1 1 1 1 0 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 x Y Aquest trastorn genetic afecta a 1 de cada 800 nadons. L'edat de la mare augmenta la probabilitat d'aquest, per exemple: quan la dona té 40 anys, 1 de cada 100 nadons surten afectats. 1

Causa de la Síndrome de Down

Causa de la síndrome de Down Ovocito o espermatocito primario después de la duplicación del DNA 46 cromosomas de estructura doble Una de les causes de la síndrome de Down és la no disjunció dels cromosomes a la primera divisió meiotica. División meiótica normal No disyunción en la 1ª división meiótica No disyunción en la 2ª división meiótica 2ª división meiótica 2ª división meiótica 2ª división meiótica ! 23 cromosomas simples 24 22 22 24 22 24 cromosomas cromosomas A B c Els cromosomes no es reparteixen correctament a la meiosi.

Aneuploïdies Humanes Més Freqüents

ANEUPLOIDÍAS HUMANAS MÁS FRECUENTES Alteración Sindrome Frecuencia Cuadro clinico Autosomopatias Trisomia 21 Down 1,5 / 1000 nacidos Retraso mental. Braquicefalia. Rasgos faciales mongoloides. Alteraciones diversas (oculares, cardíacas, etc.). Trisomia 18 Edwards 1 / 6.766 Deficiencia mental profunda. Malformaciones renales y cardiacas. Trisomia 13 Patau 1 / 4.600 Deficiencia mental profunda. Malformaciones cardíacas, genitales, cerebrales y dac- tilares. XX (mujeres)X Triple X 1 / 1.000 Retraso mental moderado. Alteraciones neuropsíquicas. X0 (mujeres) Turner 0,3 / 1.000 Genitales infantiles. Esterilidad. Estatura baja. XXY (varones) Klinefelter 1,4 / 1000 Genitales pequeños. Falta de espermatogénesis. Retraso mental moderado. XYY (varones) Duplo Y 1 / 2.000 Trastornos de conducta (agresividad). Estatura elevada. Gonosomopatias

Euploïdies

Euploïdies Consisteix en l'augment o disminució del nombre de jocs de cromosomes. El nombre de cromosomes és un múltiple sencer del nombre basic. MONOPLOÏDIES: Només hi ha un joc de cromosomes (n). POLIPLOÏDIES : Presenten més de dos jocs de cromosomes (3n, 4n ... ). - autopoliploldia -> tots els cromosomes pertanyen a la mateixa especie. - al-lopoliploïdia -> el conjunt de cromosomes prové de dues espècies diferents properes. Euploidia de una especie con 8 cromosomas en cuatro parejas. 8 Cromosomas 12 Cromosomas 16 Cromosomas Cariotipo Cariotipo Cariotipo 1 2 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 Diploide 2n (normal) Triploide 3n Tetraploide 4n