Tipeos Solemne 3 Genetica: mutaciones y reparación del ADN

DNA

Tipeos Solemne 3 Genetica

MUTACIONES Y REPARACION DEL DNA

MUTACION: cambio heredable en la secuencia de bases del material genético de una celula (o un virus). HEREDABLE porque el DNA puede sufrir transformaciones en su secuencia de bases y no todas las alteraciones van a ser heredadas a la siguiente generación de células.

Tenemos mutaciones dañinas muchas de estas mutaciones la son, que van a provocar ya sea la muerte de la celula o algun efecto negativo en su salud o mutaciones que producen cancer

• Mutaciones SILENCIOSAS: hay un cambio en las bases pero eso no provoca ningún efecto.
• Mutaciones BENEFICIOSAS: que ocurren al azar y que le dan a esas células u organismo o virus, una ventaja evolutiva que les permiten adaptarse mejor a su medio mediante la SELECCIÓN NATURAL, es decir, estas son las mutaciones que mueven la evolución.

Clasificacion de mutaciones

1. - Dependiendo de la extensión del DNA afectado: Mutaciones cromosómicas: afectan el numero y estructura de cromosomas. Mutaciones Geneticas: afectan una o pocas bases.
2. - Dependiendo del origen de la mutación Mutaciones Espontaneas: causas naturales, son causas que vienen desde la células, desde los mismos mecanismos celulares se producen esas alteraciones. (INTERNAS DE LA CELULA) Mutaciones Inducidas: causadas por factores ambientales (físicos y químicos)
3. - Dependiendo de donde se generan: Mutaciones Somaticas: que se producen en células somaticas que no son germinales. En este caso que se producen mutaciones se heredan a células somaticas nuevas (hijas). Mutaciones de la línea Germinal: ocurren en celulas que dan origen a los gametos (oocitos y los espermatozoides), cualquier mutacion que ocurra en la línea germinal partiendo de las células mas precursoras de los gametos, se heredan a la progenie (hijos).3

DNA

Mutaciones Génicas

Mutaciones de Sustitución

Normal AUG GCC TGC AAA CGC TGG met ala cys lys arg trp Silenciosa AUG GCT TGC AAA CGC TGG met ala cys lys arg trp Nonsense AUG GCC TGA AAA CGC TGG (sin sentido) met ala Inserción AUG GCC C TGC AAA CGC TGG met ala leu gin thr leu

MUTACIONES GENICAS

Silenciosa: se va a cambiar la base que tenia por otra nueva base, pero ambas bases codifican para el mismo gen (no va a tener ningún efecto en las células). No va haber ningún cambio fenotípico, pero si va haber un cambio genotípico. Nonsense (sin sentido): de un codón normal se cambia una base y lo que resulta con esa nueva base que se cambio dará a formar un codón de termino donde se acaba la traducción y por lo tanto no funcional esta proteína, no va a ser biológicamente activa. Missense (cambio de sentido): en el codón normal se cambia una base por una nueva base en el cual el nuevo codón cambia a otro aminoácido, cambia totalmente la naturaleza del aminoácido del antiguo al nuevo formado. Este tipo de mutaciones también va a generar cambios fenotípicos porque la proteína va a ser levemente diferente.

Mutaciones de cambio de marco de lectura

Delecion: se pierde una base, lo que cambia es que la secuencia va a ser leída en forma corrida, le va a cambiar el marco de lectura. Inserción: se gana una base extra y la secuencia va a ser leída en forma corrida también.

Las proteínas que se generan de ahí no es funcional porque va a tener una parte totalmente alterada y también por lo tanto esa proteína no va a tener función biológica.

Clasificación según donde se produce la mutación

Mutaciones de cambio de marco de lectura Normal AUG GCC TGC AAA CGC TGG met ala cys lys arg trp Deleción AUG GC- TGC AAA CGC TGG met ala glu asn ala AUG GCC GGC AAA CGC TGG (cambio de met sentido) Missense ala arg lys arg trp3

DNA

MUTACIONES DE LA LINEA GERMINAL

si la mutación se produce en una célula que da origen a un espermatozoide (si se produjo esa mutación en un espermatozito primario, etc.) al menos un espermatozoide proveniente de esa célula va a heredar esa mutación. Entonces el espermatozoide va a acarrear esta mutación y cuando se combina con un ovulo sano, el embrión va a tener la mutación en todas sus células y el organismo ya adulto va a tener la mutación también en todas sus células por lo tanto todas sus células incluyen las células de la línea germinal, entonces esta persona puede transmitir, heredar esa mutación a sus hijos a su progenie.

MUTACIONES EN CELULAS SOMATICAS

el individuo parte con un espermatozoide normal y un ovulo normal y durante la embriogénesis o ya mas adulto se produce una mutación en una célula somática, entonces en el adulto en esa parte correspondiente donde tenga la mutación va a tener células proveniente de esta. Pero esa mutación como se produjo en células somáticas (células que no tienen nada que ver con la formación de gametos) los gametos van a ser normales tanto en espermatozoides como óvulos. Este no hereda a sus hijos.

Origen de las mutaciones

MUTACIONES ESPONTANEAS: causadas por factores internos, la misma maquinaria de las células, generalmente maquinaria de replicación o de reparación MUTACIONES INDUCIDAS: son causadas por agentes externos, agentes ambientales y ahí estamos hablando de agentes químicos y físicos fundamentalmente.

Agentes que producen daño en el DNA

MUTAGENOS Múgatenos: es un agente físico o químico que produce mutaciones en las células3

DNA

Agentes que producen daño en el DNA = Mutágenos

1 Radiación Ionizante - Radiación UV Agentes alquilantes - Mutágenos químicos Radiación Ionizante Errores replicativos Hidrólisis - Agentes antitumorales Radicales de oxigeno (ROS) T T G G C 8 D G T 1 - Bases anormales - Desapareamientos - Aductos de bases - Inserciones de bases - Roturas de una hebra - Deleciones de bases - Sitios abásicos - Aductos voluminosos Dímeros de timidina - Roturas de doble hebra Entrecruzamientos entre hebras

• Agentes alquilantes: son agentes químicos que pueden agregar grupos químicos orgánicos al DNA.
• Radicales de oxigeno (ROS): son generalmente producidos por la misma célula, son consecuencia del metabolismo respiratorio celular mismo.
• Radiación UV: es mutagénica porque produce dímeros de timidina o pirimidina en general, en que dos de estas están vecinas una a la otra en la misma hebra forma una unión covalente lo cual no debería pasar y eso es causado por la radiación UV.
• Mutagenos químicos: que produzcan este tipos de errores anteriores de dímeros y otro tipos de aductos voluminosos (una forma que no debería existir o intermediaria).
• Radiación ionizante: puede producir rotura de doble hebra del DNA u otro error que es un entrecruzamiento entre las dos hebras en unión covalente entre las dos.
• Agentes antitumorales: que se utilizan para provocar este tipos de daño en las células tumorales y matarlas.

Despurinacion y Desaminación

2 de las alteraciones químicas de bases mas frecuente en el DNA Despurinacion: remoción (perdida) de una base que es la purina (A o G) desde un nucleótido (se pierde una base completa: perdida de información). Desaminación: perdida de un grupo químico (un grupo amino) desde una base, provocando un cambio a otra base: cambio en la información.

Si una citocina desaminada en la hebra que tiene el error, si esa no se repara después de la replicación donde tiene el error en la hebra va a dar origen a una G UDNA doble hebra que tiene un error (un cambio en la base). Mientras que la replicación de la otra hebra molde como no tiene el error va dar origen a la doble hebra con la secuencia correcta.

ENTONCES: una de las dos hebras dobles hijas va a acarrear con el error por lo tanto una de las células hijas va heredar ese error.

AQUÍ OCURRE UNA MUTACION POR SUSTITUCION

mutated old strand O O T A A A T O 1 new strand U T A T a G has been changed to an A A G T A O DNA REPLICATION new strand T C A T A G T O O old strand (A) unchanged

Despurinacion: hay un espacio y si ese error no es reparado por la célula la replicación de esta hebra dará origen a una doble hebra que tenga solo 3 nucleótidos donde debería tener 4. (se pierde una base). En cambio la replicación de la otra hebra que no tienen el error va a dar origen a la secuencia correcta en la doble hebra con la secuencia correcta de la nueva hebra.

MUTACION DONDE OCURRE UNA DELECION

La Radiación ultravioleta provoca la formación de dímeros de pirimidinas

Las pirimidinas: son las bases mas chicas que tienen un solo anillo, la C y T. Estos errores se dan mas comúnmente entre dos timinas T A deaminated C A3

DNA

La radiación UV no es ionizante, sin embargo es capaz de provocar la formación de enlaces covalentes entre 2 primidinas que se encuentran adyacentes entre si en la misma hebra del DNA. Cuando hay dos timinas vecinas en una solo hebra se producen entrecruzamiento químicos, que significa que se van a formar enlaces covalentes entre esas dos bases adyacentes y que jamás debería pasar. La ocurrencia de este tipo de alteración produce un acercamiento entre las dos timinas y al ocurrir esto se produce una deformación de la doble hélice (se va a producir un encorvamiento en toda la hebra de DNA), entonces va haber una alteración física en el DNA que hay una imposibilidad de la maquinaria celular como un error de replicación de copiar esos segmentos.

Los 3 pasos que aseguran una copia de DNA de alta fidelidad durante la replicación

1.Polimeraza: las DNA polimerasa que copian cada cromosoma con una fidelidad (exactitud) bastante alta que es 1 error en cada 105 bases. Pero resulta que las DNA polimerasas cometen errores también, entonces para eso la misma polimerasa, tiene una actividad llamada: 2.Actividad correctora de pruebas o Proofreading: que es capas de detectar y corregir estos errores y el proofreading comete igual errores dentro de todo lo que corrige y comete 1 error en cada 102 bases. PARA LO QUE NO FUE CAPAS DE SER CORREGIDO por estas dos instancias tenemos otro mecanismos: La reparación de desapareamientos (mismatch repair o MMR): Reparacion posterior de estos errores cometidos por estas maquinarias de replicación y esta comete 1 error en 103 bases COMBINADOS ESTOS 3 PASOS TENEMOS UNA COMBINACION DE : 1 error en 1010 bases

ACTIVIDAD CORRECTORA DE PRUEBAS DE LA DNA POLIMERASA "proofreading"

Corrige errores introducidos por la misma DNA polimerasa durante la replicación Cuando se esta copiando una hebra nueva la DNA polimerasa va teniendo un molde de A y en la cual en la hebra nueva incorporo un error una C, entonces esas dos bases quedan desapareadas quedando una deformación en la doble hebra provocando una detención en la elongación (se bloquea la elongación)