mutaciones gÉnicas y cromosÓmicas

25
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN MATERIA: BIOLOGIA MOLECULAR NOMBRES: YENY LISBETH BRIONES VÉLEZ JHON BYANT TORO PONCE CINTHYA VIVIANA VELIZ MOREIRA DOCENTE: DRA. YANET LÓPEZ MENA CARRERA: ODONTOLOGÍA

Upload: jhon-bryant-toro-ponce

Post on 28-Jul-2015

717 views

Category:

Health & Medicine


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

MATERIA: BIOLOGIA MOLECULAR

NOMBRES:

YENY LISBETH BRIONES VÉLEZ

JHON BYANT TORO PONCE

CINTHYA VIVIANA VELIZ MOREIRA

DOCENTE: DRA. YANET LÓPEZ MENA

CARRERA: ODONTOLOGÍA

2015

Page 2: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Contenido

Mutación................................................................................................................................3

Mutaciones génicas...............................................................................................................4

Tipos de mutaciones génicas................................................................................................5

Tipos de mutaciones según la alteración molecular ADN.............................................5

Tipos de mutaciones según las consecuencias transcripcionales o de traducción.......6

Mecanismos mutacionales................................................................................................6

Característica.....................................................................................................................8

Ejemplo...............................................................................................................................8

Mutaciones cromosómicas....................................................................................................9

Los tipos de mutaciones..................................................................................................10

Mecanismo.......................................................................................................................13

Característica...................................................................................................................13

Ejemplo................................................................................................................................13

Bibliografía..........................................................................................................................15

Page 3: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Mutación

Es todo cambio en la información hereditaria. Esto es, será una mutación todo cambio que

afecte al material genético: ADN, cromosomas o cariotipo. Las mutaciones pueden

producirse tanto en células somáticas como en células germinales, en estas últimas tienen

mayor transcendencia. Las mutaciones sólo son heredables cuando afectan a las células

germinales. Si afectan a las células somáticas se extinguen por lo general con el individuo,

a menos que se trate de un organismo con reproducción asexual. Las mutaciones pueden

ser: naturales (espontáneas) o inducidas (provocadas artificialmente con radiaciones,

sustancias químicas u otros agentes mutágenos).

Cambio brusco en el material genético de una célula que puede provocar una alteración en

ella y en las que proceden de ella, de forma que difiere respecto a la célula normal de la que

procede. Un organismo afectado por una mutación (especialmente cuando esta resulta

visible) se denomina mutante. Las mutaciones somáticas afectan a las células germinales

pueden transmitirse a los organismos descendientes, en los que provoca alteraciones del

desarrollo.

Las mutaciones son, por tanto, esenciales para la evolución, siendo la fuente de la variación

genética. (Oxford, 1998)

Según la extensión del material genético afectado se distinguen los siguientes tipos de

mutaciones:

1) Génicas

2) Cromosómicas

Page 4: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Mutaciones génicas

Mutación génica: mutación que afecta a un solo gen -. Génicas o puntuales =

“moleculares”.

Llamamos mutaciones génicas a aquellas que afectan a una sola base o bien a un número

relativamente pequeño de bases (hasta algunos miles) y que requieren técnicas de análisis

genético molecular para su detección. Dentro de las mutaciones génicas se incluyen las

pequeñas inserciones, las pequeñas deleciones y las sustituciones. Dentro de esta última

categoría podemos distinguir las transiciones (cambios de una pirimidina a otra (C a T, o T

a C) o cambios de una purina a otra (A a G, o G a A)) y las transversiones (cambio de

purina (A o G) a pirimidina (T o C) o viceversa).

Los mecanismos implicados en la generación de mutaciones génicas son muy diversos:

desde errores en la síntesis y la reparación del DNA hasta la acción de mutágenos exógenos

o endógenos y de radiaciones ionizantes. La frecuencia de las mutaciones génicas es de

1x10—10/ par de bases /división celular o bien de 1x10 –5/locus/ generación. Este tipo de

mutaciones son las que se tratan con más detalles en el resto de este tema.

Page 5: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Tipos de mutaciones génicas

Las mutaciones génicas se pueden clasificar atendiendo a la naturaleza de la anomalía

molecular del ADN (etiológica), a la alteración tarnscripcional o traducción que producen

(patogénica) ya los efectos sobre la función del producto genético (fisiopatológica) (Tabla

10.1). Las dos primeras clasificación y terminología son las usadas más frecuentemente.

Tipos de mutaciones según la alteración molecular ADN

1. Delección: Supone la pérdida de material genético, que puede oscilar entre una base

nucleica a varias megabases.

2. Inserción del ADN, propio u oxigeno (viral por ejemplo).

3. Sustitución de nucleótidos o mutación puntual: Las sustituciones que suponen un

cambio de una purina por otra G-A) o una pirimidina por otra (T-G) se denomina

transiciones. El cambio de una purina por una pirimidina o viceversa, se denomina

transversión.

4. Expansión de secuencias repetitivas: Se trata de un tipo de mutación descrito

recientemente, que tiene la característica de ser inestable. Pueden cambiar de

tamaño (expandirse o, más raramente, disminuir) durante la replicación del ADN

(tanto en la meiosis como en la mitosis), por lo que hay diferencia en el genotipo del

alelo mutado entre individuos de la misma familia en distintas generaciones y

también entre células de los diferentes tejidos del organismo.

Page 6: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Tipos de mutaciones según las consecuencias transcripcionales o de traducción

1. Los alelos nulos son aquellos en los que la mutación abole por completo la

transcripción.

2. Las mutaciones sin sentido (nonsense) son sustituciones nucleicas que implican la

aparición de un codón de stop prematuro en la secuencia del ARNm, originado una

proteína truncada.

3. Las mutaciones del sentido anómalo (missense) son también sustituciones de bases

nucleicas que condicionan el cambio de un aminoácido por otro en la cadena

peptídica sintetizada desde el alelo mutado.

4. Desviaciones del código de lectura (frameshift): normalmente se trata de pequeñas

delecciones, duplicaciones o inserciones (de tamaño en nucleótidos que no es

múltiplo de tres) dentro de la secuencia exónica de un gen.

5. Mutaciones de empalme del ARNm (splincing). Pueden ser sustituciones simples o

de delecciones/inserciones que afectan a alguna de las secuencias requeridas para el

procesamiento normal del precursor del ARNm causando un empalme anormal y,

por tanto, la perdida de secuencia exónica o la inclusión de secuencia intrónica en el

ARNm maduro.

6. Las mutaciones asociadas con alelos nulos suponen una reducción cuantitativa del

ARNm mientras que el resto de mutaciones se asocian con ARNm de secuencia

anormal.

Mecanismos mutacionales

En un año una célula humana perteneciente a la línea germinal sufre alteraciones en tan

solo unas 15 bases. Es bien conocido que las mutaciones pueden estar causadas por la

acción de agentes mutágenos y por las radiaciones ionizantes, ya sea por un daño directo o

mediado a través de la generación de radicales libres. No obstante, existen mecanismo de

mutación mucho más importantes desde el punto de vista cuantitativo. Muchas de las

mutaciones génicas son debidas a errores en la síntesis y en la reparación del DNA. La

Page 7: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

desanimación es otra reacción que conduce a la generación de uracilo a partir de citosina,

siendo la tasa diaria de unas 100 por célula y por día. Afortunadamente, la gran mayoría de

estos errores son corregidos de tal forma que la tasa global de mutación es de 1 mutación

nueva en cada división celular.

Aparte de las mutaciones puntuales descritas, otro tipo de mutación es la recombinación no

homóloga, ya que genera pequeñas deleciones o duplicaciones. Este tipo de mutaciones han

sido muy importantes en la evolución del genoma humano, ya que muchos de los genes

actuales se han originado gracias a ellas. Pero este tipo de mutación también puede ser

origen de alteración. (Oliva)

Las mutaciones génicas se originan por dos mecanismos fundamentales:

1) errores durante la replicación del ADN

2) cambios inducidos por agentes mutagénicos.

LA recopilación del ADN es un proceso muy exacto, pero no perfecto. La

polimerasa del ADN comete mínimos errores, que se estiman en una frecuencia de 1

cada 10 millones de pares de bases. También ocurren mutaciones por procesos

químicos endógenos como la deaminación y la depurinación. La mayoría de los

errores durante la recopilación (de más de 99.9 por 100) son reconocidos

inmediatamente por la maquinaria respectiva del ADN, una serie de enzimas de

acción intranuclear que analizan la cadena sintetiza de nuevo en el ADN y luego

reparan el defecto de complementariedad que detecten de complementariedad que

detecten. En definitiva, la tasa de mutación no reparada se reduce a menos de un

cambio puntual por cada división celular, y en la mayoría incidirán en secuencias

que no codifican ni intervienen en la regulación génica, por lo que no son

patológicos. Dada la importancia de los sistemas de reparación postreplicación, los

defectos hereditarios de alguno de ellos conlleva un aumento dramático del número

de mutaciones. Existen varias enfermedades hereditarias en las que el sistema

reparador del ADM Se encuentra dañado como son la ataxia-telangectasia, la

xeroderma pigmentosa, la anemia de Fanconi y el síndrome de Bloom. Todas ellas

condicionan una incidencia muy elevada de las alteraciones génicas y

Page 8: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

cromosómicas en las células somáticas por la falta de reparación del ADN,

predisponiendo al individuo a padecer cáncer. Otro mecanismo mutacional que

aparece en determinados genes en cuya proximidad hay pseudogenes, es la

conversión génica. (Rodríguez)

Característica

Cambio de la base, del mismo grupo, para este caso pirimidinicas.

Incorporación de una base nitrogenada.

Pérdida de una base nitrogenada.

Ejemplo

Un ejemplo de este tipo de mutaciones es el que causa la anemia falciforme, en la

que solo una base del gen de la hemoglobina es sustituida por otra. Esto ocasiona

una grave enfermedad en la que los eritrocitos (glóbulos rojos) adquieren la forma

de hoz o media luna y pierden su funcionalidad. Se produce la muerte si la persona

posee los dos genes recesivos para este tipo de anemia.

Otro ejemplo de esta mutación es la que altera al gen que codifica la información

para producir la melanina, proteína que da color a la piel. Las personas que tienen

dañado este gen presentan albinismo, la piel carece de pigmentos, al igual que el

cabello y el iris del ojo. Eta condición puede presentarse en los seres humanos y en

animales como el tigre, el canguro y otros. (Guitierre)

Page 9: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Mutaciones cromosómicas

Pueden denominarse mutaciones cromosómicas a aquellas que afectan una parte de uno o

varios cromosomas o bien que implican un reordenamiento o translocación. (Oliva,

Genetica humana , 2004)

Las células vivas pueden considerarse como conjuntos complejos de moléculas orgánicas,

que se autoorganizan y autoreplican, que son capaces de intercambiar materia y energía con

su entorno, gracias a unas reacciones consecutivas catalizadas enzimáticamente y a que

funcionan a base de una máxima economía de materiales y de proceso.

Las mutaciones cromosómicas, en las cuales ocurre una alteración en el número de

cromosomas; como usted podrá darse cuenta estas mutaciones alteran el número de

cromosomas normal de un individuo. Pueden afectar a uno o varios cromosomas, bien por

eliminación o por exceso. Así en una especie diploide, si el mutante genómico tiene un

cromosoma menos, su dotación cromosómica será un monoploide, si tiene tres juegos será

un triploide, etc. y en general, cuando hay más juegos cromosómicos de los normales se

denomina poliploide etc.

Si el individuo no presenta un múltiplo del numero haploide de cromosomas, se produce

una mutación genómica denominada aneudoploidia, es decir que puede tener una formula

cromosómica de 2n-1,2n-2, 2n+1,2n+2.

Las mutaciones resaltan esenciales para la evolución, ya que los cambios aleatorios en la

secuencia del ADN originan las variaciones genéticas. A veces estas variaciones genéticas

pueden promover una mejor adaptación al medio, sin embargo, otras veces causan la

muerte de un determinado organismo.

Afectan al aspecto o al número de los cromosomas

Modificación de la estructura gruesa de un cromosoma, que normalmente provoca un serio

problema del organismo.

Page 10: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Las mutaciones cromosómicas, a menudo, se deben a un error en el emparejamiento

cromosómico en el entrecruzamiento de la meiosis.

Los tipos de mutaciones Puede clasificarse en 3 tipos distintos:

1) Reordenamientos desequilibrados (deleción, duplicación, cromosomas en anillo,

isocromosoma, cromosomas dicéntricos).

2) Reordenamientos equilibrados(inversiones paracéntricas, inversiones pericéntricas)

3) Traslocaciones (reciprocas, Robertsonianas)

Tanto las alteraciones numéricas como las estructurales de los cromosomas rara vez se

perpetúan a que suelen ser incompatibles con la supervivencia o reproducción.

Se pueden clasificar en alteraciones numéricas y estructurales.

Alteraciones numéricas

Dentro de las alteraciones cromosómicas se encuentra la posibilidad de que un determinado

cromosoma tenga una copia extra (trisomía) y puede afectar tanto a los autosomas como a

los cromosomas sexuales.

Los cambios en el número de cromosomas son relativamente fáciles de identificar con

métodos citogenéticos y son de dos tipos:

a) Aneuploidias, que corresponde a la pérdida (monosomía) o ganancia (trisomía) de

un cromosoma del par homólogo.

b) Poliploidias, en que existe ganancia de un set haploide complete (3n, 4n, etc.)

Las aneuploidias que afectan a todas las células de un organismo generalmente son el

resultado de una no- disyunción, que se produce por una falla en la separación de los

cromosomas homólogos, principalmente durante la primera división meiótica

generándose gametos con mayor o menor número cromosómico (14). Si la no-

disminución ocurre durante la mitosis, se generan células somáticas hija trisómicas y

monosómicas; el grado de mosaicismo resultante dependerá del tiempo de la

Page 11: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

embriogénesis en donde ocurrió la no-disminución y la sobrevenida de las células con

la aberración.

Alteraciones estructurales

Las mutaciones en la estructura cromosómica resultan de la rotura de un cromosoma

seguida de a reconstitución en una combinación anormal. Entre los cambios que afectan la

estructura de los cromosomas se pueden encontrar distintos tipos de reordenamientos:

deleciones, inserciones, inversiones y translocaciones.

En general las aberraciones cromosómicas estructurales se producen por grandes

mutaciones genómicas o por quiebres cromosómicos que se reparan erróneamente. Existe

evidencias que indican que los quiebres cromosómicos no se producirán al azar; las

translocaciones tienen una tasa de mutación espontánea de 1 en 1.000 gametos, cerca de

100 veces mayor que la tasa de mutación para una locus de una determinada enfermedad.

Se distinguen los siguientes tipos de aberraciones cromosómicas estructurales, ordenadas

según frecuencia decreciente de aparición en recién nacido vivos:

Translocaciones (t): se producen por un intermediario de segmentos cromosómicos de

tamaño variable entre dos o más cromosomas que previamente se habían roto. Las

transolaciones pueden ser desbalanceadas si en el intercambio se produce ganancia o

pérdidas de materia cromosómicas y balanceadas si se conservan los segmentos

involucrados en el rearreglo. Se describen dos tipos de translocaciones según los

cromosomas involucrados:

a) Translocaciones reciprocas: Son las más frecuentes y se producen cuando el

intercambio se realiza entre cromosomas no homólogos, resultados

simultáneamente dos cromosomas alterados y sin variación del número

cromosómico.

b) Translocaciones Robertsonianas: También se las conoce como fusión céntrica y

se origina por la rotura del centrómero de dos cromosomas eurocéntricos y la

consiguiente fusión de los brazos en un centrómero común, con una reducción del

número cromosómico.

Page 12: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Duplicaciones (dup): Corresponde a la ganancia o duplicación de material genético,

producto de la repetición de un segmento cromosómico, ya sea en el mismo cromosoma

o en un cromosoma diferente. Los segmento duplicados pueden estar adyacentes uno

del otro (duplicación en tándem) o localizados en la región diferente del genoma

(transposición)

Deleciones (del): Son causadas por una rotura cromosómica y la subsecuente perdida

de material genético; si el quiebre es único y ocurre en alguno de los extremos de los

brazos cromosómicos se denomina deleción terminal; si se producen dos quiebres en

dos zonas del cromosoma con la pérdida del segmento entre las roturas, la deleción se

denomina intersticial. Esta alteración siempre se asocia a un fenotipo anormal. Con

múltiples rasgos dismórficos y retraso mental; las características clínicas dependerán

del tamaño de la deleción y de los genes implicados.

Inversiones (inv): Se producen por dos roturas dentro de un mismo cromosoma y la

unión invertida del segmento involucrado. Generalmente el cambio del orden de los

gene no producen ninguna alteración fenotípica, pero si existe un mayor riesgo d

descendencia con algún desbalance cromosómico.

Anillos cromosómicos (r): Se producen por quiebres en el terminal de ambos brazos

cromosómicos y luego la unción del segmento intersticial, produciéndose generalmente

perdida de los segmentos terminales. Al igual que las deleciones el cuadro clínico

dependerá de los genes involucrados de la cada braza por separado durante la división

celular.

Isocromosomas (i): Se producen por la duplicación de solo un brazo cromosómico

completo (p ó q) independientemente del otro brazo, producto de una división

transversal del centrómero y posterior duplicación de cada brazo por separado durante

la división celular.

Cromosomas marcadores (mar): Son cromosomas extraalterados de los que no se

conoce el origen. La frecuencia en la población general es de aproximadamente 1.5

cada 1.000 recién nacidos vivos (RNV). Cerca del 90% de los marcadores extra son

Page 13: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

pequeños y están constituidos exclusivamente de heterocromatina y por lo tanto no

tienen efecto en el fenotipo, sobre todo si son heredados. (Colon, 2014)

Mecanismo El mecanismo causante de las mutaciones cromosómicas es la recombinación no

homóloga entre los cromosomas. Ocurre con la frecuencia de 6 10-4 / división celular.

Característica Mutación cromosómica estructural

Afecten el número o la estructura de los cromosomas

Provoca cambios la estructura de los cromosomas

Las mutaciones cromosómicas aquellas detectables con la ayuda del

microscopio óptico

Ejemplo Ejemplo de trisomía: el Síndrome de Down o trisomía 21. Existe un tipo de trisomía

particularmente corriente en la especie humana, es la llamada trisomía 21 o

síndrome de Down (también conocida como mongolismo). Las personas que

presentan este síndrome se caracterizan por tener retraso mental, cuerpo corto,

dedos cortos y gruesos, lengua hinchada y un pliegue en el párpado parecido al de

las razas mongólicas. Parece estar demostrada una cierta relación entre el síndrome

de Down y una avanzada edad en la madre. En ciertos casos de mongolismo el

individuo presenta una placa metafásica normal con 46 cromosomas, pero uno de

los cromosomas del grupo 13-15 es mayor, por lo que se cree que lo que ha

sucedido es una translocación de uno de los cromosomas 21 en exceso a uno de los

cromosomas del grupo 13-15. Parece ser que las trisomías se originan por una no

disyunción (animación de 240KB) de los cromosomas en la primera división de la

meiosis. (Guillén, 2014)

Afectan a la estructura y organización de los cromosomas y cariotipos de los

organismos. Suelen ser responsables, en gran medida, del aislamiento reproductivo

de las especies. A mayor número de variaciones cromosómicas, mayor esterilidad

en los híbridos.

Page 14: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS
Page 15: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Bibliografía

Colon, M. (16 de 12 de 2014). Book . Obtenido de https://books.google.com.ec/books?

id=ey4gV3rCprUC&pg=PA33&dq=mutaciones+cromos%C3%B3micas&hl=es-

419&sa=X&ei=s3aNVMKqJY3hggTO8oLQBw&ved=0CCYQ6AEwAg#v=onepag

e&q=mutaciones%20cromos%C3%B3micas&f=false

Guillén, J. L. (16 de 12 de 2014). Obtenido de

http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B4_INFORMACION/

T411_MUTACIONES/informacion.htm

Guitierre, R. (s.f.). biologiateoriamutacion. Recuperado el 16 de 12 de 2014, de

http://biologiateoriamutacion.blogspot.com/2012/10/mutacion-genica.html

Martin, A. (16 de 12 de 2014). Books. Obtenido de https://books.google.com.ec/books?

id=opmoUZyAiNsC&pg=PA26&dq=mutaciones+cromos%C3%B3micas&hl=es-

419&sa=X&ei=s3aNVMKqJY3hggTO8oLQBw&ved=0CDIQ6AEwBA#v=onepag

e&q=mutaciones%20cromos%C3%B3micas&f=false

Oliva, R. (2004). Genetica humana . En R. Oliva, Genetica humana (pág. 52). Barcelona.

Oliva, R. (s.f.). Genetica medica. Recuperado el 16 de 12 de 2014, de

https://books.google.com.ec/books?

id=9sCJ80bEsRsC&pg=PA53&dq=mutaciones+genicas&hl=es&sa=X&ei=4PSMV

LmTFsSVNuyEgvAK&ved=0CB0Q6AEwAA#v=onepage&q=mutaciones

%20genicas&f=false

Rodríguez, M. H. (s.f.). Pediatría. Recuperado el 15 de 12 de 2014, de

https://books.google.com.ec/books?

id=OzKTix0nQDIC&pg=PA109&dq=mutaciones+genicas&hl=es&sa=X&ei=Pvq

KVLqlBIWqNtjagrAF&ved=0CDIQ6AEwBA#v=onepage&q&f=false

Page 16: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS

Anexos

Page 17: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS
Page 18: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS
Page 19: MUTACIONES GÉNICAS Y CROMOSÓMICAS