Universidad Juárez Autónoma de TabascoDivisión Académica de Ciencias Biológicas

Villahermosa Tab. 29 de Marzo de 2011

“Mutaciones y aberraciones

cromosómicas”

PRESENTAN: Gutiérrez León Iván G.

Izquierdo de la Cruz Yesenia. Martínez Sánchez Lucia.Murillo Yanes D. Gabriela. Salazar González Paola G.

GENOTOXICOLOGÌA

CATEDRÀTICO: Reyna Fósil Monterrubio.

Equipo:3

1.MUTACIÓN

1.1 NIVELES Y TIPOS DE MUTACIÒN

1.2TIPOS DE MUTÁGENOS

1.2.1 MUTÁGENOS QUÍMICOS

1.2.2. MUTÁGENOS FÍSICOS2.ABERRACIÒN

2.1NUMÉRICAS

2.2 ESTRUTURALES

3. ¿SABÍAS QUE?(IMPORTANCIA

EVOLUTIVA)

MUTACIONES

Y

ABERRACIONES

CROMOSÓMICAS

Una mutación es cualquier alteración(cambio) heredable en la secuencia del ADN.

1.MUTACIÓN

MUTACIÓN

CARACTERÍSTICAS

FÍSICAS

QUÍMICAS

1.1 NIVELES Y TIPOS DE MUTACIÓNNIVELES DE

MUTACIONES1.1.1GÉNICA(UN SOLO GEN)

1.1.1.1SUSTITUCIÓN

1.1.2CROMOSÓMICA(SEGMENTO DEL CROMOSOMA)

EN NÚMERO

ESTRUCTURA

1.1.3GENÓMICA(CROMOSOMAS COMPLETOS POR EXCESO O DEFECTO O JUEGOS CROMOSÓMICOS

TRANSVERSALTRANSICIONALSIN SENTIDOCONTRASENTIDOSILENCIOSAINSERCIÓNDELECIÓN

SUSTITUCIÓN

TRANSVERSALCambio de bases

PURINA-PIRIMIDINAPIRIMIDINA- PURINA

A –CG -T(U)

PURINAS PIRIMIDINAS

UAU UAU

GAU

GAU

TRANSICIONAL

Cambios de bases PURINA-PURINAPIRIMIDINAS-PIRIMIDINAS

A – CG – T(U)

UAU

UGU

UAU

UGU

SIN SENTIDO Codón o triplete codifica una señal de

terminación

UCAUGA

SERINA

TERMINACIÓN(STOP)

CONTRASENTIDO

Produce o codifica un codón que codifica otro aminoácido

UCUUUU

SERINA

FELINALALANINA

SILENCIOSAProduce un codón que codifica el mismo

aminoácido

SERINAUCU,UCC,UCA,UCG,AGU,AGC

INSERCIÓN Se insertan 1 o más bases a la cadena de ADN

GCC AGC TTT GGC CTT

SE INSERTA

GCC AGC TTT TTG GCC TT…

T

DELECIÓNPérdida de 1 o más bases.

GCC AGC TTT GGC CTT

GCC AGC TTT GGC CT…

PÉRDIDA DE LA BASE T

MECANISMO MOLECULAR DE LAS MUTACIONES

Macrolesiones: millones de pares de bases. (cromosomicas)

Microlesiones: un solo par o unos pocos pares de bases. (génicas)

1.2TIPOS DE MUTÁGENOS

Existen una gran variedad de agentes físicos y químicos que pueden inducir mutaciones.

Múgatenos químicos Múgatenos físicos

Se conocen varios productos químicos que son mutagénicos, clasificándose según su modo de acción en:

Análogos de bases Agentes que reaccionan con el DNA Agentes alquilantes Agentes intercalantes

Luz ultravioleta Radiación ionizante

son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN

1.2.1Mutágenos Químicos

ANÁLOGOS DE BASES

Debido a su similitud estructural los análogos de bases como el 5-Bromouracilo o la 2-aminopurina se incorporan el ADN que se replica en lugar de las bases correspondientes timina y adenina

Cuando uno de estos análogos de bases se incorpora en el ADN, la replicación puede ocurrir normalmente aunque ocasionalmente ocurren errores de lectura que resultan en la incorporación de bases erróneas en la copia de ADN

Ejemplo;El 5-bromouracilo se puede aparear con guanina (la timina se aparea con adenina) ocasionando la transición de AT a GC (la guanina se aparea con citosina). La 2-Aminopurina puede aparearse con citosina ocasionando la transición de AT a GC.

El esquema representa la sustitución de las bases normales por una molécula de 5-bromouracilo

Existen una serie de agentes químicos que reaccionan directamente sobre el ADN que no se esta replicando ocasionando cambios en las bases lo que provoca un apareamiento incorrecto

Acido nitroso (HNO2)

desamina la adenina a

hipoxantina y la citosina

a uracilo

Debido a distintas

propiedades de

apareamiento de los

productos de desaminacio

n

La hipoxantina (se aparea

con citosina; uracilo con adenina) se producen

transiciones ATGC y/o

GC->ATHidroxilamina NH2OH reaccionan con la citosina donde el grupo amino es remplazado por un grupo hidroxilamino.

AGENTES QUE REACCIONAN CON EL ADN

Grupo de productos químicos que afectan al ADN que no se replica.

Los compuestos utilizados mas frecuentemente incluyen:

etil metano sulfonato EMS

metil metano sulfonato MMS

dietil sulfato DES

AGENTES ALQUILANTES

El N-metil-N-nitrosoguanidina (NTG), cancerígeno, es uno de los múgatenos químicos mas efectivo. Se obtienen, en condiciones optimas, un gran numero de mutantes con una tasa de muerte baja.

AGENTES ALQUILANTES

El mecanismo molecular

exacto de la reacción de la

NTG no se conoce todavía

AGENTES INTERCALANTES

Un grupo interesante de sustancias como las acridinas y bromuro de etidio, son moléculas planas que se insertan entre dos pares de bases del ADN, separándolas entre si.

Esquema del modo de acción del agente intercalante acridina

Aunque las acridinas son útiles en investigación, no son muy adecuadas para el aislamiento rutinario de mutantes durante el desarrollo de cepas ya que tienen poco o ningún efecto mutagénico en bacterias.

AGENTES INTERCALANTES

1.2.2Mutágenos Físicos

Luz ultravioleta

Agente mas efectivo es la radiación ultravioleta de longitud de onda corta la mas efectiva esta comprendida entre los 200 y 300 nm.

La radiación UV es muy útil en el aislamiento de mutantes de cultivos bacterianos

Ejemplo:

El esquema representa la formación de dímeros de timina provocada por la radiación UV

Luz ultravioleta

Radiación ionizante

Es una forma de radiación mas potente e incluye rayos de longitud de onda mas corta como los rayos X, rayos cósmicos y rayos gamma.

Entre las especies químicas formadas por la radiación ionizantes se encuentran radicales libres, siendo el mas importante el radical hidroxilos (OH).

Los radicales libres, reaccionan con el ADN, y lo inactivan produciendo rupturas que dan lugar a cambios estructurales importantes como son las mutaciones cromosomales.

A baja dosis de radiación ionizantes solo ocurren unos cuantos impactos sobre el ADN, pero a mayores dosis ocurren impactos múltiples que conducen a la muerte de la célula .

Al contrario que la radiación UV, la radiación ionizante penetra fácilmente el vidrio y otros materiales.

Diferentes tipos de radiación que se presentan en la naturaleza, se observa que la radiación ionizante es de longitudes de ondas muy pequeñas

rayos gamma 10-11

Ionizante rayos X 10-10 Amstrong A10-9 nanómetro nm

UV 10-7

No ionizante infrarrojo 10-6 micrómetro ummicroondas 10-2 centímetro cmradar 1 metro

Es un error durante la meiosis de los gametos o de las primeras divisiones del huevo y que provoca una anomalía de número o estructura de los cromosomas.

Estos cambios pueden ser observados en la metafase del ciclo celular y que tienen su origen en roturas (procesos clastogénicos) de las cadenas de ADN no reparadas o mal reparadas, entre otros factores.

2. ABERRACIÓN CROMOSÓMICA

ABERRACIONES CROMOSOMICAS( Cambios de número o estructura de los cromosomas)

Numéricas Estructurales

Determinan una alteración del complemento cromosómico normal. Se originan por exceso

o por defecto del número normal de cromosomas

Son cambios de la estructura normal de los cromosomas; son heredables siempre que ocurran en los cromosomas de las células

germinales.

Afectan la estructura de los cromosomas, forma y tamaño

Variación en el número de genes

Variación en la disposición de los genes

- Deleciones perdida de genes- Duplicaciones aumento de genes

-inversiones inversión de genes - Translocasiones

intercambio de genes entre cromosomas

Variación en el nº de juego cromosómicas

Afecta al número de cromosomas

Variación en el número de cromosomas

- Haploidia, disminuye el número de juegos de

cromosómicos-Poliploidia aumenta el

número de juegos cromosómicos

- Aneuploidia no hay un número exacto de juegos cromosómicos básicos. Perdidas o ganancias de 1, 2, 3 o mas cromosomas

HAPLOIDIA

DISMINUYE NÚMERO DE JUEGOS DE CORMOSOMAS

2.1 NUMÉRICAS

El término haploide se aplica a toda célula, tejido u organismo que posee una constitución cromosómica igual a la de los gametos de la especie. Un individuo haploide tiene la mitad de los cromosomas que los normales de su especie, sólo tiene un complemento cromosómico completo y su contenido en ADN es igual al valor-C de la especie a la que pertenece. En la meiosis todos los cromosomas estarán en forma de univalentes y la inmensa mayoría de sus gametos serían inviables

AUMENTO EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

NUMÉRICASPOLIPLOIDIA

El termino poliploidia se describe a instancia como mas de dos múltiples de los cromosomas haploides establecidos en base. La atribución de poliploidia es basada sobre el número designado de cromosomas base: triploidia tiene 3n cromosomas, tetraploidia tiene 4n, pentaploidia 5n, etc. Esta condición es relativamente muy común en muchas especies de animales, pero es bien conocido en aves, anfibios y peces, siendo más común en especies de plantas.

La poliploidia es originada de dos maneras: 1)Autopoliploidia y 2) alopoliploidia

La poliploidia es originada de dos maneras: 1)Autopoliploidia y 2) alopoliploidia

• Nulisomía: (2n-2)• Falta 1 par de cromosomas• homólogos

• Monosomía: (2n -1)

• Trisomía: (2n 1)

ANEUPLOIDÍA

Trisomía 21 o Síndrome de Down que tienen 47 cromosomas.Trisomía 18 o Síndrome de Edwards. También tienen 47 cromosomas.Monosomía X o Síndrome de Turner.Trisomía sexual XXX o Síndrome del triple X.Trisomía sexual XXY o Síndrome de Klinefelter.Síndrome de cri du chat par de cromosoma 5.

NUMÉRICAS

Trisomía 21Anomalía cromosómica que da como resultado la

aparición de 47 cromosomas en vez de los 46 habituales, por la existencia de tres copias en el par 21, en vez de dos normales.

Las características principales son:

Ojos alargados con el cutis plegado en el rabillo del ojo.Hiperflexibilidad de las extremidades.

Manos pequeñas y anchas.Pies anchos y dedos cortos.

Orejas pequeñas.Puente de la nariz aplanado.

Cuello corto y cabeza pequeña.

NUMÉRICAS

NUMÉRICAS

CRI DU CHATEs una alteración en el par de cromosomas número 5 que provoca retraso mental y que se reconoce por un peculiar llanto agudo similar al maullido de un gato.

Rasgos característicos son :Retraso mental.Bajo peso al nacer. Dificultades con el lenguaje.Cabeza pequeña y una peculiar forma de llorar similar al maullido del gato, provocada por un estrechamiento de laringe

NUMÉRICAS

POBLACIÓN CON POLIMORFISMO

HOMOCIGÓTICOESTRUCTURAL POR

MUTACIÓN

CON AMBOS CROMOSSOMAS

HOMÓLOGOS

AFECTADOS CON AMBOS CROMOSOMA

SHOMÓLOGOS

E INDIVIDUOS HETEROCIG

ÓTICOS ESTRUCTURALE

S

HOMOCIGÓTICOSESTRUCTURALES

NORMALES

VARIACIONES

CROMOSOMICAS

ESTRUCTURALES

Con un cromosoma normal y el otro portador de la mutación.

2.2 ESTRUCTURALES

Variación en el número de genes

Variación en la disposición de

los genes

DELECIÓN

EXTREMO DEL CORMOSOMA

DEFICIENCIA

GRANDE(VISBLE AL MICROSCÓPIO)

MENOR TAMAÑO DE LO NORMAL

Falta un segmento cromosómicoPérdida de genes

ESTRUCTURALES

DUPLICACIÓN

Observable al microscopio

Ejemplo

No suelen tener una manifestación fenotípica, sino mediante análisis citogenéticos y moleculares.

ESTRUCTURALES

Aumento de genes:El segmento cromosómico se replica más de una vez por error en la duplicación del ADN

INVERSIONESDOS RUPTURAS Y

POSTERIOR REUNIÒNDEL SEGMENTO FRAGMENTADO PERO INVERTIDO

OCURREN EN BRAZOS DIFERENTES, LA INVERSIÓN INVOLUCRA AL CENTRÓMERO

RUPTURA EN EL MISMO BRAZOCROMOSÒMICO, NO INVOLUCRA

EL CENTRÒMERO

Segmento cromosómico cambia de orientación dentro del cromosoma. Para que se produzca este suceso es necesario una doble rotura y un doble giro de 180º del segmento formado por las roturas.

ESTRUCTURALES PERICÈNTRICAS

PARACÈNTRICA

ESTRUCTURALES

Dos cromosomas no homólogos intercambian segmentos cromosómicos genera una proteína nueva.fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma diferente conlo que puede darse el caso de tampoco se vea afectada la información

Translocaciòn

Existen diversos mecanismos mediante los cuales dos cromosomas acrocéntricos dan lugar a un cromosoma meta o submetacéntrico (fusión) y el caso recíproco (Fisión)

Las translocaciones pueden utilizarse en la construcción de mapas citogenéticos ya que permiten calcular distancias entre el punto de translocación y distintos loci situados en los cromosomas implicados

¿SABÍAS QUE?

DELETEREO: Expresión de un gen que causa acortamiento de su ciclo biológico, empeorando su calidad de vida o algún daño en un organismo.

Divergencia evolutiva: dada por los cambios evolutivos que experimentará cada uno de los grupos separados, por deriva génica, mutaciones y selección natural.

PAPEL EVOLUTIVO DE LAS DUPLICACIONES

Pueden ser un mecanismo de aislamiento

reproductivo.Las inversiones no involucran pérdida o

ganancia de material genético. Los individuos portadores

de inversiones cromosómicas no suelen estar afectados

en su fenotipo sino en su fertilidad.

PAPEL EVOLUTIVO DE LAS INVERSIONES

BIBLIOGRAFÍA COX T. Y SINCLAIR J. 1998. Biología molecular en medicina.

Editorial Médica Panamericana S.A., 1 ed. Argentina. 365 pp. H artl D L., Jones E W. 1998.Genetics:Principles and

Analysis.4°.Jones and Barlett Publishers. Boston E.E.U.U.

www.elmundo.es/.../2005/05/.../1115993478.html http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mutacion/

mutacion.htm http://biolemadutra.blogspot.com/2008/09/mutaciones-genti

cas-son-las.html http://pi2bach.colegioalboran.es/?p=1008