tema 15. mutaciones

Biología. 2º bachilleratoUnidad 14. Genética molecular

C.E.M HIPATIA-FUHEMMiguel Ángel Madrid

15 Alteraciones de la información genética



Guión del tema

MUTACIONES

ORIGEN

EFECTOS

INDUCIDAS AGENTES MUTAGÉNICOS QUÍMICOS

BIOLÓGICOSSALUD CÁNCER

NATURALES FÍSICOS

CLASIFICACIÓN

SOMÁTICAS

GERMINALES

GÉNICAS

CROMOSÓMICAS

GENÓMICAS

DOMINANTES

TIPO CÉLULAS

EXTENSIÓN MATERIAL GENÉTICO

RECESIVAS

EXPRESIÓN GÉNICA

CONCEPTO

EVOLUCIÓNVARIABILIDAD

GENÉTICA



Concepto de mutación

(del latín mutare = cambiar)

Hugo de Vries

La teoría de la mutación, 1901

Mutación

Cambio o variación que se produce en el material genético de

un ser vivo



Efectos de las mutaciones Mutación y evolución

Mutación Variabilidad genética

Evolución

Charles Darwin



Tipos de mutaciones

CLASIFICACIÓN DE LAS

MUTACIONES

TIPO CÉLULASSOMÁTICAS

GERMINALES

EXPRESIÓN GÉNICA

DOMINANTES

RECESIVAS

GÉNICASEXTENSIÓN MATERIAL GENÉTICO

CROMOSÓMICAS

GENÓMICAS



TIPOS DE MUTACIONESSEGÚN LAS CÉLULAS

AFECTADASSEGÚN LAS CÉLULAS

AFECTADASSEGÚN LA EXTENSIÓN DEL

MATERIAL GENÉTICO AFECTADOSEGÚN LA EXTENSIÓN DEL

MATERIAL GENÉTICO AFECTADO

GERMINALESGERMINALES SOMÁTICASSOMÁTICAS

GÉNICASGÉNICASCROMOSÓMICASCROMOSÓMICAS GENÓMICASGENÓMICASAfectan a gametos o células madre.Se transmiten a la descendencia.Sobre ellas actúa la selección natural.

Afectan a gametos o células madre.Se transmiten a la descendencia.Sobre ellas actúa la selección natural.

Afectan a células somáticas y sus descendientes.Afectan al individuo.No son heredables.No juegan papel en la evolución.

Afectan a células somáticas y sus descendientes.Afectan al individuo.No son heredables.No juegan papel en la evolución.

Afectan a la disposición de genes en el cromosoma.

Afectan a la disposición de genes en el cromosoma.

Provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen.

Provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen.

Alteran el número de cromosomas típico de la especie.

Alteran el número de cromosomas típico de la especie.

SEGÚN SU ORIGENSEGÚN SU ORIGEN

AL AZARAL AZARPROVOCADAS POR

AGENTES MUTAGÉNICOS

PROVOCADAS POR AGENTES

MUTAGÉNICOS

SEGÚN SU EFECTOSEGÚN SU EFECTO

NEUTRASNEUTRASPERJUDICIALESPERJUDICIALES BENEFICIOSASBENEFICIOSAS



TIPOS DE MUTACIONES POR SU EFECTO

Nocivas, la mayoría, pues un cambio al azar de cualquier información siempre lleva a una información "sin sentido" o defectuosa para el individuo que la tiene.

Neutras, sin efecto.

Beneficiosas para el individuo y para la especie si se transmite a su descendencia (las menos).



Las mutaciones

Polidactilia

Génicas o puntuales Cromosómicas Genómicas



Mutaciones génicasADN GAT GGT CGT CAG ACG TCT TGTARNm CUA CCA GCA GUC UGC AGA ACA

TIPO DE MUTACIÓN CONSECUENCIAS

SIN MUTACIÓN

TRANSICIÓN

TRANSVERSIÓN

INSERCIÓN

DELECIÓN

ADN GAT GGT CGT CGG ACG TCT TGTARNm CUA CCA GCA GCC UGC AGA ACA

ADN GAT GGT CGT CCG ACG TCT TGTARNm CUA CCA GCA GGC UGC AGA ACA

ADN GAT GGT CGT TCA GAC GTC TTG TARNm CUA CCA GCA AGU CUG CAG AAC A

ARNm CUA CCA GCA GUC UGA GAA CAADN GAT GGT CGT CAG ACT CTT GT

Proteína Leu Pro Ala Val Cys Arg Thr

Símil lingüístico dos por dos son más que uno

Proteína Leu Pro Ala Ala Cys Arg ThrSímil lingüístico dos por dos sen más que uno

Proteína Leu Pro Ala Gly Cys Arg Thr

Símil lingüístico dos por dos sin más que uno

Proteína Leu Pro Ala Ser Leu Gln AsnSímil lingüístico dos por dos sso nmá squ eun o

Proteína Leu Pro Ala Val Stop

Símil lingüístico dos por dos son

púrica por púrica

pirimidínica por pirimidínica

púrica por pirimidínica

pirimidínica por púrica

adición de nucleótidos

pérdida de nucleótidos



Mutaciones génicas

Consecuencias de los distintos tipos de mutaciones génicas



TALASEMIA MENOR: glóbulos rojos elipsoidales (mutación génica por sustitución de un aminoácido en la hemoglobina)



ANEMIA FALCIFORME: Glutámico sustituido por valina en posición 6 de las cadenas beta de la hemoglobina



ANEMIA FALCIFORME



Mutaciones cromosómicas



DELECCIÓN CROMOSÓMICA

Ej. Síndrome del “maullido del gato” por delección en el cromosoma 5



Mutaciones cromosómicas

Delección



Mutaciones genómicas

Mecanismos de fusión y fisión céntricas

Fusión

Fisión



Mutaciones genómicas

MONOPLOIDÍA

Afectan al número normal de dotaciones cromosómicas

Afectan al número de alguno de los cromosomas

ALOPOLIPLOIDÍA

Incorporan un juego de otra especie

TRIPOLIDES (3n)

TETRAPLOIDES (4n)

POLIPLOIDES (Xn)

POLIPLOIDÍA

Existe un solo cromosoma de cada par (n).

Contienen más de un juego completo de cromosomas.

EUPLOIDÍAS

SÍNDROME TRIPLO X

Carecen de un cromosoma de una

pareja de homólogos

SÍNDROME DE TURNER

MONOSOMÍAS

Poseen un cromosoma de más

SÍNDROME DE DOWN

En autosomas

CARIOTIPO XYY

SÍNDROME DE KLINEFELTER

En cromosomas sexuales

ANEUPLOIDÍAS

TRISOMÍAS



Mutaciones genómicas Aneuploidías

ANEUPLOIDÍAS

Nulisomías Monosomías Trisomías

Adición o pérdida de uno o varios cromosomas

Pérdida de una pareja de cromosomas

homólogos

Pérdida de un cromosoma

Adición de un cromosoma

Síndrome de Turner Cromosomas sexuales

Síndrome de Klinefelter

Síndrome triple X

Síndrome duplo Y

Autosomas

Síndrome de Down

Síndrome de Edwards

Síndrome de Patau



Síndrome de Turner (44+X)




CARIOTIPO TURNER XO



Síndrome de Down (45+X_) 21




TRISOMIA S. DE DOWN 2N=46+1 (GRUPO 21)



• CARACTERÍSTICAS DEL SÍNDROME DE DOWN.1. Cabeza y cara: redondas y pequeñas.2. Ojos: tipo oriental con inclinación hacia arriba y hacia afuera, con un pliegue

en el ángulo interno..3. Nariz: pequeña y chata con tabique nasal ancho y ligeramente deprimido.4. Orejas: pequeñas con contorno doblado. 5. Piel: con diferentes tonalidades o “aspecto marmóleo”.Exceso de piel en la

nuca.6. Tono muscular: disminuido en estado de reposo que hace que la lengua

tienda a salirse.7. Extremidades: cortas con manos y pies pequeños y anchos. Dedos cortos y

gruesos. Manos con un pliegue transversal muy marcado en la palma. Dedo meñique corto y no curvado.

8. Estatura: menor que la de otros hermanos y en niños menor a la que le correspondería por su edad.

9. Peso: Algo de sobrepeso.10. Afecciones: Algunos bebés nacen con afecciones cardíacas que podrían

requerir de una intervención quirúrgica. Frecuente el estrabismo, la mala posición dental, la caries y la infertilidad en los hombres.

11. Inteligencia: Deficiencia mental aunque el grado de inteligencia varía en cada persona, sobre en los que tienen mosaicismo cromosómico.



Fig. 1 Niña de raza mongola con síndrome de Down. Su facies se distingue de la de un niño normal de la misma raza. (Fuente: McKusix,V.A. 1961. Medical genetics. Pergamon Press)



ORIGEN DEL SINDROME DE DOWN 2N=46+1



Síndrome de Edwards (45+X_) 18




Síndrome Edwards 47,+18

Niños + pequeños, cráneos alargados, orejas faunescas, cuello ancho, dislocación congénita de las caderas, mentón deprimido.

Ecabalgamiento de los dedos

Viven menos de 4 meses, mueren por neumonía o fallo cardíaco

Edad materna alta 34.7 años, bebés mayormente hembras, se presenta 1/8000 nacidos



Síndrome de Patau (45+X_) 13




Síndrome Patau 47, +13Profundo retraso mental, fisura labiopalatina y polidactilia,

Malformaciones en muchos sistemas orgánicos.

Mueren a los 6 meses y la mayoría son varones.

Edad promedio de padres 32 años.

1/20,000 nacimientos



Óvulo con dos cromosomas X

XYY XXX XXY

Hombre (Trisomía XYY)

Superhembra (Síndrome triplo X)

Hombre (Síndrome de Klinefelter)

Trisomías en los cromosomas sexuales

Espermatozoide con dos cromosomas Y

Óvulo normal

Espermatozoides normales



SINDROME KLINEFELTER XXY

Los varones que padecen este síndrome tienen la constitución cromosómica XXY. Aparece con una frecuencia de l/700 niños nacidos y parece que aumenta la probabilidad con la edad de los padres. Son estériles porque no tienen esper-matogénesis. Se estima que un 25 por 100 de los varones Klinefelter presentan retraso mental (muchas veces por la falta de atención que han tenido).



Síndrome de Klinefelter (44+XXY)




Síndrome triple X (44+XXX)




Síndrome duplo Y (44+XYY)




CARIOTIPO XYY

Los individuos afectados son generalmente muy altos y delgados. La mayoría presenta un acné severo durante la adolescencia. Pueden asociar también problemas antisociales o del comportamiento o tener una inteligencia inferior a la media.



Mutaciones genómicas Euploidías

EUPLOIDÍAS

Haploidía Poliploidía

Adición o pérdida de juegos cromosómicos completos

Un solo juego de cromosoma (n)

Más de dos juegos de cromosoma

Diferencias entre juegos

Autopoliploidías Alopoliploidías

Número de juegos

Triploidías (3n)

Tetraploidías (4n)

Pentaploidías (5n)Juegos cromosómicos

igualesJuegos cromosómicos

diferentes

Trigo blando (6n)

Soja (4n)



Mutaciones genómicas VOLVER

Trigo blando(hexaploide)

Soja(tetraploide)



Origen de las mutaciones

ORIGEN DE LAS MUTACIONES

FÍSICOS

NATURALES

AGENTES MUTAGÉNICOS

INDUCIDAS

QUÍMICOS

BIOLÓGICOSAgentes que dañan o alteran la estructura y composición del

material genético

Agentes físicos

Agentes químicos

Agentes biológicos



Agentes mutagénicos

FÍSICOS

QUÍMICOS

BIOLÓGICOS

Tipos de agentes mutagénicos

Radiaciones ionizantes

Radiaciones no ionizantes

Rayos X

Rayos gamma

Partículas alfa y beta

Ejemplos

Radiaciones ultravioleta

Análogos de bases

Inductores cambios químicos

Agentes alquilantes

Agentes intercalantes

5-bromouracilo

Ácido nitroso

Etil-metano-sulfonato

Naranja de acridina

Virus

Bacterias

Hepatitis B y C

Papilomavirus

VIH

Helicobacter pylori

Radiaciones

Compuestos químicos

Organismos «vivos»



Radiación ultravioleta

Los dímeros distorsionan la conformación del ADN inhibiendo la replicación

Agentes mutagénicos

EMS

Guanina6-Etilguanina

Enlace de hidrógeno

MUTÁGENOS FÍSICOSMUTÁGENOS FÍSICOS

• Radiaciones ionizantes

• Radiaciones no ionizantes

MUTÁGENOS QUÍMICOSMUTÁGENOS QUÍMICOS

• Ácido nitroso

• Agentes alquilantes

• Sustancias análogas a las bases nitrogenadas

• Sustancias intercalantes

Pueden provocar la rotura de los cromosomas y modificar las bases nitrogenadas.

Provocan la formación de enlaces covalentes entre dos bases pirimidínicas contiguas, dando origen a dímeros.

Transforma la citosina en uracilo y la adenina en hipoxantina provocando incorporación de bases erroneas en la replicación del ADN.

Añaden grupos etilo o metilo a las bases nitrogenadas alterando la replicación del ADN.

Sustituyen a las bases nitrogenadas del Adn y provocan transiciones.

Se intercalan entre las bases de una cadena dando origen a inserciones o delecciones de un solo par de bases.



RADIACIONES MUTAGÉNICAS

EFECTO

DE ALTA ENERGÍA

(cósmicos, rayos X, alfa, beta, gamma…)

1) Rompen el DNA, los cromosomas.

2)Ttransforman sus bases en iones reactivos que forman radicales distintos en su molécula y emparejan con otras bases distintas a las habituales.

3) Escinden las moléculas de agua en OH(-) y H3O(+) que favorecen a su vez la formación de peróxidos que pueden producir cambios en las bases nitrogenadas y emparejamientos anómalos.

DE BAJA ENERGÍA

(radiación UVA)

Hace que dos T próximas en la misma hebra formen un dímero de pirimidinas



Clasificación de los tumores

Efectos de las mutaciones Mutación y cáncer

Sufijo -oma

Crecimiento local y lento

No metástasis

No úlceras ni necrosis

Arquitectura tisular semejante

No recidiva

Evolución clínica favorable

Sufijo – sarcoma (carcinoma)

Crecimiento invasivo y rápido

Metástasis

Úlceras y necrosis

Arquitectura tisular diferente

Recidiva

Evolución clínica mortal

TUMORES BENIGNOS TUMORES MALIGNOS(CÁNCER)



Principales cánceres hereditarios


Cáncer de mama Cáncer de ovario Cáncer colorrectal



La mutación y el cáncer

Núcleo de célula

cancerosa

Virus del papiloma humano



Base molecular del cáncerCélula normal

Lesión ADN

Activación oncogenes

Inactivación genes supresores tumores

Expresión de productos de los genes alterados

Cáncer

Reparación

Mutación



Células cancerígenas


Diferenciación celular Apoptosis

CÉLULAS NORMALES

CÉLULAS CANCESOSAS

FACTOR ONCOGÉNICO

División celular normal

FACTORES REGULADORES

Hiperplasia Displasia

Mutación

Formación de una célula cancerosa

Neoplasia Metástasis



Agentes cancerígenos


BacteriasVirus

Tabaquismo

Alcoholismo

Dieta rica en grasa y sal

Radiaciones

Sedentarismo



Virus y cáncer


Virus Inmunodeficiencia Humana Virus Hepatitis B y C Papilomavirus Humano

Cáncer de cuello de úteroCáncer de hígado

Cáncer de piel



Bacterias y cáncer


Helicobacter pylori Cáncer de estómago



Efectos de las mutaciones Mutación y evolución

Mutación Variabilidad genética

Evolución

Charles Darwin

tema 15. mutaciones

Documents