Tipos de alteraciones a nivel del ADN
Toda mutación génica comienza con una reorganización de la secuencia de nucleótidos. Se distinguen varias variantes básicas de dichos cambios estructurales:
- Deleción: pérdida física de un fragmento de material genético.
- Duplicación: duplicación o repetición anormal de una región específica del ADN.
- Inversión: rotación de un segmento de la cadena exactamente 180 grados.
- Inserción: integración (inserción) de un fragmento adicional en la cadena original.
Por separado se clasifican las sustituciones puntuales de bases nitrogenadas en los codones:
- Transición: cuando una base púrica es reemplazada por otra púrica, o una pirimidínica por otra pirimidínica.
- Transversión: sustitución cruzada de una purina por una pirimidina o viceversa.
Efecto sobre la síntesis proteica y el fenotipo
La alteración en la estructura del ADN se refleja inevitablemente en el proceso de traducción. Dependiendo de las consecuencias para la molécula proteica, se distinguen cinco tipos de mutaciones:
- Mutaciones neutras («silenciosas»). No se manifiestan externamente. Debido a la degeneración del código genético, el codón alterado a menudo codifica el mismo aminoácido, por lo que la estructura de la proteína no se ve afectada.
- Mutaciones de sentido erróneo (missense). Una sustitución puntual de un nucleótido en la parte codificante provoca la incorporación de un aminoácido diferente. Como resultado, se sintetiza un polipéptido con propiedades modificadas.
- Mutaciones sin sentido (nonsense). La sustitución de una base nitrogenada forma un codón de parada (codón terminador). La síntesis proteica se interrumpe prematuramente y la traducción se detiene.
- Mutaciones reguladoras. Se localizan en las zonas no traducidas 5' o 3'. El gen en sí permanece intacto, pero se altera la regulación de su expresión.
- Mutaciones dinámicas. Surgen debido a un aumento patológico en el número de repeticiones de trinucleótidos en partes funcionalmente significativas del gen. Esto puede bloquear completamente la transcripción o conferir a la proteína propiedades que alteran su metabolismo normal.
Clasificación según los resultados y el tipo celular
La gravedad de las consecuencias para el organismo depende de en qué células se haya producido la falla y cuán crítico sea el defecto.
Según la localización del defecto primario, se distinguen:
- Mutaciones gaméticas. Ocurren en las células germinales, se transmiten por herencia y forman verdaderas enfermedades hereditarias (por ejemplo, hemofilia o fenilcetonuria).
- Mutaciones somáticas. Surgen en las células corporales y no se transmiten a la descendencia. A menudo se convierten en la causa del desarrollo de tumores o ciertas enfermedades autoinmunes.
- Combinadas. Combinan mutaciones tanto en células germinales como somáticas (un ejemplo es el retinoblastoma familiar).
Según el resultado clínico, las patologías se dividen en:
- Letales. Provocan la muerte en la etapa de desarrollo intrauterino (haploidías, monosomías autosómicas, la mayoría de las poliploidías).
- Subletales. Concluyen con la muerte antes del período puberal, excluyendo la posibilidad de tener descendencia (síndrome de Louis-Bar, algunas hemofilias, agammaglobulinemia de tipo suizo).
- Hipogenitales. Se combinan con infertilidad (síndromes de Klinefelter, Turner).
Enfermedades monogénicas
Las formas hereditarias de patología se transmiten de padres a hijos a través de las células germinales y siempre tienen antecedentes familiares. La forma más frecuente de enfermedades génicas son las enfermedades monogénicas.
Es costumbre diferenciarlas según qué clase funcional específica del polipéptido se haya visto afectada:
- Proteínas estructurales.
- Proteínas enzimáticas (conducen a enzimopatías).
- Proteínas receptoras.
- Transportadores transmembrana.
La característica clave de cualquier enfermedad monogénica es su tipo de herencia. Este puede ser autosómico dominante, autosómico recesivo, ligado al cromosoma X (dominante o recesivo), holándrico (ligado al cromosoma Y) o mitocondrial. Es importante recordar que en el tipo de herencia recesiva, el fenotipo del heterocigoto puede no diferir de la norma: las manifestaciones de la enfermedad serán poco expresadas o estarán completamente ausentes.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
Proporcione ejemplos de enfermedades monogénicas asociadas con un defecto en las proteínas receptoras.
Ejemplos confirmados directamente por fuentes:
- Obesidad monogénica por defecto en los genes de los receptores de leptina: las mutaciones puntuales alteran la cascada de regulación del apetito.
- Obesidad monogénica por defecto en los genes de los receptores de melanocortina: las mutaciones puntuales alteran la cascada de regulación del apetito.
¿Qué sistemas enzimáticos participan en la reparación del ADN tras la aparición de una mutación génica?
En los procesos de reparación del ADN participan sistemas enzimáticos que aseguran el reconocimiento, la escisión y el reemplazo de los segmentos dañados.
- Endonucleasas (por ejemplo, AP-endonucleasa, UV-endonucleasa): reconocen el daño y realizan un corte en la cadena de ADN cerca de este.
- Exonucleasas: eliminan el segmento dañado de la cadena.
- ADN polimerasas: sintetizan un nuevo fragmento de cadena en lugar del eliminado, utilizando la cadena intacta como molde; también poseen actividad exonucleasa 3'–5' para la corrección de errores.
- ADN ligasas: restauran el enlace fosfodiéster, uniendo el nuevo fragmento con la cadena principal.
- ADN insertasa: añade la base faltante a la desoxirribosa en caso de pérdida.
- Enzima fotorreactivadora: escinde los dímeros de timina durante la fotorreparación.
Para memorizar rápidamente las sustituciones puntuales: Transición: sustitución de «similares por similares» (purina por purina); Transversión: sustitución de «similares por diferentes» (purina por pirimidina).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué las mutaciones neutras no se manifiestan fenotípicamente?
Esto se debe a la degeneración del código genético. La sustitución de un nucleótido conduce a la formación de un nuevo codón que codifica el mismo aminoácido, por lo que la estructura y la función de la proteína no cambian.
¿Cuál es la diferencia entre las mutaciones missense y nonsense?
En una mutación con cambio de sentido (missense), se incorpora un aminoácido diferente en la cadena polipeptídica, lo que altera las propiedades de la proteína. En una mutación sin sentido (nonsense), aparece un codón de parada, lo que provoca la interrupción prematura de la síntesis proteica.
¿Se transmiten por herencia las mutaciones en las células somáticas?
No, las mutaciones somáticas no se transmiten a la descendencia. Se originan en las células del cuerpo y pueden causar, por ejemplo, tumores. Solo las mutaciones germinales se transmiten por herencia.
Qué más repasar sobre el tema
- Mutaciones genómicas: poliploidía y aneuploidía
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- Clasificación de las enfermedades según el papel de los factores hereditarios y ambientales
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