Mutaciones en las células

Cambio genético. Alteración de cromosomas. Malformaciones. Casos clínicos

  • Enviado por: María
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MUTACIONES

 

Una mutación es un cambio heredable en el material genético de una célula.
En la naturaleza las mutaciones se originan al azar y, aunque las causas siguen siendo inciertas, se conocen bastantes agentes externos, mutágenos, que pueden producir mutaciones como: las radiaciones ambientales y sustancias químicas. Una mutación en una célula somática, puede provocar alteraciones en el organismo en el que se presente; pero desaparece en el momento en que muere el individuo en que se originó. Sin embargo, las mutaciones en las células sexuales, óvulos y espermatozoides, pueden transmitirse como rasgos hereditarios diferenciadores a los descendientes del organismo en los que tuvo lugar la mutación.

 

Se distinguen varios tipos de mutaciones en función de los cambios que sufre el material genético.

 

*Mutaciones cromosómicas . Este tipo de mutaciones provoca cambios en la estructura de los cromosomas.
Deleción. Implica la pérdida de un trozo de cromosoma; los efectos que se producen en el fenotipo están en función de los genes que se pierden.
Duplicación. En este caso existe un trozo de cromosoma repetido.
 

 

*Mutaciones genómicas. Este tipo de mutaciones afectan a la dotación cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc.
Estos poliploides así formados son genéticamente muy interesantes en las plantas cultivadas, y hoy en día la mayoría de variedades gigantes de fresones, tomates, trigo, ... que existen en el mercado, tienen este origen.

 

En el hombre, existen varios síndromes provocados por la no separación de una pareja de cromosoma homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se denomina trisomía, es decir un individuo con un cromosoma triplicado.

 

En los siguientes esquemas, tenemos las trisomías más frecuentes tanto en los autosomas, como en los cromosomas sexuales.

 

Alteraciones en los autosomas
-Síndrome tipo de mutación:
  Características y síntomas de la mutación
-Síndrome de Trisomía 21:
  Retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa, crecimiento retardado
-Síndrome de Edwards Trisomía 18:
  Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña, mentón huido, lesiones cardiacas. 
-Síndrome de Patau Trisomía 13 o 15:
 Labio leporino, lesiones cardiacas, polidactilia. 

 

Alteraciones en los cromosomas sexuales
-Síndrome de Klynefelter:  44 autosomas + XXY
  Escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide. 
-Síndrome de Duplo Y:  44 autosomas + XYY
 Elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial. 
-Síndrome de Turner:   44 autosomas + X
 Aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo. 
-Síndrome de Triple X:  44 autosomas + XXX Infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales externos. 

 

*Mutaciones génicas. Son las verdaderas mutaciones, porque se produce un cambio en la estructura del ADN. A pesar de todos los sistemas destinados a prevenir y corregir los posibles errores, de vez en cuando se produce alguno en la réplica, bien por colocarse una Citosina © en lugar de una Timina (T), o una Adenina (A) en lugar de una Guanina (G); o bien porque el mecanismo de replicación se salta algunas bases y aparece una "mella" en la copia. O se unen dos bases de Timina, formando un dímero.
  
Aunque se trate de un cambio de un nucleótido por otro, supondrá una alteración en la secuencia de un gen, que se traduce posteriormente en una modificación de la secuencia de aminoácidos de una proteína.

 

Al transcribirse la mutación, al menos un triplete del ARNm , se encuentra modificado y su traducción da lugar a que se incorpore un aminoácido distinto del normal en la cadena polipeptídica. Es un cambio que aunque la mayoría de las veces va a ser perjudicial, en contadas ocasiones puede provocar que mejore un gen y gracias a esta característica se sintetice una proteína distinta , que tenga propiedades distintas o participe en la formación de estructuras más eficaces.

 

En estos casos raros, pero esenciales para la evolución de las especies , los individuos portadores de la mutación poseen ventajas adaptativas respecto a sus congéneres , por lo que el gen mutado es posible que con el tiempo, y gracias a la selección natural, sustituya al gen original en la mayoría de los individuos que componen la población.

 


EJEMPLOS DE MUTACIONES

 

La hormona del sobrepeso

 

 Descubren una mutación genética en los miembros obesos de una misma familia.

 

 Dos estudios en humanos acaban de demostrar que un defecto genético que impide actuar a la leptina, una hormona que regula el apetito y consumo de energía, es una de las causas biológicas de la obesidad.

 

 Como ha escrito el investigador Stephen O' Rahilly en un editorial que también ha publicado Nature: "Cada vez hay más pruebas que demuestran que algunos seres humanos están programados genéticamente de tal forma que no pueden evitar convertirse en personas obesas. Esto debería hacernos reflexionar sobre el hecho de que la obesidad es un trastorno que lo que requiere por encima de todo es más investigación científica, y que no tiene nada que ver con la falta de voluntad. Por lo tanto, de nada sirve la censura moral".

 

La mutación de una proteína y la calvicie

 

 Por primera vez, los científicos han vinculado una extraña pérdida de cabello con una mutación en un tipo particular de keratina, la proteína que caracteriza a la piel, el pelo y las uñas. La afección se conoce con el nombre de "monilethrix" y produce el crecimiento de cabello irregular, quebradizo, débil y extremadamente corto; según publicó el Nature Genetics. La doctora Hermelita Winter del German Cancer Research Center de Heidelberg, dijo que "usualmente sólo el cuero cabelludo está involucrado, pero en casos agudos de la enfermedad también pueden ser afectados el bello púbico, las cejas, las pestañas y las uñas".

 

 Se efectuaron pruebas con dos familias: una inglesa y otra francesa. En ambos casos se realizaron test en muestras de sangre de cuatro generaciones. El común denominador fue la mutación en un único punto en la keratina: hHb6. Recordamos que los genes de esta proteína se encuentran en el cromosoma 12.

 

Miles de muertes, niños deformes y billones de pérdidas

 

A las 01.23 horas del 26 de abril de 1986 el reactor número 4 de la central de Chernóbil explotó, liberando a la atmósfera una gran nube radiactiva. Este accidente, causado por negligencia humana, ha sido el más grave de la industria nuclear.

 

A consecuencia de los 150 millones de curios que se liberaron en la explosión, la contaminación se repartió al capricho de los vientos durante días por toda Europa. Mientras las tierras del Viejo Continente quedaban contaminadas, todos los bomberos que participaron en la extinción del fuego murieron.

 

Pero las muertes sucedidas a lo largo de los años se elevan a miles. Hoy todavía nacen niños con malformaciones en las regiones más próximas a la central. Las pérdidas de aquel accidente se cuantifican en 38 billones de pesetas.

 

Siameses

 

La doctora Sosa y los demás profesionales quedaron muy sorprendidos cuando tras la incisión, que tuvo que ser ampliada más que lo normal, pudieron constatar que los cuerpos de los bebés estaban unidos.

 

¿Pero qué es eso que tanto asustó? ¿Qué son los siameses? El nombre real de este tipo de casos es el de gemelos unidos. Lo de siameses viene por los más famosos gemelos unidos que existieron en la historia: Chang y Eng Bunker, nacidos en Siam, China, en 1811, y que permanecieron pegados uno al otro durante sus 62 años de vida, exhibiéndose en circos. Ambos murieron con apenas dos horas de diferencia.

 

La ciencia médica clasifica a los siameses en toracópagos, unidos por el tórax; isquiópagos, pegados por el vientre; craniópagos, por el cráneo; pigópagos, por las nalgas. Este último fue el caso de los gemelos José María y María José.

 

El doctor Hugo Arza, jefe del equipo médico que encaró la separación de los gemelos, señala que la unión de los mismos se dio a nivel de la pelvis.

 

Por su parte, la doctora Shirley Ferreira, neonatóloga, recuerda que cuando sedaba a uno para relajarlo, el que se dormía era el otro. Entonces pensó que había una comunicación vascular importante. Costó mucho conocer el grado de unión de las estructuras anatómicas.

 

Previo a la separación, los gemelos fueron sometidos a otra cirugía, a la que también, además de la operación mayor de separación, accedieron las cámaras de Masinformes. La operación se llevó a cabo el 31 de julio para derivar el tubo digestivo. Igualmente para preparar la reposición de la piel en la parte anatómica en la que se iba a proceder a la separación de ambos cuerpos. Dicho acto quirúrgico fue realizado en el Hospital Nacional por el mismo equipo médico y de enfermería que ya estaba planificando la otra gran cirugía con todas sus peculiaridades.

 

La doctora Arza explica que el caso era el de dos gemelos unidos con crecimiento simétrico, es decir, eran iguales. Hay que especificar que también existen uniones gemelares en las que uno de los gemelos no se desarrolla por completo. Uno es normal y el otro parásito. Hay otros casos en los que uno de los bebés está incluido dentro del otro. En el Hospital Nacional ya se presentaron todos estos tipos de casos, según informó la profesional mencionada.

 

Doctor Juan Arrúa Aldana: "Nosotros buscamos literatura mundial sobre el caso y encontramos muy poca información. Casi nada. Básicamente podemos decir que la experiencia la hicimos nosotros en pleno quirófano, en base al cuadro clínico y a los probables cambios que se podían presentar en el curso de la cirugía".

 

A las 9.30 del 3 de setiembre de 1996, José María y María José son llevados al quirófano del Hospital Nacional. Una hora después, el equipo médico inicia el trabajo quirúrgico de separarlos físicamente, trabajo que ya representa un hito en la historia de la medicina paraguaya.

 

La operación duró aproximadamente 4 horas y media con sumo cuidado en los aspectos de hemodinámica, respiración y anestesia. Las diestras manos de los cirujanos y la capacidad profesional del equipo médico y de las enfermeras, hicieron posible el éxito de la misma.

 

La doctora Shirley Ferreira explica que los niños llegaron a la cirugía en asistencia mecánica respiratoria, y durante la operación, la intubación se hizo sumamente dificultosa por la posición de ambos. Eran dos niños pegados y no se podía recurrir a ninguna posición tradicional. A medida que transcurría el trabajo quirúrgico, las enfermeras iban cambiando constantemente de posición a los bebés para que no se desconectaran los tubos.

 

Según la doctora Silvia Mamber, cirujana pediátrica, lo más difícil de encarar quirúrgicamente fue la parte urinaria y el aparato digestivo, que estaban compartidos por los bebés. "Eran estructuras muy delicadas. Había que ver a qué nivel se debía separar una uretra de la otra sin lesionar los tejidos. Nosotros necesitábamos conservar lo máximo posible la estructura de cada chico e individualizar cada uno de los rectos para luego separarlos".

 

Cinthia, la madre, recuerda que mucha gente le decía que estaban luchando en vano, que gastaban demasiado dinero sin ninguna esperanza,. En suma, que dejaran morir a las criaturas. "Pero no le hice caso -expresa Cinthia-. Seguimos luchando mucho más después de lo que nos dijeron tantas personas. Quizá eso mismo fue lo que más nos impulsó a seguir adelante para tratar de preservar la vida de nuestros niños".

 


A pesar de tanto esfuerzo, María José falleció. No pudo soportar los graves problemas que arrastraba de nacimiento. Pero sobrevivió José María, que es la gran esperanza de los Ortigoza.

 

De ranas, residuos tóxicos y hormonas ambientales

 

En agosto de 1995, estudiantes del 10º grado de la clase de biología de la New Country School de LeSueur-Henderson Minnesota, salieron a los alrededores del pueblo a realizar una práctica de campo.

 

En uno de los estanques comenzaron a capturar ranas leopardo y jugando empezaron a lanzarlas entre sí. Como a algunas ranas les faltaban patas, se acusaron mutuamente de estar dañando a los animales.

 

Sin embargo, descubrieron que no era así y que las ranas estaban deformes.

 

Siguieron capturando y colectando ranas, y prepararon un reporte escrito. Al final, el resultado encontrado fue que un alto porcentaje de ellas tenían deformidades.

 

Habían descubierto un extraño fenómeno que no ocurre en la naturaleza de forma espontánea ni en tal magnitud.

 

Seguidamente, documentaron el reporte de clase con fotografías y preservación de especímenes vivos y en formol.

 

La maestra de la clase, Cindy Reinitz, se comunicó con la Minnesota Pollution Control Agency (MPCA), que es la agencia estatal de medio ambiente de Minnesota, para denunciar el hallazgo a las autoridades.

 

Entre tanto, los estudiantes continuaron visitando más estanques y en la mayoría encontraron ranas deformes; esto es, animales con una o dos patas de mas, sin patas, deformidades en el vientre o en la espalda, etc.

 

El grupo científico de la agencia estatal de medio ambiente que atendió la denuncia, apoyado por los estudiantes del área, extendió la búsqueda de ranas deformes a estanques alejados de la zona. El resultado fue el mismo: poblaciones de ranas con anormalidades.

 

Al cabo de dos meses, se encontraron ranas con deformidades en más de 100 lugares en 54 condados de 87 que tiene Minnesota.

 

Algunos de los estudiantes preguntaban si podría ser producto de algún agente biológico, como una infección viral o parasitosis; radiación por la disminución de la capa de ozono; o más seguramente algún agente químico como los plaguicidas o metales pesados como el mercurio o el plomo.

 

Este descubrimiento despertó el interés nacional (en los EEUU), y generó múltiples proyectos de investigación en varias universidades y laboratorios ambientales del gobierno.

 

Posteriormente en el estado de Vermont y más tarde en el de Washington, se detectó el mismo problema. A la fecha, 27 estados de los Estados Unidos y 3 del Canadá han reportado positivamente la presencia de ranas deformes en su territorio.

 

Uno de los productos químicos involucrados en este problema es un insecticida que se emplea en el control de mosquitos en el área: el methopreno. Lo cierto es que el problema es aún más grave.

 

En 1996 se encontró en la universidad de Tulane, en 4 insecticidas evaluados individualmente, que su efecto sobre el sistema hormonal de algunos animales y del hombre era mínimo, pero cuando se combinaban en número de 2 el efecto negativo se multiplicaba hasta 1,600 veces. Estos insecticidas son: DDT, clordano, aldrín y dieldrin.

 

Considerando que en artículos de consumo hay 100,000 sustancias químicas y que cada año se agregan 1,000 más, las combinaciones que estas sustancias pueden hacer está fuera de todo cuestionamiento.

 

Lo que se convierte en un problema es que muchas sustancias que en apariencia son inócuas en dosis bajas, cuando se combinan con otras crean nuevas formas que impactan el buen funcionamiento del sistema reproductivo, el sistema inmunológico y el sistema nervioso.

 

En tal sentido, muchas de estas sustancias se comportan como "hormón ambientales" y compiten con las hormón biológicas interrumpiendo sus funciones.

 

La investigadora Theo Colborn encontró numerosas anormalidades asociadas a disfunción fisiológica y sustancias sintéticas xenobióticas:

 

El oso polar presenta incapacidad reproductiva.

 

Los cocodrilos de la Florida muestran reducción en los órganos reproductivos masculinos.

 

La producción de esperma en el hombre ha declinado hasta un 50% en los últimos 50 años.

 

Estos y otros hallazgos apenas son la punta del iceberg del problema que para la vida representan las sustancias tóxicas y los residuos peligrosos.