Mutaciones

Mutaciones génicas estructurales y numéricas. Genes letales. Importancia biológica

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Mutaciones

  • Concepto.

  • Tipos de mutaciones: génicas, estructurales y numéricas.

  • Genes letales.

  • Importancia biológica de las mutaciones.

  • Selección natural y artificial.

Gracias a la meiosis, va a haber variabilidad en una población. La variabilidad puede ser continua cuando son cambios suaves o discontinua cuando el cambio es brusco, sin fenotipos intermedios, son las mutaciones.

Las mutaciones afectan al genotipo y por eso son heredables. Dan lugar a variaciones medibles en los caracteres de los individuos de una especie. Esta definición fue dada por Hugo de Vrier en 1901.

Las mutaciones son importantes, porque van a constituir una de las bases del proceso evolutivo. Hay 3 tipos de mutaciones: cromosómicas, cariotípicas o genómicas y génicas.

Mutaciones cromosómicas

Son cambios en la ordenación de los genes en los cromosomas. Pueden ser:

  • Delecciones: pérdida de un trozo de cromosoma. Esto puede ser letal en homocigosis, porque supone la pérdida de muchos genes.

  • Duplicación: es un segmento cromosómico que aparece repetidos. La duplicación se suele hacer en tandem (por parejas) Esta repetición del tandem admite muchas posibilidades, que se repita inverso, desplazado e inverso y desplazado.

  • Traslocación: el fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma no homólogo. Si se uniera a un homólogo, lo que se produciría es recombinación.

  • Inversiones: un fragmento del cromosoma, cambia de sentido dentro del propio cromosoma. Esto puede traspasar el centrómero.

Mutaciones cariotípicas o genómicas

Son cambios en el número de cromosomas propios de la especie. Este tipo de mutaciones también recibe el nombre de aberraciones o variaciones cromosómicas. Hay dos tipos:

  • Poliploidía: consiste en que la serie haploide del cromosoma se repite más de dos veces. Se produce cuando no se da la meiosis. Los individuos con un número impar de series cromosómicas van a ser estériles. La poliploidía es mucho más frecuente en vegetales que en animales, además para los primeros suele ser beneficiosa, porque se obtienen variedades mucho más productivas o resistentes.

  • Aneuploidía: consiste en que algún cromosoma está de más o de menos en la dotación cromosómica de la especie. En la meiosis no se va a separar la pareja de cromosomas homólogos y así tenemos un cromosoma de más (trisomías) en una serie y un cromosoma de menos en la otra (monosomía)

Enfermedades de las trisomías

  • Síndrome de Down o mongolismo: se acompaña de un retraso mental y físico y se debe a que el individuo presenta 47 cromosomas. El cromosoma de más aparece en la pareja 21. Se da en un 0'15% de la población y cuando las embarazadas tienen más de 40 años la posibilidad aumenta al 1 ó 2%.

  • Síndrome de Klinefelter: solo afecta a machos. Tiene una frecuencia del 0'2%. Afecta a los cromosomas sexuales. El individuo tiene 44 autosomas y será XXY. Va a ser de sexo masculino, pero es estéril, tiene glándulas mamarias, testículos pequeños y un desarrollo esquelético poco proporcionado.

  • Síndrome de duploY o de la criminalidad: es una variante del anterior. Los machos son XYY y se caracterizan por ser muy violentos.

Enfermedades monosómicas

  • Síndrome de Turner: son mujeres con 45 cromosomas. Son X0, les falta un cromosoma X. Son mujeres con rasgos femeninos infantiles, tienen los ovarios y el útero atrofiados. Es un caso con baja frecuencia entre la población.

Mutaciones génicas

Son las verdaderas mutaciones. Son cambios en la constitución química de los genes (en los nucleótidos), estos cambios no son observables.

Cuando un gen muta se le llama mutante y este se transmite a la generación siguiente. El gen parental es el silvestre.

Estas mutaciones tienen una frecuencia de aparición muy baja, pero varía según las especies. Hay tres tipos de mutaciones:

  • Regresivas: producen un efecto negativo o incluso la muerte. Ej: los genes letales en homocigosis.

  • Progresivas: producen un efecto positivo.

  • Indiferentes o silenciosas: no son ni positivas ni negativas.

En un individuo haplonte cuando ocurre una mutación se expresa siempre.

Las mutaciones son importantes en el estudio del cáncer, ya que una célula puede mutar en una sola base y pasar a ser cancerosa. El oncogen es el nombre del gen que muta.

No solo el cambio de una base, también la supresión o la adicción de una nueva base, porque al cambiar la secuencia, las proteínas que se sintetizan son diferentes en los tres casos.

La selección natural y el ambiente van a determinar que una mutación favorable permanezca, ya que eliminará a los menos dotados.

La selección artificial es la que hace el hombre, consiste en seleccionar a los individuos con los caracteres que nos interesen.

Para aumentar la frecuencia de mutación de un gen existen los agentes mutagénicos lo que hacen es cambiar la composición química de los nucleótidos o provocar un mal funcionamiento de los procesos enzimáticos. Pueden ser:

  • Ambientales: temperatura, edad…

  • Químicos: ácido nitroso, acrinina, formaldehído.

  • Radiaciones: ultravioleta (provoa dímeros de timina), rayos X, , , catódicos…

Con estos agentes podemos provocar mutaciones experimentales, que suelen ser nocivas. También se utilizan en ingeniería genética, porque podemos modificar genes.

Importancia biológica de las mutaciones

Evolutiva

Las mutaciones son una de los mecanismos evolutivos. La existencia de ellos precisa de la existencia previa de variabilidad entre los individuos de una población, que es la unidad evolutiva (quien evoluciona es la especie, no el individuo)

La variabilidad se consigue con la recombinación y con las mutaciones, las cuales van a permitir la aparición de genes que antes no existían. Al hacerlo, aumentamos el espectro de posibilidades biológicas para la evolución.

Las mutaciones beneficiosas suelen pasar inadvertidas en un primer momento y se van a mostrar lentamente por la selección natural. El gen mutado va ir sustituyendo al silvestre.

Evolutivamente las mutaciones más importantes son las que actúan de una manera repetida sobre un mismo gen, con lo que le van a favorecer con cambios más rápidos.

La importancia se pone de manifiesto durante la adaptación de una especie a un entorno nuevo.

Hay casos en los que la presión selectiva es grande y van a favorecer la supervivencia de los individuos que portan esa mutación porque se van a adaptar mejor.

Selección artificial

Un caracter perdura en una especie porque el hombre quiere, pero por selección natural esa mutación desaparecería. El hombre gracias a la ingeniería genética puede inducir la evolución en el sentido que él quiera.