MUTACIONES PUNTUALES

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Mutaciones de punto

Las mutaciones son alteraciones en la secuencia de nucleótidos de la estructura del ADN denominada GEN. Estas alteraciones pueden producirse por diversas causas, y afectar a un par o unos cuantos pares de bases. Esta definición se utiliza para diferenciarlas de las  llamadas mutaciones estructurales  o ALTERACIONES CROMOSOMICAS, que producen consecuencias muy severas porque afectan a muchos genes.   Las causas pueden ser las radiaciones ultravioletas, altas temperaturas, radiaciones ionizantes, compuestos químicos, y a veces por errores en la replicación y/o reparación del DNA.

En líneas generales se clasifican en:

  • transiciones: Purina por purina y pirimidina por pirimidina
  • transversiones: Purina por pirimidina y pirimidina por purina

Las mutaciones de punto se clasifican en tres grandes grupos según sus efectos en la codificación del ARNm:

A) Desvían el marco de lectura

Para que las mutaciones de punto desvíen el marco de lectura, deben encontrarse dentro de la región codificante de un gen, es decir entre el codón de inicio AUG (quien establece dicho marco) y el codón de stop.

Adiciones

La adición o agregado de una base en el DNA que codifica una determinada proteína, provoca el corrimiento del marco de lectura, es decir se constituyen nuevos codones, desde el sitio donde se incorpora la base adicional, hacia el extremo 3′ del mRNA. Esto es debido a que el mensajero es leído por los ribosomas de a tripletes, pero no hay ni un punto ni una coma que diga que este es el principio o fin de codón. La maquinaria solo sigue leyendo y al haber una base más todos los codones se modifican. Estas mutaciones generan una proteína diferente a la original, parcial o totalmente, dependiendo del sitio de la mutación.

Deleciones

La deleción o pérdida de una base dentro de la región codificante de un gen, ocasiona el cambio en el sentido de los codones desde el lugar donde se pierde una base hasta el extremo 3′ del mRNA. Al igual que las adiciones se produce como resultado una proteína diferente a la originalmente codificada.

Inserción mutaciones

deleción o pérdida de una base
Analizando lo que dijimos anteriormente, las que desvían el marco de lectura son las más graves de todas las mutaciones de punto, ya que como en el mRNA se lee la información en forma de codones, todas las bases que se encuentren después de la mutación se corren, y por lo tanto todos los codones siguientes se modifican, produciéndose una proteína final con una secuencia de aminoácidos totalmente distinta a la original.

Les dejo un video que les muestra este tipo de mutaciones

B) No desvían el marco de lectura

Sustituciones

Cambio de una base por otra.

substituciondebase

Las sustituciones a su vez, se clasifican de acuerdo a si cambian o no el sentido o significado del codón en:

a) Mutaciones silenciosas:

Son aquellas sustituciones que no causan ningún cambio en el aminoácido que codifica el codón afectado o si cambian el aminoácido del codón afectado pero no afectan la actividad de la proteína. Estas últimas se llaman “Neutras”.

b) Mutaciones de sentido erróneo:

Son las sustituciones que generan el cambio de un aminoácido y que en general alteran la funcionalidad de la proteína codificada originalmente.

Mutaciones sin sentido

Se denominan así a las sustituciones que crean un codón de stop o codón sin sentido (UAA, UAG y UGA), ocasionando una proteína más corta de lo normal.

Lo más grave que pueden producir las sustituciones de una base es que se incorpore un aminoácido distinto, pero una cadena proteica prácticamente similar. Todo esto depende de cual sea la base sustituida, ya que si la base en cuestión es la tercera de un codón lo más probable es que no pase nada (mutación silenciosa), ya que esta es irrelevante en la mayoría de los casos, y probablemente se introduzca el mismo aminoácido.
La sustitución en la primera o segunda base de un codón, es más grave y puede generar la incorporación de otro aminoácido al codificado originalmente (mutación de sentido erróneo).
En el caso de generar un codón de stop (mutación sin sentido) la consecuencia es grave, ya que se produce una proteína terminada prematuramente, dependiendo de dónde esté ubicado el codón, cerca del extremo 5′ o del 3′ del mRNA.

 

Les dejo un video en castellano que muestra los últimos tipos, sustituciones de sentido erróneo, sin sentido y sinónimas o silenciosas.

Algunos ejemplos de mutaciones y sus consecuencias

Es muy importante recalcar que las mutaciones puntuales y de otros tipos son el origen de diferentes alelos o distintas variantes de un gen en una población. Cuando existe en una población más de dos variantes o alelos de un gen, se los denomina alelos múltiples. Es decir las variantes de expresión que puede tener un gen que codifica alguna proteína o característica. A su vez la variabilidad genética es la base de la selección tanto natural como artificial. Esta última es, en definitiva, la utilizada por los productores para seleccionar los individuos más aptos que formarán parte de su rodeo.

Hay mutaciones que generan alelos que son beneficiosos para la especie, en cambio otras generan alelos deletéreos o perjudiciales para los individuos que los portan.

Hay una  gran cantidad de ejemplos de enfermedades producidas por estos alelos perjudiciales. Un ejemplo en  cerdos, es una mutación puntual en el gen que codifica para el canal de salida del calcio del retículo sarcoplásmico, también llamado receptor de ryanodina. Esta mutación produce un defecto en dicho receptor, la cual no permite al calcio entrar, acumulándose en el citoplasma y ocasionando hipertermia. Esto en general se desencadena por el stress, llamándose por ello a esta enfermedad: Síndrome de Stress Porcino (PSS) o Hipertermia Maligna (HM)). La calidad de la carne de los individuos afectados es mala y  por ello también se lo llama síndrome de carnes pálidas, blandas y exudativas (PSE). Todas las alteraciones descritas son debidas solamente a una sustitución en el nucleótido 1843 del cDNA del gen, que provoca el cambio de Cys por Arg (mutación de sentido erróneo). Este gen es denominado gen ryr-1 (por ryanodina) o gen del halotano (Hal) porque la enfermedad se detecta anestesiando al animal con halotano. Esta enfermedad es muy estudiada en cerdos por la pérdidas económicas que produce, así como en el humano que también puede sufrirla y, al igual que en cerdos, se produce por una sustitución igual.

Otra enfermedad o característica es el “doble músculo” (mh) de los bovinos, enfermedad que se caracteriza por un incremento en la masa muscular de aproximadamente un 20%,  que es muy frecuente en dos razas europeas: Piamontesa y Belgian blue, pero se observa en muy baja frecuencia en otras razas. Es un carácter autosómico recesivo y el gen que lo determina (Miostatina) tiene su locus en el cromosoma 2 (locus MSTN). Es sabido que 5 mutaciones diferentes en estas razas pueden producir esta característica. Las mas relevantes son: una deleción de 11 pb (pares de bases) hallada en el ganado Belgian blue (nucleótidos 819 al 829) que causa la finalización prematura de la traducción; y en Piamontesa  la sustitución de GxA en el nucleótido 938 (G938A), que determina la sustitución de Cisteína por Tirosina en el sitio activo de la miostatina. Ambas mutaciones dan como resultado  una proteína  no funcional.

Otro ejemplo de mutación perjudicial es el gen BLAD (Bovine Leukocyte Adhesion Deficiency) es una enfermedad autosómica recesiva que se presenta en el ganado Holstein.  Esta enfermedad hace que los animales presentes severas y recurrentes infecciones bacterianas causadas por  una disminución cierto glóbulos blancos que son parte del sistema inmune.  Una mutación de A por G en la posición 383 del  cDNA (ADN copia del mensajero del gen) de la proteína CD18 (proteína de adhesión) es la causante de esta enfermedad (alelo BLAD), este gen se localiza en el cromosoma 1

Existen mutaciones que pueden ocasionar la muerte del individuo que la porta (mutación letal), seguramente es una proteína fundamental para el desarrollo del individuo.

En otros casos pueden generarse alelos beneficiosos, es decir que generan una variante del gen cuya expresión es beneficiosa para el individuo que la porta y si se transmite a la descendencia, beneficiosa para la población. Por ejemplo los antígenos de histocompatibilidad o el caso de los alelos que codifican para el sistema de grupos sanguíneos humanos ABO. En este caso el alelo original ó salvaje era el A que determina la producción de Ag. A sobre la superficie de los glóbulos rojos. Mutaciones en la secuencia del gen originaron la sustitución de 4 aminoácidos de la proteína, generando un nuevo alelo ó variante del gen, el alelo B. Este alelo determina la producción de otra proteína que es funcional, ya que genera la aparición de Ag. B en los glóbulos rojos.

Por último, una deleción en el gen origina una proteína afuncional y por lo tanto el alelo O, ya que no produce ningún Ag en la superficie de los glóbulos rojos. Esto explica por qué el alelo A y B son codominantes y el alelo O es recesivo con respecto al A y B (ver página de interacción génica). De esta forma vemos como las mutaciones pueden ser tanto perjudiciales como beneficiosas a lo largo de la evolución.

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61 comentarios sobre “MUTACIONES PUNTUALES

    1. Ingrid todo lo que preguntas está descrito en la página. Algunas mutaciones se reparan ni bien se producen durante la repliación del ADN porque la ADN polimerasa tiene función autocrrectora. Pero si esa mutación no se repara en ese momento ya no es posible repararla
      Saludos

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    1. Hola Patricia en los libros las mutaciones que existen son las SIN SENTIDO es decir las que origina codones SIN SENTIDO, es decir que no llevan información para ningún aminoacido o codones de stop. Las CON sentido no las conozco ni he leido en ningun libro
      Saludos

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  1. Buenas noches antemano quiero felicitarte por el blog, es demasiado util. Quisiera hacer una pregunta.. tengo entendido que las mutaciones también se pueden clasificar dependiendo de su función; si es ganancia o perdida de función. En esta ultima, se encuentra cuando los dos alelos estan mutados (normalmente emfermedades recesivas) y haploinsuficencia cuando con alelo (50%) no mutado no e ssuficiente para cumplir la función ( enfermedades dominantes), me corriges si me equivoco. El punto es que aquí aparece el termino de efecto dominante negativo, y no lo entiendo bien.. se supone que es cuando una proteina no.funcional interfiere con la función de la proteina normal… pero no encuentro algún ejemplo que me ayude a entender…

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    1. No creo haber redactado nada con efecto dominante negativo. No sé donde lo habrás leído. Pero supongo que por lo que relatas podrian ser casos de factores de trasncripcion que sin funcion normal pueden hacer que una proteína normal no se exprese o su tasa de transcripción baje. Espero que te sirva
      saludos

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    1. Hola Isaías. Es una pregunta que te han hecho? te referia a si hay un ausencia de la seceuncia Kosac en el gen de la insulina o en cualquier gen? Es porobable que en ausencia de la secuencia Kosac no pueda inciarse la traducción de proteínas de forma normal o directamente no haya traducciòn de proteínas. Por ende ausencia de insulina.
      Espero haber ayudado
      Saludos

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  2. Aquí hay que releer los artículos una y otra vez… primero porque me gustan y segundo porque al ser profana en ésto me cuesta entender algunas cosas.

    Siempre es un placer venir al blog. ¡¡enhorabuena!!

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  3. felicitaciones por el blog gabriela..sirve de mucha ayuda, porq ademas de aprender el tema, al leer las preguntas y respuestas me solucionaron muchas dudas, que quizas, ni me habia planteado..
    Una pregunta: Que pasaria si ocurre una mutacion en el trailer(o lo que vendria a ser el)??Y si ocurre en el lider??(en este ultimo caso, podria ser que se modifique la secuencia de Kozak y q por lo tanto el ribosoma no reconozca al ARNm como tal??..tengo dudas con esas regiones, porq me acuerdo que lo preguntaron en parciales..
    Saludos, muchisimas gracias!!!!!!

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    1. Gracias Mariano, por tus plabras sobre el Blog. Tal como lo relatás, la secuencia 5 no traducida si sufre muatciones, puede afactar a la secuancia Kozac y por ende al comienzo de la traducción. En el caso de la 3 no traducida i trailer, es una secuancia que se usa para regular la traducción, es decir permitir que se degrade rápido o muy lentamente dependeindo de la c;elua y función del ARNm. Como esas bases del trailer son reconocidas por los ARN de interferencia y se aparea por complementariedad, una mutación en esa región puede afactar la tasa de degradación del ARNm,
      Espero que haya servido. Saludos

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      1. Gracias!!!por contestar, y tan rápido..En el caso de la secuencia 3 no traducida(que vendría a ser la secuencia terminadora del ADN)..ademas de afectar a la traducción por lo q dijiste de la degradación..no se afecta a la transcripción también??debido a q puede modificar a la secuencia terminadora, haciendo q la ARNpol siga sintetizando?Nuevamente,muy bueno el post..perdon por tantas dudas!.ja.saludos

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        1. De nada Mariano, se hace lo que se puede. Me parece que tal vez no pensaste en lo que leiste. La secuencia terminadora de la transcricpión en eucariotas no se conoce y está mucho más alla (3´) de la cola poly A, recordás que el ARNm se corta antes de que la polimerasa llegue a la secucnia termiandora? y que luego de cortarlo se le añade la cola poly A? por ende el extremo 3´ no traducido no contiene la secuencia terminadora, porque está antes de ls secuencia de TTATT que indica polyadenilación. Una mutación en el ADn que afecte a esa región podría hacer que el mesnajero no se corte correctamente o no se agrague la cola poly A. No sé como será lo que te pregunten pero te recomiendo que siemrpre pienses primero en como se organiza el gen para pensar en las consecuencias.
          Espero haber ayudado
          Saludos

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      1. En un sindrome de autosomica resesiva con un solo padre portador como puede darse una mutacion de punto y que el razgo sea manifestado en un hijo? y que probabiliddes de repetirse

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    1. Hola Fabio, las mutaciones que provocan los rayos del sol, son más graves que las mutaciones puntuales, producen lo que se denomina dímeros de timina, es decir enlaces entre las timinas. o sea que es una mutación estructural que puede ser reparada, pero cuando los mecanismos de reparación fallan puede conducir al cancer de piel y por eso son graves.
      Siempre tomar sol con pantalla.
      Espero haber ayudado
      Saludos

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  4. Hola Gabriela!, estuve investigando acerca de las encefalopatías espongiformes, y encontre una cosa interesante, según al parecer, hay una teoría que dice que los priones son proteínas mutadas, que al parecer no se disuelven, pero yo no logro entender en que manera puede mutar una proteína, para ocasionarle problemas al cerebro, agradeceria si me pudieras explicar este tema, se que está un poco fuera del tema jaja, pero espero encontrar una respuesta.

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    1. Hola Ulises, la verdad es que hace tiempo que leí del tema, no sé que avances se han logrado y ahora no dispongo de tiempo para investigarlo a fondo. Como es la mutación la describen donde leiste?, deberías leer journals científicos en inglés. Es lo más actual, por lo que yo tenpia entendido la proteína prónica hace cambiar de conformación a la normal. Pero si averiguá más contame así lo charlamos
      Saludos
      Gaby

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  5. Hola, me gustó mucho este trabajo y además me ayudo a entender varias cosas que no me quedaban claras. Sólo tengo una duda, espero que me puedan ayudar: ¿qué sucede particularmente con las proteínascuando hay un cambio de base en la secuencia, y esto que ocaciona?

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  6. Gracias por tu respuesta!!, pero a ver si entendi bien la resp 2…O sea, es decir que si se muta el operador, puede ser q el represor no lo reconozca, con lo cual determinada proteina se va a sintetizar infinitamente sin poderle poner un freno.
    Ah, a tu pregunta, si, son las preguntas de la guia de activ de veterinaria de la UBA, por eso deben resultarte familiares. Gracias nuevamente por tu tiempo

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  7. Hola, excelente blog!, felicitaciones!! Ahora si, ahi van mis dudas…1-si en una secuencia de adn ocurre una sustitución de sentido erróneo en un exón, como se va a ver afectada la funcionalidad de la proteina resultante?….2-que pasa si se da una mutación en la sec operadora? (se afecta la transcripción… pero de que manera?) Por ahora eso solo, gracias!!

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    1. Muchas gracias Juli, me suenan conocidas las preguntas, sos de Veteerinaria de la UBA?
      1) Pensá que son las mutaciones de sentido erróneo, son las que cambian el sentido del codón a otro que codifica para otro aminoácido, por lo tanto en el exón ahora vas a tener un aminoácido cambiado. Depende de si el tipo de aminoacido es muy diferente la consecuancia para la proteína es más grave, pudiendo producir una proteína afuncional o con su función mutada y eso puede o no tener muchas consecuencias graves.
      2) La secuancia operadora es una palabra clave, palindrómica que es reconocida por una proteína reguladora, en este caso el represor, así que puede que el represor no la reconozca y por ende eso modifica la transcirpción, no teine freno si el represor ya no se puede unir
      Espero te haya servido
      saludos
      Gaby

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  8. aaaah no sabia lo del codon de reaseguro, bueno muchas gracias, esta muy buena la pag, lastima que la encontre medio tarde!! jaja Tengo varias dudas mas pero me parece q voy a ir a clase de consulta asi no molesto.
    gracias!!

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  9. Hola tengo dudas, una mutacion en el codon de stop como me afecta la traduccion? la transcripcion? rindo el final y no me termina de cerrar bien este tema. me quedo sin stop?

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    1. Hola Sol, todo depende de que base del codón cambie. Son tres posibles UGA UAA y UAG. Fijate en el código genético a ver que posibles consecuencias tenès, pero fijate que si era UGA y la G cambia por A seguí teniendo un stop UAA. Si cambia a un aminácido recorda´que en general hay un codón de stop de reaseguro. Saludos y suerte

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  10. buenas y disculpa en una clase un genetista nos pregunto como se les llamaba a las mutaciones en punto en kas cuales solo se cambiaba un aminoacido le dije que transversionales y dijo que no que otro nombre y como se les llamaba tambien a las de sin sentido y y en sentido contrario agradeciria tu ayuda gracias

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    1. Hola Victor, en la misma página figura como se llama cada una, sin sentido son las que ocasiones que se genre un codón de stop o fin de la traduccción. Cuando se cambia un aminoácido por otro se denominan sustituciones de sentido erróneo. Lee bien la pagina que aqui estan las respuestas
      Saludos

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  11. Excelente este blog, lo vengo leyendo y usando desde que cursé genética… ahora la quiero rendir!!!

    Tengo una pregunta que no encuentro respuesta… Mutaciones Ambiguas (según los autores que usamos es una mutación en genes no estructural) que son, como se producen, que afectan, consecuencias, etc…

    Te agradezco si me podes ayudar, y te felicito por el excelente blog … mucha dedicación hay en el!

    PD: Te dejo mi mail si podes respnder por hay mejor!! gracias

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    1. Hola Elbio, muchas gracias por la valoración de mi trabajo. Me alegra saber que haya ayudado a un estudiante de la materia, casi ninguno ha dejado comentarios o preguntas y en realidad para eso es un Blog, para interactuar en forma anónima las dudas. Prefiero contestar aqui porque tu pregunta puede ser la de otro y eso ayuda a todo el mundo.
      No sè a que te referìs con los autores, no sè cuales has leìdo pero yo no registro el uso de mutaciones ambiguas, al menos no recuerdo haberlo leído en esos términos.
      Por ahì te referìs a las mutaciones sinóminas o no sinónimas. Si es así, quiere decir que a veces cambia el sentido de un aminoacido y también de la proteína (no sinónimas) y en otros casos cambia a otro aminoácido o a ninguno por la redundancia del código.
      O por ahi te referís a las mutaciones revertientes o reversoras, que son las que se producen en el ADN que es molde de un ARN de transferencia, en lo que es su anticodón y al tenerlo mutado pueden reparar de casualidad una mutaciòn de los diversos tipos en un ARNm que codifica una proteína. Por ejemplo pueden corregir una mutación sin sentido que genera un stop prematuro, si hay un transfer mutado que se aparee por complementariedad con un codèn de stop. Normalmente ningun transfer puede aparearse con un stop. Los ARNt mutados eran orginalmente eran diseñados para transportar cualquier aminoácido, digamos Alanina por ejemplo y al tener su anticodon capaz de aparearse con un stop, en el stpo prematuro insertaràn una alanina. Por eso son mutaciones que revierten otras. Es menos grave una sustituciòn por una alanina que un stop prematuro.
      Espero haber ayudado.
      Saludos y suerte en el final!!

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    1. Hola Fernanda, no las adiciones o deleciones en los intrones no pueden correr el marco de lectura porque el marco se establece entre el codón de inciio y el de stop del mensajero que se va a traducir. El Mensajercon con intrones aun no esta listo para traducirse y los intrones se eliminan, así que no podrían correr el marco.
      Espero hayas comprendido
      Saludos
      Gaby

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  12. por favor necesito urgente la imagen de una proteina corta para un esquma de un trabajo de biologia favor necesito urgente si alguno tiene una imagen si la pueden enviar

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