martes, 24 de abril de 2012

5.1.2.1 FIJACIÓN DE LA LESIÓN (MUTACIÓN)


Una mutación es una alteración o cambio en la información genética de un ser vivo y que por lo tanto le va a producir un cambio de una o varias características que se presenta súbita y espontáneamente y que se puede transmitir o heredar, o no, a la descendencia. La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN.
En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas.

Mutación somática: afecta a las células somáticas del individuo. Como consecuencia aparecen individuos mosaico que poseen dos líneas celulares diferentes con distinto genotipo. Una vez que una célula sufre una mutación, todas las células que derivan de ella por divisiones mitóticas heredarán la mutación (herencia celular). Un individuo mosaico originado por una mutación somática posee un grupo de células con un genotipo diferente al resto, cuanto antes se haya dado la mutación en el desarrollo del individuo mayor será la proporción de células con distinto genotipo. En el supuesto de que la mutación se hubiera dado después de la primera división del cigoto (en estado de dos células), la mitad de las células del individuo adulto tendrían un genotipo y la otra mitad otro distinto. Las mutaciones que afectan solamente a las células de la línea somática no se transmiten a la siguiente generación.

Mutaciones en la línea germinal: afectan a las células productoras de gametos apareciendo gametos con mutaciones. Estas mutaciones se transmiten a la siguiente generación y tienen un mayor importancia desde el punto de vista evolutivo.





NIVELES MUTACIONALES
Es una clasificación de las mutaciones basada en la cantidad de material hereditario afectado por la mutación:

Mutación génica: mutación que afecta a un solo gen.











Mutación cromosómica: mutación que afecta a un segmento cromosómico que incluye varios genes.










Mutación genómica: mutación que afecta a cromosomas completos (por exceso o por defecto) o a juegos cromosómicos completos.







TIPOS DE MUTACIONES GÉNICAS
En la siguiente tabla se resumen algunos tipos de mutaciones génicas en el ADN y en sus consecuencias en las proteínas.
Tipos de mutaciones génicas
Resultados y ejemplos
En el ADN
En el ADN
Transiciones
Pu→Pu o Pi→Pi: AT→GC, GC→AT, CG→TA y TA→CG
Transversiones
Pu→Pi o Pi→Pu: AT→CG, AT→TA, GC→TA, GC→CG, TA→GC, TA→AT, CG→AT y CG→GC
En la proteína
En la proteína
Mutación silenciosa
Tripletes que codifican para el mismo aminoácido: AAG(arg)→CGG(arg)
Mutación neutra
Tripletes que codifican para aminoácidos equivalentes distintos. AAA(lys)→AGA(arg). Ambos son aminoácidos básicos
Mutación cambio de sentido
Aparece un nuevo triplete que codifica para un aminoácido de distinto tipo. La proteína pierde su función.
Mutación sin sentido
Aparece un triplete de terminación o FIN: CAG(gln)→UAG(FIN)
Mutación cambio de fase o pauta de lectura
Adición o deleción de un único par de nucleótidos o de varios pares de nucleótidos, siempre que no sean múltiplo de tres.


Tipos de mutación:
§  Mutaciones moleculares o puntuales: Son la mutaciones que ocurren al alterar la secuencia de nucleótidos del ADN. Entre las mutaciones puntuales podemos distinguir:
1.    Mutación por sustitución de bases: Se producen al cambiar la posición de un nucleótido por otro, por ejemplo, donde debería haber un nucleótido de citosina, se inserta uno de timina.
2.    Mutación por pérdida de nucleótidos o delección: En la secuencia de nucleótidos se pierde uno y no se sustituye por nada.
3.    Mutación por inserción de nuevos nucleótidos: Dentro de la secuencia del ADN se introducen nucleótidos que no deberían estar.
4.    Mutación por inversión de nucleótidos: Se producen giros de 180 grados, es decir dos segmentos de nucleótidos de hebras complementarias se invierten y se intercambian.
5.    Mutación por traslocación de pares de nucleótidos complementarios.


§  Mutaciones cromosómicas: Son las mutaciones que afectan a la secuencia de los hipotéticos fragmentos en que podría subdividirse transversalmente un cromosoma. Muchas de ellas son apreciables al microscopio gracias a la “técnica de bandas” con la que se confecciona el cariotipo. Sobre las mutaciones cromosómicas encontramos:
1.    Mutación por inversión de un fragmento cromosómico.
2.    Mutación por delección o pérdida de un fragmento cromosómico.
3.    Mutación por duplicación de un fragmento cromosómico. Suelen estar asociadas casi siempre con delecciones en otro cromosoma.
4.    Mutación por translocación de un fragmento cromosómico, es decir por un cambio en la posición de un fragmento cromosómico. La translocación puede ocurrir en un solo cromosoma, entre cromosomas homólogos o entre cromosomas diferentes.














§  Mutaciones genómicas: Son las mutaciones que afectan al número de cromosomas o todo el genoma.
1.    Poliploidía: Es la mutación que consiste en el aumento del número normal de “juegos de cromosomas” . Los seres poliploides pueden ser autopoliploides, si todos los juegos proceden de la misma especie, o alopoliploides, si proceden de la hibridación, es decir, del cruce de dos especies diferentes.
2.    Haploidía: Son las mutaciones que provocan una disminución en el número de juegos de cromosomas.














3.    Aneuploidía: Son las mutaciones que afectan sólo a un número de ejemplares de un cromosoma o más, pero sin llegar a afectar al juego completo. Las aneuploidías pueden ser monosomías, trisomías, tetrasomías, etc, cuando en lugar de dos ejemplares de cada tipo de cromosomas, que es lo normal, hay o sólo uno, o tres, o cuatro, etc. Entre las aneuplodías podemos encontrar diferentes tipos de trastornos genéticos en humanos como pueden ser:
1.    Trisomía 21 o Síndrome de Down o mongolismo que tienen 47 cromosomas.
2.    Trisomía 18 o Síndrome de Edwards. También tienen 47 cromosomas.
3.    Monosomía X0 o Síndrome de Turner.
4.    Trisomía sexual XXX.
5.    Trisomía sexual XXY o síndrome de Klinefelter.
6.    Trisomía sexual XYY.

                                                                                                                                          3.

1.                                              

                                                                                                   
5.

2.









5.1.2 LESIONES INDUCIDAS


Las mutaciones inducidas surgen como consecuencia de la exposición a mutágenos químicos o biológicos o a radiaciones. Entre los mutágenos químicos se pueden citar:
§  los análogos de bases del ADN (como la 2-aminopurina), moléculas que se parecen estructuralmente a las bases púricas o pirimidínicas pero que muestran propiedades de apareamiento erróneas;
§  los agentes alquilantes como la nitrosoguanidina, que reacciona directamente con el ADN originando cambios químicos en una u otra base y produciendo también apareamientos erróneos;
§  y, por último, los agentes intercalantes como las acridinas, que se intercalan entre 2 pares de bases del ADN, separándolas entre sí.
Como mutágenos biológicos podemos considerar la existencia de transposones o virus capaces de integrarse en el genoma.
Las radiaciones ionizantes (rayos X, rayos cósmicos y rayos gamma) y no ionizantes (sobre todo la radiación ultravioleta) también inducen mutaciones en el ADN; las primeras se originan por los radicales libres que reaccionan con el ADN inactivándolo, y las segundas aparecen como consecuencia de la formación de dímeros de pirimidina en el ADN, es decir, como consecuencia de la unión covalente de 2 bases pirimidínicas adyacentes.
Un agente utilizado a menudo para inducir mutaciones (mutagénesis) en organismos experimentales es el EMS (sulfato de etilmetano). Este mutágeno puede alterar la secuencia del DNA de diversas maneras como modificar químicamente las bases de G en DNA. Esta alteración en la secuencia de un gen se conoce como mutación puntual.




5.1.1 LESIONES ESPONTÁNEAS



Las bases de nuestro ADN pueden ser alteradas o perdidas por medio de errores de replicación o eventos moleculares al azar no reparados. Por ejemplo, la pérdida de un grupo amino en la citosina, una base normalmente presente en el ADN, lleva a la producción de uracilo, una base que normalmente no está presente en el ADN. Si este cambio no es detectado y corregido, una mutación puede resultar. Ocasionalmente la base entera puede ser perdida a causa de un corte en la unión entre la espina del ADN y la base. Esto deja un espacio en la doble hélice del ADN, la cual, si no es reparada, puede conllevar a una mutación en la siguiente ronda de replicación. Las principales causas de las mutaciones que se producen de forma natural o normal en las poblaciones son tres: los errores durante la replicación del ADN, las lesiones o daños fortuitos en el ADN y la movilización en el genoma de los elementos genéticos transponibles.se produce de forma natural o normal en los individuos.

























5.1 CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE LESIÓN AL ADN


 Los daños al ADN, que se deben a factores ambientales y a los procesos metabólicos habituales dentro de la célula, tienen lugar a un ritmo de entre mil y un millón de lesiones moleculares por célula por día.1 Aunque esto sólo representa un 0.000165% de las aproximadamente seis mil millones de bases (tres mil millones de pares de bases) del genoma humano, las lesiones no reparadas en genes críticos (como los genes supresores de tumores) pueden impedir que una célula lleve a cabo su función y aumentar de manera significativa la posibilidad de que se forme un tumor.

La inmensa mayoría de los daños al ADN afectan a la estructura primaria de la doble hélice, es decir, la química de las bases mismas es modificada. Estas modificaciones pueden a su vez destruir la estructura normal helicoidal de las moléculas, introduciendo nuevos enlaces químicos o aductos voluminosos que no caben en la hélice doble estándar. A diferencia de las proteínas y el ARN, el ADN suele carecer de estructura terciaria, por lo que no suele haber daños o perturbaciones a este nivel. Sin embargo, el ADN tiene unas superhélices envueltas alrededor de proteínas "empaquetadoras" llamadas histonas (en las eucariotas), y ambas estructuras son vulnerables a los efectos de los daños al ADN.
La definición que dio De Vries (1901) de la mutación era la de cualquier cambio heredable en el material hereditario que no se puede explicar mediante segregación o recombinación.

La definición de mutación a partir del conocimiento de que el material hereditario es el ADN y de la propuesta de la Doble Hélice para explicar la estructura del material hereditario (Watson y Crick,1953), sería que una mutación es cualquier cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN.
La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, mientras que la recombinación al crear nuevas combinaciones a partir de las generadas por la mutación, es la fuente secundaria de variabilidad genética. clasificación:
Restricción: mediante actividades metilasa y endonucleasa se protege el DNA propio del foráneo.
Recombinación: se redistribuyen o reorganizan dos moléculas de DNA
Reparación: corrige aquellos errores introducidos en la secuencia del DNA tras la replicación
Transposición: es un tipo especial de recombinación con el que se consigue cambiar de posición un DNA, o sea, reorganizarlo, y en otras lo que hace es amplificarlo.





sábado, 21 de abril de 2012

METODOLOGIA


OBJETIVOS

v  Definir la mutación, su papel en la genética molecular y los distintos tipos que se conocen.
v  Relacionar los distintos mutágenos con los defectos en la organización del Genoma.
v  Conocer los mecanismos de reparación molecular del material genética de los seres vivos con el fin de entender la estabilidad y la variabilidad genética.

METODOLOGÍA

La metodología que utilizare o los pasos a seguir para la publicación y desarrollo de los diferentes subtemas de esta unidad serán: haciendo un resumen al final de la unidad de todos los subtemas, publicando lo más importante y con toda claridad, de cada tema visto en clase. Además los trabajos que se hagan  en clase se publicaran en ese mismo día y las evaluaciones (exámenes) se publicaran al  final de la unidad, así como las tareas que deje el profesor en la fecha que indique y como las indique.

UNIDAD "5"


SEP                              SNEST                    DGEST



“INSTITUTO TECNOLOGICO
DE CIUDAD ALTAMIRANO”
 
PRESENTA: MARTIN HERRERA JUAREZ
UNIDAD: “5”
“REPARACION DEL MATERIAL GENETICO”
No DE CONTROL: 09930312
CARRERA: LIC. EN BIOLOGIA
VI SEMESTRE

Ciudad Altamirano gro. México a 21 de ABRIL del 2012




TEMARIO
UNIDAD
TEMAS
SUBTEMAS
5
Reparación del material genético
5.1 Clasificación de los tipos de lesión al ADN
5.1.1 Lesiones espontáneas
5.1.2 Lesiones inducidas
5.1.2.1 Fijación de la lesión (mutación)
5.1.2.2 Agente mutagénicos
5.1.3 Físicos
5.1.4 Químicos.
5.2 Sistemas de reparación.

INTRODUCCIÓN

REPARACION DEL MATERIAL GENETICO: Los daños en el ADN pueden ser reparados para mantener la integridad de la información genética, la importancia biológica de la reparación del ADN es evidente al encontrar múltiples mecanismos de reparación. Estos sistemas incluyen enzimas que simplemente revierten la modificación química, así como complejos enzimáticos más complicados que dependen de la redundancia de la información en la molécula de ADN duplex  para reparar a la molécula
El DNA está constantemente expuesto a agentes medioambientales que le causan daño (los agentes físicos tales como la radiación y los agentes químicos del medio ambiente y los radicales libres, altamente reactivos producidos en el metabolismo corporal).
Se estima que cada célula humana pierde diariamente más de 10000 bases por deterioro espontáneo del DNA a temperatura corporal. Las células replican su DNA con una cierta probabilidad de error. Una mutación no se puede reparar, pero un daño ó lesión si. Cualquier mutación, en cualquiera de los genes es perjudicial para el organismo.
Existen distintos tipos de daños: se pueden producir espontáneamente ó por agentes externos:
•      Rotura de una de las cadenas ó de las dos cadenas: a nivel de las dos cadenas puede romper cromosomas enteros.
•     Pérdida de bases: al perder la base se quedan sitios sin base ó sitios AP. Se produce de forma espontánea.
•        Modificación de una base: los grupos alquilo se transforman en grupos alquilo.
•        Dímeros de Limina: pueden bloquean la transcripción y replicación.
•       Enlaces cruzados: se unen por enlaces de H2, normalmente, pero estos enlaces se unen por enlace de tipo covalente altera el apareamiento de las bases ó la continuidad del esqueleto azúcar – fosfato. Interfieren en el metabolismo normal del ADN. El daño del ADN debido a procesos metabólicos normales. Daño del ADN mitocondrial y nuclear.
En humanos, y en células eucariotas en general, el ADN se encuentra en dos lugares celulares: dentro del núcleo y dentro de las mitocondrias (genoma mitocondrial). El ADN nuclear (ADNn) aparece en unas estructuras gigantes llamadas cromosomas, formados por cadenas de ADN enrolladas sobre agregaciones de proteínas llamados histonas.
Tipos de daño:
•    El daño endógeno afecta a la estructura primaria más que a la secundaria de la doble hélice.Puede subdividirse en cuatro clases.
Para reparar el daño de una de las dos hebras de ADN hay numerosos mecanismos que pueden funcionar para reparar el ADN. Incluyen:
•     Inversión directa del daño mediante varios mecanismos especializados en invertir daños específicos. Por ejemplo, la metil guanina metil transferasa (MGMT) elimina específicamente grupos metilo de la guanina, y la fotoliasa en bacterias rompe el enlace químico creado por la luz UV entre bases adyacentes de timina. Estas enzimas no necesitan una cadena sin dañar para hacer la reparación.
Mecanismos de reparación por escisión que eliminan el nucleótido dañado por un nucleótido no dañado complementario al que se encuentra en la cadena complementaria. Se incluyen:
•   Reparación por escisión de bases (BER), que repara el daño sobre un solo nucleótido causado por oxidación, alquilación, hidrólisis o desaminación.
•     Reparación por escisión de nucleótido (NER), que actúa sobre una amplia gama de lesiones, normalmente de gran entidad, como la modificación de grandes grupos o distorsiones en la estructura de la doble hélice. El caso mejor estudiado son los dímeros de pirimidina que son el producto principal de las lesiones por luz ultravioleta; también son eliminados por esta vía las modificaciones químicas causadas por carcinógenos como el benzopireno y la aflatoxina y con agentes quimioterápicos como el cisplatino, así como las bases desapareadas y pequeños lazos de ADN. La lesión es reparada por un complejo enzimático que corta a varios nucleótidos distancia a ambos lados de la lesión, que es eliminada como parte de un oligonucleótido.
•  Reparación de apareamientos incorrectos es una forma especializada de reparación por escisión de nucleótido que elimina los errores de la replicación. En los apareamientos incorrectos no hay bases dañadas, solo una base incorrecta; el reconocimiento de los desapareamientos se basa en la distorsión de la doble hélice; se reconoce la hebra recién sintetizada y se elimina la base mal apareada. Existen varios complejos enzimáticos que reconocen los desapareamientos que cortan una sección de varios centenares de nucleótidos; el gran hueco que se forma es rellenado por la ADN polimerasa y sellado por la ADN ligasa.
Enfermedades crónicas y reparación del ADN
•    Las enfermedades crónicas pueden relacionarse con un incremento del daño al ADN. Por ejemplo, fumar cigarrillos provoca daños oxidativos sobre el ADN y otros componentes de las células del corazón y el pulmón, desembocando en la formación de disruptores del ADN.
Enfermedades hereditarias de la reparación del ADN
•  Los fallos del mecanismo NER son directamente responsables de muchas afecciones genéticas, incluyendo:
•     Xeroderma pigmentosum: hipersensibilidad a la luz solar o UV, que acarrea mayor incidencia del cáncer de piel y envejecimiento prematuro.
•      Síndrome de Cockayne: hipersensibilidad a luz UV y productos químicos.
•       Distrofia tricótida: piel sensible, pelo y uñas quebradizos.