Reparación del ADN

En la replicación, la ADN polimerasa, antes de añadir un nuevo nucleótido, comprueba si el anterior es correcto. Si no lo es, lo retira y sustituye por el correcto. A esto se le llama actividad exonucleasa. Pese a ello, la ADN polimerasa deja un nucleótido equivocado cada 10⁷ nucleótidos añadidos, que es un valor alto. Para reducir el número de errores, hay una serie de actividades enzimáticas que disminuyen los errores a uno de cada 10⁹ nucleótidos:

a) Reparación con escisión del ADN: una endonucleasa detecta el error y da un corte a cada lado del mismo. Después actúa una exonucleasa que quita todos los nucleótidos del segmento cortado. Posteriormente, la ADN polimerasa I sintetiza el segmento correcto y, finalmente, una ADN ligasa sella las muescas.

b) Reparación sin escisión del ADN: se conocen varios mecanismos, por ejemplo, existen unas enzimas fotorreactivas (se activan con la luz) capaces de romper los enlaces entre dímeros de timina.

c) Sistema SOS: cuando un agente mutagénico produce muchos daños y los mecanismos de reparación no han podido solucionarlo. En este caso, puede ser que queden numerosas bases modificadas y, como la ADN polimerasa solo reconoce A, C, T y G, la duplicación quedaría paralizada. Para evitarlo, está el sistema enzimático llamado enzimas correctoras del sistema SOS que elimina este bloqueo. Para ello, este sistema introduce una base al azar en la base errónea, probablemente también errónea, y las cadenas formadas tendrán numerosas mutaciones.

Las Mutaciones Cromosómicas

Existen varios tipos:

• Deleción: pérdida de un fragmento del cromosoma. Si tiene muchos genes, las consecuencias son letales o muy graves. Si afecta a los dos cromosomas homólogos, suele ser letal.
• Duplicación: repetición de un fragmento de cromosoma. Aumenta la cantidad de ADN y sobre el fragmento duplicado se pueden producir otras mutaciones. Así, pueden aparecer nuevos genes sin modificar los antiguos y favorecer el proceso evolutivo.
• Inversión: un fragmento cambia de sentido en el cromosoma. Si en este está el centrómero, se le llama inversión pericéntrica, y si no está, paracéntrica. Las inversiones no suelen ser negativas para el individuo, pero sí para la descendencia, pues suelen darse en la gametogénesis (formación de gametos) cuando los cromosomas con inversiones no se aparean correctamente con sus homólogos.
• Translocación: cambio de posición de un fragmento del cromosoma. Si es entre dos cromosomas no homólogos, se llama translocación recíproca. Si es dentro del mismo cromosoma, transposición. Para el individuo no son negativos, pero sí para la descendencia, pues dificulta la gametogénesis y porque los gametos pueden tener algún cromosoma incompleto o duplicaciones.

Detección de las Mutaciones Cromosómicas

Formas:

1^a Bandeo cromosómico: teñir los cromosomas con tinciones y compararlo con el patrón conocido del cromosoma para ver si hay algún cambio.

2^a Estudiando cómo se emparejan los cromosomas homólogos en la meiosis:

• Las deleciones y duplicaciones producen bucles y terminaciones escalonadas.
• Las inversiones forman asas.
• Las translocaciones dan lugar a formas en cruz, si afectan a dos cromosomas homólogos, o anillas, si afecta a varios.

Las Mutaciones Genómicas

Aneuploidías

• Nulisomía: falta un par de cromosomas homólogos (2n-2 cromosomas).
• Monosomía: falta un cromosoma (2n-1 cromosoma).
• Disomía: se da en organismos haploides que tienen una pareja de cromosomas homólogos (n+1 cromosoma).
• Trisomía, Tetrasomía: en diploides existe 1 cromosoma de más o dos (2n+1), (2n+2).

Enfermedades Variadas

:*Sindrome de Down:trisomía del cromosoma 21(47Cr),retraso mental variable y resto con aspecto oriental.*S.de Edwards:trisomía del cr 18(47 cr), retraso metal y del desarrollo e hipertensión.*S.deTurner:monosomia del cr X(44autosomas + x).Hembras con retraso en el crecimiento,falta de desarrollo en órganos sexuales y esterilidad.*S.del triple x:trisomía del cr X(44 autosomas +xxx).Hembras con poco desarrollo de mamas y genitales externos..*S.de klinelfelton:2cr x y uno y.varon con retraso mental y genitales poco desarrollados y esteriles.*S.del duplo Y: un cr x y 2.Tienen una talla mayor que la media y mayor probabilidad de ser violentos.
Las aneuploidias se dan x:*Fusion céntrica:unión de 2cr no homologos con perdida del centrómero de uno de los 2.*Fision céntrica:escisión de un cr en 2, aparece 1 nuevo centrómero.*Segregacion errónea durante la meiosis: repartición errónea de los cromatidas homologas entre las células hijas, a una celula se levan las 2 cromatidas y ala otra ninguna.
4.2EUPLOIDIAS:son alteraciones del nº de juegos completos de cr de 1 organismo, hay 2:*Monoploidia o haploidia: las células presentan un solo juego son haploides(gametos)*Poliploidia:existen mas de 2 juegos cromosómicos,triploidia(3n),tetraploidia(4n)etc y alos organismos se les llama triploides,tetraploides etc. Hay 2 modalidades:-autopolidiploidia: todos los juegos proceden de la misma especie.-Alopoliploidia:los juegos proceden de 2 especies diferentes.
La poliploidia es rara en animales pero frecuente en plantas.(intereses económicos(hojas y frutos +grandes).para conseguir un organismo poliploide se trata con colchicina sustancia extraida del azafrán que inhibe la formación del uso acromático asi los cr no migran alos polos y permanecen juntos en una misma celula.
5.AGENTES MUTAGENICOS.
5.1MUTAGENOS FÍSICOS.
*Radiaciones no ionizantes:rayos ultravioleta inducen la formación de dimeros de timina y aparición de formas tautomericas.*r.io:rayos x,gamma, emisiones de partículas radioactivas alfa y beta. Provoca perdida de e- en átomos de ADN, tautomería rompen anillos de bases nitrogenadas y rompen enlaces fosfodiester.
5.2M.QUIMICOS.(sustancias químicas q reaccionan con el ADN dando: *Modificando las bases nitrogenadas: el Ac.nitroso elimina grupos amino la hidroxilamina añade grupos hidroxilo el gas mostaza añade grupos alquilo.*Sustitucion de una base x otra análoga: el 5-bromouracilo sustituye ala timina y la 2-aminopurina ala adenina. Eso implica emparejamientos con bases distintas de las complementarias.*intercalación de moléculas: la acridina o proflavina tiene una estructura semejante a 1 par de bases enlazadas.en la duplicación estas sustancias delecciones o inserciones.
6.Mutacion y el cáncer.En el organismo se pueden dal procesos de proliferación celular incontrolada que dan lugar a una masa de células (tumor) algunas de estas son malignas (cáncer). Las células cancerosas tienen características que las diferencia de las normales:
*proliferan rápida e incontroladamente,pueden migrar a otros órganos o tejidos(metástasis),tienen cambios en su citoesqueleto lo que altera su capacidad de movimiento,secretan encimas que les permiten invadir tejidos,tienen proteínas de membrana que detectan hormonas que inducen la división celular.
Las células se convierten en cancerosas por acumulación de mutaciones aunq también hay virus que provocan cáncer. Genes relacionados con el cáncer:*protooncogenes:genes que si sufren una mutacion x agentes mutagenos(contaminantes,aditivos alimentarios) que pasan a convertirse en oncogenes, genes que transforman la celula normal en cancerosa.*genes supresores de tumores: genes que inhiben la división celular excesiva, equilibran la acción de los oncogenes. En humanos hay mas de 100 oncogenes y 12antioncogenes.