INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Una mutación es una alteración en la secuencia de ADN. Puede implicar desde un pequeño evento como la alteración de un solo par de bases nucleotídicas hasta la ganancia o pérdida de cromosomas enteros. Puede ser causada por daños producidos por químicos, por radiación o por errores durante la replicación y la reparación del ADN. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede aparecer como una algo perjudicial, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.

Los elementos genéticos transponibles son secuencias de ADN que tienen la propiedad de cambiar de posición dentro del genoma, por tal causa también reciben el nombre de elementos genéticos móviles. Por tanto, cuando cambian de posición y abandonan el lugar en el que estaban, en ese sitio, se produce un delección o pérdida de bases. Si el elemento transponibles estaba insertado en el interior de un gen, puede que se recupere la función de dicho gen. De igual forma, si el elemento genético móvil al cambiar de posición se inserta dentro de un gen se produce una adición de una gran cantidad de nucleótidos que tendrá como consecuencia la pérdida de la función de dicho gen. Por consiguiente, los elementos genéticos transponibles producen mutaciones.

Su existencia fue propuesta por B. McClintock (1951 a 1957) en maíz, sin embargo, su existencia no se demostró hasta mucho más tarde en bacterias. En el fenómeno de la transposición no se ha encontrado una relación clara entre la secuencia de la sede donadora (lugar en el que está el transposón) y la sede aceptora (lugar al que se incorpora el transposón). Algunos Transposones muestran una preferencia por una determinada región (zona de 2000 a 3000 pares de bases), pero dentro de ella parecen insertarse al azar.

Una de las preguntas más importantes acerca de las mutaciones es saber si estas se producen en los individuos de las poblaciones independientemente de si confieren o no al individuo alguna ventaja adaptativa, en cuyo caso la mutación tendría un carácter preadaptativo, o si por el contrario, las mutaciones se producen como consecuencia de una adaptación fisiológica de los individuos al ambiente, en cuyo caso la mutación tendría un carácter postadaptativo, ya que estaría inducida por el propio ambiente.

Las mutaciones que confieren resistencia a agentes ambientales específicos que no son tolerados por los individuos normales o silvestres, se pueden estudiar con facilidad en bacterias.

Luria y Delbrück (1943) diseñaron un experimento ya clásico para distinguir entre estas dos hipótesis y la metodología empleada servía para calcular tasa de mutación y continua utilizándose hoy día. Este experimento se ha denominado Prueba o test de Fluctuación.

Luria y Delbrück recibieron en 1969 el Premio Nobel por sus descubrimientos sobre el ciclo de reproducción de los virus y el papel del material genético en las bacterias y los virus.

Tasa de mutación: es el número de mutaciones que se producen por unidad de tiempo, las unidades de tiempo que se emplean habitualmente son el período correspondiente a la vida de una célula, de un organismo (generación) o de una división celular. Como puede observarse, las unidades de tiempo corresponden a unidades biológicas.

A esta altura, debe quedar claro que no todas las mutaciones conllevan a la muerte de la célula. La consecuencia que acarree la mutación dependerá de sí se mantiene o no la fidelidad en la producción de la proteína que codifique el gen mutado. Se cree, por estudios realizados en cultivos celulares, que un gen que codifique para una proteína de tamaño medio (de aproximadamente 103 pares de bases de longitud) sufrirá una mutación cada 106 generaciones celulares.

El proceso evolutivo ve en las mutaciones una de sus principales causas. La supervivencia a largo plazo de una especie puede aumentar gracias a cambios genéticos, pero la supervivencia de los individuos requiere la estabilidad genética. El mantenimiento de la estabilidad genética requiere, por un lado, de una alta fidelidad en el proceso de replicación del ADN y, por el otro, de la existencia de un mecanismo que permita reparar las numerosas lesiones accidentales que sufra el ADN. La mayoría de las alteraciones accidentales del ADN son transitorias, ya que inmediatamente son eliminadas por diversos mecanismos de Reparación del ADN.

Se calcula que, mediante cambios térmicos, una célula humana acumula por día la pérdida de unas 5000 bases Púricas (Adenina y Guanina). Análogamente, se estima en 100 los cambios producidos por día mediante la delaminación de la Citosina al Uracilo. La acción de la luz ultravioleta del sol puede favorecer la formación de dímeros de Timina. En los cuales dos moléculas de Timina, ubicadas en forma contigua en una de las hebras de ADN, se enlazaran bloqueando la posibilidad de unirse a las bases de la cadena complementaria. Este elevado número de cambios, producidos en genoma de las células, merece todo un sistema de reparación que brinde la estabilidad necesaria para que la célula pueda cumplir con sus procesos vitales. Hoy se sabe que menos del uno por mil de estos cambios accidentales de las bases del ADN provoca una mutación; el resto son eliminados, con una eficacia altísima, mediante el proceso de reparación del ADN. Existe una amplia variedad de mecanismos por los cuales los cambios genómicos son eliminados, y cada uno de estos es catalizado por un grupo de enzimas específicas. Casi todos dependen de la existencia de dos copias de la información genética, una en cada cadena de la molécula de ADN. Si se produce un cambio accidental en una de las cadenas del ADN, la información no se pierde en forma irreversible ya que todavía queda una segunda copia de la información en su cadena complementaria. El proceso básico de los diferentes mecanismos de reparación, se basa en los siguientes pasos:

1- El cambio accidental de una de las cadenas es reconocido y eliminado por medio de enzimas especiales denominadas nucleasas de reparación del ADN, que cortan los enlaces que mantienen unidos a los nucleótidos alterados al resto de la molécula de ADN. Ello produce un vació o hueco en dicha molécula.

2- Una vez eliminados los nucleótidos alterados otra enzima, la ADN polimerasa, se une al extremo 3´de la cadena cortada, colocando los nucleótidos complementarios a la cadena de ADN patrón.

3- Los nucleótidos incorporados por la ADN polimerasa son soldados a los restantes, gracias al accionar de la ADN ligasa, completando así el proceso de reparación del ADN. La ADN polimerasa y la ADN ligasa son las mismas enzimas que intervienen en el proceso de replicación del ADN. Por lo tanto, no solo son indispensables para la autoduplicación del ADN, sino que ayudan a mantener la fidelidad de esta molécula reparando las alteraciones que puedan sufrir cotidianamente.