Tema 12: DNA: Mutación y reparación

Tema 11: La mutación
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Deberán quedar bien claros los siguientes puntos
• Mutación en el DNA
Espontánea vs inducida
Somática vs germinal
Aleatoria vs dirigida: test de fluctuación
Tasas y frecuencias de mutación
Base molecular de la mutación espontánea
• Mutación y cáncer
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Mutación en el DNA
Espontánea vs inducida
Somática vs germinal
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Mutación en el DNA
 Aleatoria vs dirigida: test de fluctuación
Delbrück)
(Luria &
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Mutación en el DNA
 Aleatoria vs dirigida: test de fluctuación
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Mutación en el DNA
Tasas y frecuencias de mutación espontáneas
Frecuencia por gen (gameto o replicación) (10-4-10-8)
Por nucleótido (10-8 - 10-9)
Estimas recientes en humanos muestran que hay nuevas 75
mutaciones por genoma haploide y generación, que equivale a una
tasa de mutación de 2.3 × 10-8 por bp.
Frec. Mutación: 2/8
Tasa mutación: 1/7
(número de divisiones celulares = número células finales - 1)
Mutación en el DNA
Cambios en el nivel de un nucleótido (puntuales) del DNA:
 Inserción: + A-T TGGTCGTAT
ACCAGCATA
TGGTCAGTAT
ACCAGTCATA
 Deleción: - G-C TGGTCGTAT
ACCAGCATA
TGGTCATAT
ACCAGTATA
 Transición: A-T -> G-C; G-C-> A-T; C-G -> T-A; T-A -> C-G
 Transversión: AT->CG, … (8 posibilidades)
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Consecuencias de la mutación puntual en la región codificadora
Cambio de
sentido
Sin sentido
Desplazamiento
de marco
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Base molecular de la mutación espontánea
Errores espontáneos durante la replicación
• Las formas tautomérica (producen transiciones)
• Alineamiento incorrecto
Lesiones espontáneas del DNA
•Despurinación (pérdida enlace glucosídico azúcar)
•Desaminación (pérdida grupo amino)
•Daño por oxidación: radicales hidroxilos, superóxido, peróxido
de hidrógeno
La tautomería
Emparejamiento entre las bases normales “ceto”
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La tautomería
Bases apareadas de manera incorrecta
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La tautomería
Bases apareadas de manera incorrecta
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La tautomería
Los desplazamientos tautoméricos causan mutaciones
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Errores espontáneos durante la replicación
• Alineamiento incorrecto
C
C C
ATCCCCCCCCCCCCCTAC
ATCCC CCCCCCCTAC
TAGGG GGGGGGGATG
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Mutaciones inducidas por agentes químicos
Análogos de bases
5-bromouracilo -> análogo a la timina -> aparea con
Guanina además de Adenina
2-aminopurina -> análogo adenina -> aparea Timina o
Citosina
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Mutaciones inducidas por agentes químicos
Agentes químicos
Modificación de bases inducidas químicamente (genera
emparejamientos incorrectos)
Óxido nitroso (desamina), metilmetano sulfonato (agente
alquilante),…
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Mutaciones inducidas por agentes físicos
Agentes físicos
No ionizante -> UV -> Dímeros de timina
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Mutaciones inducidas por agentes físicos
Agentes físicos
Radiaciones ionizantes
Roturas cromosómicas - roturas de doble cadena (efectos
letales)
Apareamiento incorrecto – roturas del enlace n-glucosídico
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Mecanismos de reparación del DNA
Reparación directa:
• DNA fotoliasa revierte dimerización
• Transferasas
Reparación por escisión
•Por escisión de bases modificadas
•Por escisión de nucleótidos (distorsiones doble cadena
como los aductos de dímeros timina, errores de más de una
base)
•Emparejamientos incorrectos durante la replicación
Reparación postreplicativa
Reparación propensa a error (SOS en bacterias)
Reparación de roturas de doble cadena
Mecanismos de reparación del DNA
Reparación directa
DNA fotoliasa: revierte los dimeros de timina –
fotorreactivación
Transferasas de grupos alquilo: eliminan los grupos alquilo
generados por mutágenos (metanosulfonato de etilo,
nitrosoguanidina)
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Genética del cáncer:
El cáncer es una consecuencia fenotípica de la mutación
Crecimiento incontrolado clon celular -> Metástasis. Selección natural entre
células somáticas de un organismo que escapan al control del organismos
Tipos:
•Leucemia (glóbulos blancos)
•Linfoma (linfocitos)
•Sarcoma (mesodermo: huesos, músculos)
•Carcinoma (epitelio: piel, glándulas,
mama) 85% cánceres
Teoría mutacional y teoría vírica -> Fusión:
Mutaciones somáticas
Genética del cáncer
Metástasis
Genética del cáncer
Causas genéticas
Tres tipos de genes:
•Oncogenes: promueven proliferación celular (protooncogén). Muy conservados
evolutivamente. Patrón autosómico dominante
•Genes supresores de tumores (TS): Inhiben la proliferación celular. Patrón
autosómico recesivo. (P53, el guardían del genoma –se expresa ante la falta de
oxígeno, toxicidad ambiental, daños DNA)
•Genes mutadores: genes que aumentan la tasa de mutación del conjunto del
genoma
Metáfora del autobús
•Acelerador = protooncogén
•Freno = TS genes
•Saboteador = genes mutadores
•Causas ambientales