1 Las mutaciones En 1901, Hugo de Vries creó el término mutación

1 Las mutaciones
En 1901, Hugo de Vries creó el término mutación para referirse a los cambios repentinos
aparecidos en individuos de la especie vegetal Oenothera lamarckiana con la que estaba trabajando.
Sin embargo, el verdadero estudio genético de las mutaciones no comenzó basta 1943, con las
investigaciones de Salvador Luria y Max Delbrück, que contribuyeron de manera decisiva al
esclarecimiento de sus causas y de su importancia biológica.
Las repercusiones biológicas de las mutaciones se derivan de la alteración que se produce en la
secuencia de bases nitrogenadas del ADN, que se traduce, a su vez, en un cambio en la secuencia de
los aminoácidos que constituyen la proteína correspondiente. De esta forma, la proteína codificada
por ese ADN puede cambiar su función biológica o actuar incorrectamente. Si el segmento de ADN
alterado corresponde a una zona reguladora, se puede modificar la expresión de otros genes.
Hoy se conoce perfectamente el papel que desempeñan las mutaciones en numerosos procesos
biológicos, desde la evolución de las especies hasta el desarrollo del cáncer. Además, los
individuos mutantes constituyen una valiosa fuente de información en multitud de trabajos de
investigación sobre el material genético.
Efectos de las mutaciones
Criterio
Tipos de mutaciones
Somáticas (no se transmiten a los descendientes)
Germinales ( se transmiten a la descendencia)
Naturales o espontáneas
Causa
Inducidas por agentes mutágenos
Neutras
Beneficiosas
Perjudiciales
Letales (producen la muerte a más del 90% de los individuos
Efectos
que las poseen)
Subletales (mueren menos del 10 % de los individuos que las
padecen)
Patológicas (producen alguna enfermedad)
Tipos de expresión Dominante (respeto al alelo normal no mutado)
Recesiva (respeto al alelo normal no mutado)
génica
Células afectadas
Alteración
provocada
Génicas: afectan a la secuencia de nucleótidos de un gen
Cromosómicas: se altera la estructura de los cromosomas
Genómicas: cambia el número de cromosomas
2 Mutaciones génicas
Las mutaciones génicas son las mutaciones en sentido estricto, responsables de la evolución
y causa de muchas enfermedades. Consisten en cambios de la secuencia de los nucleótidos del
ADN y por ello cambios en la secuencia de los aminoácidos de una cadena polipeptídica, por lo
que no es posible observarlas al micros-copio. Las alteraciones producidas afectan tanto a los genes
estructurales como a los genes reguladores y pueden provocar cambios en un par de bases
(microlesiones) o en un segmento génico (macrolesiones).
Las mutaciones génicas aparecen fundamentalmente por dos causas:
 Errores no corregidos producidos durante la replicación del ADN.
 La acción de determinados agentes físicos o químicos, como las radiaciones o algunas
sustancias procedentes del exterior celular o del propio metabolismo, que alteran el ADN.
-1-
Las células cuentan con diversos mecanismos para reparar las alteraciones ocasionadas en su ADN por
la mutación que implican, normalmente, la intervención de diversos grupos de enzimas, como, por
ejemplo, las enzimas encargadas de corregir los errores que tienen lugar en el proceso replicativo del
ADN, ya sea durante la incorporación de los nucleótidos o tras la finalización de la síntesis de una nueva
hebra. Otro mecanismo de reparación es el constituido por las enzimas fotorreactivas, que rompen los
enlaces creados entre dos timinas consecutivas (dímeros de timina) originados por algunos agentes
mutagénicos. Se distinguen varios tipos de mutaciones génicas:

Mutaciones por sustitución de una base por otra distinta. Se dividen en dos
tipos: las denominadas TRANSICIONES, cuando una base púrica es reemplazada por otra
base púrica o una base pirimidínica es sustituida por otra base pirimidínica, y las,
TRANSVERSIONES, si se produce el cambio de una base púrica por una base pirimidínica,
o viceversa. Estas sustituciones son posibles porque algunos de los átomos de hidrógeno
de cada una de las cuatro bases pueden cambiar sus posiciones, para originar formas
tautomé-ricas1 (figura 22.1.) distintas a las usuales, en una proporción muy baja (10 ). Estos
errores (tautómeros) permiten apareamientos atípicos de bases en la doble hélice y provocan,
en la replicación, la formación de secuencias nucleotídicas erróneas, esto conlleva la
formación de cadenas polipeptídicas anómalas.
Los cambios de bases nitrogenadas pueden ser producidos, así mismo, por agentes mutagénicos que
originan su desanimación, la rotura del enlace entre una base púrica con la desoxirribosa (despurización)
o la formación de dímeros de timina.

Mutaciones por pérdida e inserción de bases. Estas mutaciones son más graves
que las anteriores, ya que, a partir del punto de delección o de adición, todos los tripletes de
bases estarán cambiados y, por tanto, el mensaje codificado (cadena polipeptídica) será
totalmente distinto. Se producen por un emparejamiento anómalo durante la replicación
entre la hebra molde y la que se está sintetizando, o cuando ciertos compuestos, como los
colorantes de acridina, se intercalan en las cadenas polinucleotídicas.

1.2 Mutaciones cromosómicas
Este tipo de mutaciones afecta a la estructura de los cromosomas, por lo que es posible detectarlas al
microscopio. La secuencia de bases nitrogenadas de los genes no está alterada, pero existen cambios
en el número de genes o en su disposición lineal en los cromosomas. Se diferencian dos tipos de
mutaciones según que la alteración afecte al número o al orden de los genes en los cromosomas:

Alteraciones por la existencia de un número incorrecto de genes. Tienen lugar por un
fallo en el apareamiento meiótico que puede producir un sobrecru-amiento erróneo,
quedando un cromosoma con un fragmento extra y el otro con un déficit. Los gametos
obtenidos originarán, tras la fecundación, diversas anomalías, como las siguientes:
 Deficiencias y delecciones. Consisten en la pérdida de un fragmento del cromosoma y, en
consecuencia, de algunos genes, (ya sea en el extremo (deficiencia) o en otro lugar
(delección)).Ejemplos de delecciones viables son: en el brazo corto del crom.5 “cri du chat”.
 Duplicaciones. Un segmento de un cromosoma se encuentra repetido, por lo que existe un
exceso de los genes correspondientes. En la evolución, las duplicaciones poseen una
importancia extraordinaria, ya que el aumento del número de genes puede determinar la
aparición de nuevas variantes génicas en mutaciones posteriores.
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
Alteraciones en el orden de los genes. Aunque estas mutaciones NO ocasionan un
perjuicio al individuo que las padece, producen gametos anormales que originarán una
su descendencia SI, tendrán déficit o exceso de genes. Se distinguen dos tipos:
 Inversiones. La disposición de los genes de un fragmento cromosómico está invertida. (Si el
fragmento invertido incluye el centrómero, la inversión se denomina pericéntrica, y en caso
contrario, paracéntrica).
 Traslocaciones. Un fragmento cromosómico cambia de posición, trasladándose a otro lugar del
mismo cromosoma, a su homólogo o a otro cualquiera. Si la traslocación se produce de un
cromosoma a otro y de éste al primero se denomina recíproca (figura 22.2); (si el segmento
simplemente pasa a situarse en otro cromosoma se llama transposición.)
1.3
Mutaciones genómicas o numéricas
Las mutaciones genómicas o numéricas consisten en la alteración del número de cromosomas
de una especie, ya sea por exceso o por defecto, por lo que se pueden detectar fácilmente al estudiar el
cariotipo de un individuo.
Estas mutaciones se producen por una mala disyunción en la meiosis de los cromosomas
homólogos. Las alteraciones fenotípicas que ocasionan siempre son graves, ya que cada cromosoma
es portador de un elevado número de genes. Las más tolerables son las que afectan a cromosomas
pequeños. Se distinguen dos tipos de mutaciones numéricas: euploidías y aneuploidías.

Euploidías. Se trata de una alteración en el número de juegos c.romosómicos. Se
denomina juego cromosómico al conjunto formado por un cromosoma de cada tipo,
por lo que los individuos diploides normales tienen en sus células somáticas dos de
ellos. Las euploidías se subdividen en:

Monoploidías. Únicamente existe un juego cromosómico completo, es decir, n cromosomas
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
Poliploidías. La anomalía consiste en la existencia de más de dos juegos cromosómicos. Las
poliploidías pueden ser triploidías (con 3n cromosomas), tetraploidías (con 4n),hexaploidías (con 6n),
etc. Estas mutaciones ocasionan un aumento del tamaño celular, que puede ir acompañado de un
aumento" del tamaño corporal, lo cual sucede con más frecuencia en los vegetales que en los animales.
Por esta razón, muchas plantas de cultivo son poliploides, ya que tienen flores, frutos o semillas de
mayor tamaño que las diploides normales. Así, por ejemplo, los plátanos que se consumen
habitualmente son triploides; las patatas, tetraploides, y el trigo, hexaploide. (Los organismos
poliploides pueden ser autopoliploides, cuando todas las dotaciones cromosómicas pertenecen a la
misma especie, o alopoliploides, cuando se han producido por hibridación de distintas especies).
En los animales, en cambio, al no existir un aumento significativo del tamaño de los órganos, pese a
que el tamaño celular es mayor, el número de células es más bajo y la funcionalidad orgánica se altera.
Los animales poliploides son por ello poco viables.





Aneuploidías. No existe alteración del número de juegos cromosómicos completos.
Solamente falta o sobra algún cromosoma. Las aneuploidías pueden ser:
Nulisomías: (2n — 2) cromosomas. Falta una pareja cromosómica, por lo que esta alteración tiene
efectos letales.
Monosomías: (2n — 1) cromosomas. Falta un cromosoma de una determinada pareja.
Trisomías: (2n + 1) cromosomas. Un cromosoma se encuentra por triplicado. Es frecuente en las plantas,
donde provoca cambios morfológicos.
Tetrasomías: (2n + 2) cromosomas. Existen cuatro ejemplares de un cromosoma determinado.
Las aneuploidías se producen por la fusión de un gameto normal (con n cromosomas) con otro que posee
(n — 1), (n + 1) o (n + 2) cromosomas. Las más tolerables son las que afectan a cromosomas pequeños o
a los cromosomas sexuales. En el cuadro inferior figuran las más conocidas en la especie humana.
TIPO DE CROMOSOMA
AUTOSOMAS
ALTERACIÓN
SINDROME
CUADRO CLÍNICO
Trisomia 21
Down
Trisomia 18
Edwards
Trisomia 13
Patau
XXX
Triple X
X0
Turner
XXY
Klinefelter
XYY
Duplo Y
Retraso mental
Rasgos faciales mongoloides
Alteraciones cardiacas, oculares…
Deficiencia mental profunda
Malformaciones renales y cardiacas
Deficiencia mental profunda
Malformaciones cardiacas, genitales,
dactilares y cerebrales
Retraso mental moderado
Alteraciones neuropsiquícas
Genitales infantiles. Esterilidad
Baja estatura
Retraso mental moderado
Genitales pequeños.Esterilidad
Estatura elevada
Retraso psicomotriz
Transtornos de conducta
Autosomopatias
HETROCROMOSOMAS
Gonosomopatias
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