MUTACIONES Cambio en la secuencia de bases del ADN Produce una
alteración estable Puede ser heredable, o no, según
el tipo o nivel en donde ocurren MUTACIONES GENETICAS
CROMOSOMICAS O ESTRUCTURALES GENOMICAS O NUMERICAS GENETICAS: Se
dice que son PUNTUALES, porque afectan una o un par de bases.
Ocurren dentro de un gen. CROMOSOMICAS/ESTRUCTURALES:
Alteración de la secuencia de genes dentro de un
cromosoma. GENOMICAS/NUMERICAS: Afectan el número de
cromosomas
PUNTUALES Las mutaciones génicas puntuales pueden ser de:
SUSTITUCION; INSERCION O ADICION; DELECION. SUSTITUCION: En la
sustitucion, observamos la ausencia de un nucleotido, por
ejemplo, Adenina, pero en su lugar observamos, por ejemplo, una
Timina. Es lo contrario de lo que ocurre en los otros tipos de
mutaciones, en los cuales el nucleotido falta o sobra. DELECION:
Se da cuando, en una cadena de nucleotidos, observamos la
ausencia de uno de ellos (sin ser sustituido). INSERCION/ADICION:
Se da cuando, en una cadena de nucleotidos, observamos la
presencia de un nucleotido de más.
SUSTITUCION SIN SENTIDO: La proteína, con alta
probabilidad, perderá su función biológica.
SUSTITUCION CON SENTIDO: La proteína puede o no perder sus
funciones biologicas. Esto dependerá de si el aminoacido
sustituido se encuentra en un lugar de la estructura que afecta
su funcionalidad. Por ejemplo, que sea sustituido un aminoacido
del sitio activo de una enzima, y este ya no reconozca sustratos.
SUSTITUCION SILENCIOSA: La proteina será la misma, por lo
que no pierde sus funciones biologicas. En todas las mutaciones
en las cuales se produce un CORRIMIENTO del MARCO DE LECTURA, la
secuencia de aminoacidos de la proteina –a partir de la
mutacion- sera completamente distinta a la original. La proteina,
por lo tanto, pierde su funcion biologica.
? ? CROMOSOMICAS/ESTRUCTURALES Afecta a un segmento cromosomico,
involucrando a varios genes. ? ? Delecion Insercion Duplicacion
Translocacion GENOMICAS/NUMERICAS Afecta a cromosomas completos.
Puede faltar o sobrar un cromosoma entero. Se produce por una
separación anormal en la meiosis, llamada NO DISYUNCION.
MUTACIONES GENOMICAS POLIPLOIDIA HAPLOIDIA ANEUPLOIDIA MONOSOMIA
TRISOMIA POLIPLOIDIA: Aumenta el número de juegos
cromosómicos. HAPLOIDIA: Se pierde un juego
cromosómico. ANEUPLOIDIA: MONOSOMIA: Hay un solo cromosoma
homologo. TRISOMIA: Hay tres cromosomas homólogos.
? ? CAUSAS DE LAS MUTACIONES Hay mutaciones causadas por
“agentes mutagenos”, y existen, por otro lado, las
llamadas “mutacciones espontaneas”, resultado de
malas reparaciones y recombinaciones del ADN. Agentes
mutágenos Físicos Químicos Biológicos
Agentes mutágenos físicos ? Radiaciones ionizantes
? Ultrasonidos de alta energía ? Choques térmicos
Agentes mutágenos químicos ? ? ? Drogas Alquilantes
Alcaloides Carcinógenos Otros Agentes mutágenos
biológicos ? Virus ? Bacterias
OPERÓN LACTOSA Regulación genética en
PROCARIONTES Un operón es un grupo de genes estructurales,
cuya expresión está regulada por elementos de
control o genes reguladores. Es un ejemplo de la
regulación de la síntesis proteica a nivel de la
transcripción. Por medio de este mecanismo que, como
dijimos, ocurre en células procariontes, se induce la
transcripción de los tres genes estructurales del
Operón, que codifican respectivamente a las siguientes
proteínas: Beta-galactosidasa, Lac- permeasa y
Trans-acetilasa. Estas tres proteínas se encuentran
presentes en el metabolismo de la Lactosa, por eso es que su
síntesis solo es necesaria para la célula cuando
existe Lactosa presente en el medio. GEN REGULADOR (R)(i): Es el
gen que codifica la proteína represora OPERADOR (O): Es la
secuencia de ADN a la cual se une el represor. Se encuentra entre
el Promotor y los genes estructurales. Funciona solo como sitio
de reconocimiento. PROMOTOR (P): Es la secuencia de ADN a la cual
se une la ARN- polimerasa. Se encuentra entre el gen regulador y
el operador. Funciona solo como sitio de reconocimiento.
PROTEÍNA REPRESORA: Se une al operador, bloqueando la
unión de la ARN-polimerasa al Promotor. GENES
ESTRUCTURALES: Son los genes que codifican para las
proteínas que se van a regular –mencionadas
anteriormente-. Los que se transcriben a ARNm. INDUCTOR: Es la
sustancia que, cuando se halla presente, induce la
expresión de los genes estructurales. El gen regulador,
“i” o “R”, codifica para una
proteína represora, que se unirá al Operador del
Operón. Siempre que el represor se encuentre unido a esta
región, la ARN-polimerasa no va a poder transcribir los
genes estructurales, por lo que no habrá proteínas.
Represor, unido al Operador Gen regulador ARN-polimerasa no puede
avanzar La Lactosa funciona como inductor de la
transcripción, por lo tanto, cuando está presente,
se une al Represor. Esta unión genera un cambio
conformacional en la proteína represora, que impide su
unión con el Operador.
Debido a su cambio conformacional, el Represor no puede unirse al
Operador. Por lo que la ARN- polimerasa podrá acceder sin
problema a los genes estructurales para transcribirlos. Por lo
tanto, habrá proteínas. MUTACIONES EN EL
OPERÓN Puede haber mutaciones en diversas regiones del
Operón. En el siguiente caso observamos que el Operador
está mutado (Representado en la imagen como
“Oc”) La proteína represora, fácilmente
podría reconocer al Operador, pero al estar mutado este
último, no permite su unión con el represor. Por lo
tanto, el Operador queda liberado y la ARN- polimerasa puede
transcribir los genes. Hay proteínas. ¿Qué
ocurriría si hay glucosa? La lactosa no le permite al
Represor reconocer al Operador
En este caso, la transcripción de los genes se
llevará a cabo, independientemente de la presencia o no de
glucosa. Ya que, como observamos anteriormente, el Operador no
será reconocido por ninguna proteína represora, ya
que está mutado. PODEMOS OBTENER COMO CONCLUSION QUE,
INDEPENDIENTEMENTE DE LA PRESENCIA DE GLUCOSA EN EL MEDIO, LA
TRANSCRIPCIÓN SE LLEVARÁ A CABO SIEMPRE QUE EL
OPERADOR ESTÉ MUTADO. A continuación, veremos que
la mutación está presente en el Gen Regulador
(“i”). Al estar mutado este gen, la proteína
represora también lo estará. Observamos que la
proteína represora está mutada de tal manera, que
jamás reconocería al Operador. Por lo tanto, la
ARN-polimerasa podrá transcribir los genes, y habrá
proteínas. Dicho sea de paso que, en presencia de Lactosa,
la situación no sería distinta. Ya que se
uniría al Represor, y este seguiría neutralizado.
Pero veamos ahora el siguiente caso, en el que también es
el Gen Regulador el mutado, pero la proteína represora ha
adquirido otro tipo de mutación al del caso anterior. El
Represor mutado, no reconoce a la Lactosa.
Observamos entonces que, en este caso, la proteína
represora se encuentra mutada de tal manera, que no reconoce a la
Lactosa. Por lo tanto se unirá al Operador y no le
permitirá a la ARN-polimerasa la síntesis de las
proteínas. No habrá manera de revertir esta
situación. PODEMOS OBTENER COMO CONCLUSION QUE,
INDEPENDIENTEMENTE DE LA PRESENCIA DE LACTOSA EN EL MEDIO, LA
TRANSCRIPCIÓN DE LOS GENES ESTRUCTURALES SE VERÁ
AFECTADA DEPENDIENDO DEL NIVEL DE MUTACIÓN QUE PRESENTEN
EL GEN REGULADOR Y, POR ENDE, LA PROTEÍNA REPRESORA.
Obtenemos como conclusión general que, frente a un caso de
Operón Lac MUTADO, independientemente de la presencia o no
de Lactosa en el medio, la transcripción de los genes
estructurales se verá afectada DEPENDIENDO del nivel y de
la región del Operón en donde se encuentre la
mutación.