Mutación poscigótica - Postzygotic mutation
Una mutación postcigótica (o mutación postcigótica ) es un cambio en de un organismo genoma que se adquiere durante su vida útil, en lugar de ser heredado de su padre (s) a través de la fusión de dos haploides gametos . Las mutaciones que ocurren después de la formación del cigoto pueden ser causadas por una variedad de fuentes que se clasifican en dos clases: mutaciones espontáneas y mutaciones inducidas. Qué tan perjudicial es una mutación para un organismo depende de cuál es la mutación, dónde ocurrió en el genoma y cuándo ocurrió.
Causas
Los cambios poscigóticos en un genoma pueden ser causados por pequeñas mutaciones que afectan a un solo par de bases, o grandes mutaciones que afectan a cromosomas completos y se dividen en dos clases, mutaciones espontáneas y mutaciones inducidas.
Mutaciones espontáneas
La mayoría de las mutaciones espontáneas son el resultado de lesiones naturales del ADN y errores durante la replicación del ADN sin exposición directa a un agente. Algunas mutaciones espontáneas comunes son:
- Depurinación : pérdida de una base de purina (A o G) para formar unsitio apurínico . Un sitio apurínico, también conocido como sitio AP, es la ubicación en una secuencia genética que no contiene una base de purina. Durante la replicación , el ADN de doble hebra afectado producirá una hija de doble hebra que contiene la purina faltante, lo que da como resultado una secuencia sin cambios. La otra hebra producirá una hebra más corta, sin la purina y su base complementaria.
- Desaminación : elgrupo amina en una base se cambia a ungrupo ceto . Esto da como resultado que la citosina se cambie a uracilo y la adenina se cambie a hipoxantina, lo que puede provocar una replicación y reparación incorrectas del ADN.
- Tautomerización : el átomo de hidrógeno en una base de nucleótidos se reposiciona, lo que provoca un patrón de enlace de hidrógeno alterado y un emparejamiento incorrecto de bases durante la replicación. Por ejemplo, el ceto tautómero de timina normalmente se empareja con adenina, sin embargo, el enol tautómero de timina puede unirse con guanina. Esto da como resultado una coincidencia de pares de bases incorrecta. De manera similar, existentautómeros amino e imino de citosina y adenina que pueden causar un emparejamiento incorrecto de bases con otros nucleótidos.
Mutaciones inducidas
Las mutaciones inducidas son cualquier lesión en el ADN causada por un agente o mutágeno. Los mutágenos a menudo demuestran especificidad mutacional, lo que significa que causan cambios predecibles en la secuencia de ADN. Algunos mutágenos comunes que inducen mutaciones son:
- Luz ultravioleta (UV) : hace que las bases de nucleótidos de pirimidina (T o C) en la misma hebra se unan covalentemente formando un dímero de pirimidina. Los dímeros de timina-timina son la mutación más común causada por la luz ultravioleta. Dado que los dímeros causan una deformación disruptiva en la estructura del ADN, las polimerasas a menudo tienen problemas para leer la región, lo que ralentiza la replicación del ADN.
- Análogos de bases: compuestos químicos que son suficientemente similares en estructura y química a las bases nitrogenadas del ADN, de modo que pueden incorporarse en la secuencia. Estos análogos no tienen las mismas propiedades de emparejamiento que las bases normales, por lo que pueden emparejarse incorrectamente con nucleótidos durante la replicación. El 5- bromouracilo (5-BU) es un análogo común de la timina, sin embargo, la forma enólica de la 5-BU todavía puede unirse con la adenina. La forma ionizada, por otro lado, se empareja con la guanina.
- Agentes intercaladores : compuestos químicos que se colocan entre bases nitrogenadas apiladas en el ADN, lo que provoca una mutación de cambio de marco. Algunos agentes intercalantes, como la daunorrubicina , son capaces de bloquear la replicación y la transcripción, lo que los hace increíblemente tóxicos para las células en proliferación.
- Especies reactivas de oxígeno (ROS) : moléculas que contienen oxígeno altamente reactivas que son capaces de causar roturas de cadenas de ADN y muchos efectos dañinos en los componentes celulares.
- Agentes alquilantes : compuestos que unen un grupo alquilo a las cuatro bases. Cuando se agrega un grupo alquilo a la guanina, puede provocar un emparejamiento incorrecto con la timina y alterar la precisión de la replicación.
Consecuencias
Un gran factor determinante de la gravedad de las consecuencias causadas por mutaciones poszigóticas es cuándo y dónde ocurren. Como resultado, las consecuencias pueden variar desde insignificantes hasta increíblemente perjudiciales.
Mosaicismo
Cuando un individuo ha heredado una anomalía, generalmente está presente en todas sus células. Sin embargo, algunas mutaciones, como el cambio de código del ADN, alteraciones epigenéticas y anomalías cromosómicas, pueden ocurrir más adelante en el desarrollo. Esto daría como resultado que una línea celular de la progenie fuera normal mientras que las otras líneas celulares serían anormales. Como resultado, se considera que el individuo es un mosaico de células normales y anormales.
El mosaicismo es la aparición de dos o más líneas celulares con diferentes genotipos dentro de un solo individuo. Es diferente del quimerismo, que es la fusión de dos cigotos, lo que provoca un nuevo cigoto único con dos genotipos.
Pérdida del cromosoma Y
La pérdida del cromosoma Y (LOY) en las células sanguíneas es la mutación poscigótica humana más común. Está altamente asociado con la edad, siendo detectable en al menos el 10% de las células sanguíneas para el 14% y el 57% de los hombres de alrededor de 70 y 94 años de edad, respectivamente. Los hombres con LOY tienen una mayor mortalidad por todas las causas y por cáncer en comparación con los hombres no afectados. Además, LOY se asocia con un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer y enfermedad cardiovascular. Fumar aumenta el riesgo de inducir LOY más de tres veces y tiene un efecto dependiente de la dosis en el estado de LOY.
Mosaicismo de la trisomía 21
La trisomía 21 ( síndrome de Down ) es una de las anomalías cromosómicas más prevalentes entre los nacidos vivos. De todos los embarazos con trisomía 21, aproximadamente el 80% terminan en abortos espontáneos o mortinatos. 1-5% de las personas diagnosticadas con síndrome de Down son en realidad mosaicos de trisomía 21 de "alto grado". El resto de mosaicos de trisomía 21 están marcados como mosaicos de "bajo grado", lo que significa que la mutación cromosómica ocurre en menos del 3-5% del tejido respectivo. Mientras que los mosaicos de trisomía 21 de alto grado muestran características similares al síndrome de Down completo, los mosaicos de bajo grado tienden a mostrar características más leves, sin embargo, los efectos son bastante variables dependiendo de la distribución de las células trisómicas.
Mutaciones somáticas
Las mutaciones somáticas son el resultado de un cambio en la estructura genética después de la fertilización. Este tipo de mutación también involucra a células fuera del grupo reproductivo y, por lo tanto, no se transmite a futuros descendientes.
Mutaciones de la línea germinal
Las mutaciones de la línea germinal son el resultado de un cambio en la estructura genética de las células germinales . Estas mutaciones pueden transmitirse a la descendencia y dar lugar a una mutación constitucional. Las mutaciones constitucionales son una mutación que cuando está presente en una célula, también está presente en todas las demás células asociadas con el organismo.