Mutaciones Genéticas y Cromosómicas: Tipos, Causas y Mecanismos Moleculares

Clasificación de las Mutaciones Genéticas y Cromosómicas

Mutaciones Cromosómicas

Las mutaciones cromosómicas son cambios en la disposición de los genes en los cromosomas, que pueden implicar la pérdida, duplicación o alteración en el orden de los segmentos cromosómicos:

• Deleciones

  Consisten en la pérdida de material hereditario de un cromosoma.

• Inversiones

  Un segmento de cromosoma cambia de sentido (se invierte 180 grados) dentro del mismo cromosoma.

• Translocaciones

  Un segmento del cromosoma cambia de situación, ya sea intracromosómica (dentro del mismo cromosoma) o intercromosómica (entre cromosomas diferentes). Dentro de las translocaciones intercromosómicas, se denomina transposición cuando un segmento pasa de un cromosoma a otro, y transposición recíproca cuando hay un intercambio mutuo de segmentos entre cromosomas no homólogos.

• Duplicaciones

  Se refieren a la repetición de un segmento del cromosoma, ya sea en el mismo cromosoma o en otro.

Mutaciones Génicas

Las mutaciones génicas son cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen (un segmento de ADN que codifica una cadena polipeptídica):

• Mutación Puntual

  Afecta a un solo nucleótido.

  • Sustitución de una Base por Otra en el Sistema de Duplicación del ADN

    • Con sentido erróneo (missense): Codifica un aminoácido distinto al original.
    • Sin sentido (nonsense): Introduce un codón de parada prematuro, lo que resulta en una proteína truncada.
    • Silenciosa (silent): Codifica el mismo aminoácido, por lo que no se observa un cambio en la proteína. Esto se debe a la degeneración del código genético, donde el mismo aminoácido puede ser codificado por más de un triplete.
    • Transición: Se sustituye una base púrica (Adenina o Guanina) por otra púrica, o una base pirimidínica (Citosina o Timina) por otra pirimidínica.
    • Transversión: Se sustituye una base púrica por una pirimidínica, o viceversa.

• Supresión o Adición de una Base (Frameshift)

  La inserción o deleción de uno o más nucleótidos (que no sean múltiplos de tres) provoca una alteración total del marco de lectura del proceso de traducción, cambiando todos los aminoácidos posteriores al punto de mutación.

• Mutación de Varias Bases

  Afecta a segmentos más grandes de ADN, incluyendo reordenamientos como translocaciones e inversiones. Aunque estos últimos son predominantemente clasificados como mutaciones cromosómicas, su impacto puede manifestarse a nivel de la secuencia génica o su regulación.

Tipos de Mutaciones Según sus Causas

Mutaciones Espontáneas

Son errores que ocurren de forma natural durante la replicación del ADN (errores de lectura) o por procesos metabólicos celulares, sin la intervención de agentes externos conocidos:

• Tautomerías

  Las bases nitrogenadas suelen encontrarse en forma cetónica, aunque a veces revierten a su forma enólica (o imino para las purinas). Esta reversión altera los enlaces de hidrógeno normales entre bases y provoca que la ADN-polimerasa inserte bases erróneamente durante la replicación.

• Adiciones o Supresiones de Nucleótidos

  Pueden ocurrir debido a bucles (slippage) originados en la hebra de replicación, lo que lleva a la inserción o deleción de uno o más nucleótidos.

• Desaminación de Algunas Bases

  Proceso químico que elimina un grupo amino de una base (ej. la citosina se convierte en uracilo), lo que puede originar errores de emparejamiento en la hebra de replicación.

Mutaciones Inducidas

Son causadas por la exposición a agentes mutagénicos externos, que pueden ser de naturaleza física, química o biológica:

• Agentes Físicos

  • Radiaciones UV (ultravioleta): Causan dímeros de pirimidina, que distorsionan la doble hélice del ADN.
  • Rayos X y Rayos Gamma: Son radiaciones ionizantes que pueden provocar roturas en la cadena de ADN y reordenamientos cromosómicos.

• Agentes Químicos

  • Colorantes (ej. bromuro de etidio): Se intercalan en el ADN, causando inserciones o deleciones.
  • Ácido nitroso: Desamina las bases nitrogenadas.
  • Gas mostaza: Es un agente alquilante que modifica las bases del ADN.
  • Otros agentes alquilantes y análogos de bases.

• Agentes Biológicos

  • Virus: Algunos virus pueden causar cambios en la expresión de ciertos genes o insertar su propio material genético en el genoma del huésped, alterando su función.
  • Transposones: Son segmentos de ADN que tienen la capacidad de cambiar de posición dentro del genoma. Su inserción en diferentes lugares puede inactivar genes, alterar su regulación o causar reordenamientos cromosómicos.