MUTACIONES-DOCUMENTO -PARTE I/2

b]1. Mutación [/b] Es cualquier cambio súbito en el material genético de un organismo, que se manifiesta a través de alteraciones fenotípicas y que se trasmite a futuros descendientes por conducto del plasma germinal. Las mutaciones pueden ocurrir al nivel del gen o al nivel del cromosoma. Hoy día se considera que las mutaciones genéticas aparentemente han sido el factor contribuyente más importante del origen de nuevas especies.

1.1. Agentes mutagénicos bióticos y abióticos

El material genético pasa de una generación a otra, para poder así conservar las características de la especie, Sin embargo, éste puede alterarse por la acción de factores abióticos tanto naturales como artificiales. Los agentes naturales son, entre otros, las radiaciones cósmicas, muchos gases, los virus; entre los artificiales tenemos la exposición a sustancias químicas, drogas, insecticidas, pesticidas, rayos X. Estos agentes y muchos otros provocan alteraciones tanto en las células somáticas como en las celulas sexuales. Las alteraciones a nivel de las células sexuales antes de la fecundación trasmiten el cambio hereditariamente en forma recesiva. Él hombre, a través de la ingeniería genética, realiza manipulación de genes provocando cambios en la información genética.

En la especie humana, durante el proceso de organogénesis (primeras 8 semanas de vida intrauterina durante las cuales se forman los órganos del nuevo ser), pueden presentarse malformaciones debido a la acción de virus (rubéola), radiaciones, medicamentos (talidomida), etc.

1.2. Mutaciones génicas espontáneas

Son aquellas que ocurren espontáneamente en un gen, inducidas por una serie de factores internos y externos. Estas pueden clasificarse como dominantes o recesivas, autosómicas o alosómicas, perjudiciales o ventajosas y letales. Se producen muy pocas mutaciones que son dominantes. Tampoco se producen muchas mutaciones que sean beneficiosas para el organismo que la sufre en el medio ambiente en que éste se desenvuelve. Por el contrario, la gran mayoría de las mutaciones genéticas son recesivas y desventajosas bajo condiciones ordinarias de medio ambiente. Ocasionalmente coincide una mutación con un cambio de ambiente y la mutación puede resultar beneficiosa para la adaptación del organismo al nuevo ambiente.

Una mutación puede ser tan drástica como para alterar el fenotipo de un individuo en alguno de sus componentes o puede ser tan benigna como para manifestarse solamente mediante la asociación con otros genes y por efectos acumulativos. Cuando un gen mutante afecta más de una de las características de un organismo, el gen se considera Pleiotrópico. Por lo tanto la pleiotropia producida por un gen mutante produce un síndrome o conjunto de síntomas. Por ejemplo, la microcefalia se produce por un gen recesivo que produce la consolidación prematura de las suturas de los huesos planos del cráneo. Esto produce estancamiento en el desarrollo del encéfalo y el individuo se desarrolla en un retrasado mental.

Las mutaciones pueden ocurrir lo mismo en los gametos que en las células somáticas en cualquier etapa del ciclo celular. Los efectos inmediatos de la mutación sobre el fenotipo dependen de lo drástico del cambio, del tipo de célula en que ocurre y de la etapa del ciclo celular donde ocurre. Si la mutación es en una célula somática, en un tejido específico, solo se manifestará en otras células de ese tejido pero no en todo el organismo.

Si una mutación dominante se produce en las células germinales, sus efectos pueden observarse inmediatamente en la progenie del individuo. Por el contrario, las mutaciones recesivas pueden permanecer ocultas por varias generaciones a menos que se produzcan simultáneamente en el mismo locus de cromosomas homólogos del mismo organismo. Como la mutación puede ocurrir en diferentes etapas de la gametogénesis, aquellas que ocurren en la interfase muy temprana de una gametogenia joven se va a manifestar en, por lo meno ocho gametos masculinos o dos gametos femeninos. La frecuencia mutacional de u gen depende de uno de los siguientes factores o de una combinación de éstos:

1. El gen en sí. Hay genes bien estables con una frecuencia mutacional muy baja, hasta el extremo de llegar a cero. Otros genes por el contrario, son muy propensos a mutación.
2.La especie afecta la cantidad de mutación.
3.Las condiciones ambientales. Muller encontró menos mutaciones a bajas temperaturas que a altas temperaturas. Eso se observa más a menudo en animales en los que su temperatura corporal varía con el ambiente. En animales homeotermos no se ha observado este fenómeno. Otros factores ambientales, como la tensión del oxígeno, la alimentación y ciertos productos químicos en el ambiente, también afectan el número de mutaciones espontáneas.

4.El sexo. En seres humanos se ha encontrado correlación entre la edad de la madre y la frecuencia de enanos acondroplásticos. Entre otros casos la edad del padre es factor contribuyente a la ocurrencia de mutaciones espontáneas.

5. Efectos de otros genes en la frecuencia de mutaciones de un gen. Se ha informado casos en la literatura científica corriente
de genes normalmente estables que se tornan mutables y por ende inestables en presencia de otros genes.

1.3. Alteraciones cromosómicas
Las alteraciones en la morfología o en el número de cromosomas producen cambios o mutaciones fenotípicas al igual que las mutaciones génicas. Sin embargo, las alteraciones cromosómicas pueden determinarse no solo por la alteración fenotípica que ocasionan, sino que pueden determinarse por estudios citológicos corrientes, cosa que no puede hacerse con las mutaciones génicas. Generalmente, cada especie tiene un número típico de cromosomas. Ocasionalmente y por defectos en el mecanismo de citogénesis se producen alteraciones en el número de cromosomas, así como en su morfología.

Alteraciones en el número de cromosomas
1.3.1.1 Ploidia o ploidismo Si definimos el término genomio como la constitución haploide de un organismo, la condición resultante debido a variaciones en el número de genomios típicos de la especie se denomina ploidia o ploidismo.

1.3.1.2 Euplodia Son aquellos que tienen el número de cromosomas típicos de la especie. Hongos y bacterias son normalmente haploides (n) mientras que la mayor parte de las plantas y los animales son normalmente diploides (2n). Por ejemplo, el tabaco tiene un número diploide de 24 pares para un total de 48 cromosomas; el hombre tiene un número diploide de 23 pares para un total de 46 cromosomas. A veces, entre organismos diploides se produce un organismo haploide o monoploide (n). Por lo general, estos organismos son muy débiles y de corta vitalidad, hasta el extremo de que muy pocos animales sobreviven la condición. Cuado surge un caso en plantas el organismo que se produce es estéril. Una excepción a lo expuesto anteriormente es el caso de ciertos insectos, como la abeja o la avispa. En estos, la hembra es normalmente diploide y el macho normalmente monoploide. En otras ocasiones surge un organismo que tiene tres genomios completos. A estos se les denomina triploides (3n) y surgen por lo general de la unión de un gameto normalmente haploide con uno diploide. Estos individuos son estériles y muy poco comunes en la naturaleza.

1.3.1.3 Poliploidia Es el fenómeno que produce organismos con un número de cromosomas mayor de 2n. Así es que triploidia y tetraploidia son ejemplos de poliploidismo. Sin embargo, cuando se usa ese término es para referirse a la replicación del genomio, en un número mayor de 4n. Por lo tanto, se usan los términos autopoliploide y alopoliploide para referirse a organismos con un número de cromosomas mayor de 2n.
La poliploidia puede afectar solo unas células o el organismo entero. Por ejemplo, las células cancerosas en el hombre pueden tener hasta 100 cromosomas.


1.3.1.4. Aneuploidia: El término aneuploidia se usa para describir aquellos genomios que contienen un número irregular de cromosomas. La aneuploidia se debe a la no disyunción sucede cuando dos cromosomas homólogos de un bivalente no se separan en anafase I de la meiosis o, dos cromátidas hermanas, no se repelen ni se separan en anafase II de la meiosis, desarrollándose en cromosomas que pasan unidos a través del gameto; como resultado de la no disyunción uno de los gametos que se produce tiene un cromosoma de más, mientras que el otro gameto va a tener un cromosoma de menos.

1.3.1.5 Pleitropia Cuando un gen afecta la manifestación de varias características se le denomina Pleiotrópico y al tipo de acción genica se le denomina pleiotropia. Clínicamente se usa el término síndrome para explicar un conjunto de síntomas que componen un cuadro clínico causado por un gen pleiotrópico. En el ganado, el gen que causa el enanismo es recesivo al que produce tamaño normal, pero es pleiotrópico, ya que, además es causante de poca tolerancia al calor, debilidad del sistema respiratorio, andar desequilibrado, vientre distendido e hipotiroidismo en animales afectados. Podemos mencionar algunos ejemplos de pleiotropia en el ser humano. Existe un gen recesivo que evita la formación de pigmentación en la piel, el pelo y los ojos del ser humano, condición que se conoce como albinismo. Este gen es pleiotrópico ya que, además de la ausencia de pigmentación de las partes indicadas en la oración anterior, al albino le bailan los ojos, su visión es pobre y su piel es muy susceptible a los rayos solares.

1.3.2 Alteración en la morfología de los cromosomas.

1.3.2.1 Deficiencia Surge cuando una porción de un cromosoma se desprende. Los genes que se encuentran en esta sección desprendida dejan de funcionar; razón por la cual tiene que ocurrir una alteración en el fenotipo del individuo que la padece. En Drosophila se ha encontrado que cuando ocurre una deficiencia pequeña en un cromosoma de una célula somática, esta puede subsistir y transmitir a las células que le siguen en descendencia dicha deficiencia.

Los efectos de una deficiencia en el fenotipo son relativos al tamaño de la porción de cromosoma desprendido y a la cantidad de genes en dicha porción. Un cromosoma con un desprendimiento grande inactiva la célula donde ocurre.

En los seres humanos se han informado varios casos de deficiencias cromosómicas. Lejeune y sus colegas informaron en 1963 sobre un tipo de retraso mental producido por una deficiencia en el cromosoma 5. En los casos estudiados, los exámenes citológicos demostraron un desprendimiento del brazo corto del cromosoma 5. Los pacientes que padecen esta deficiencia cromosómica lloran débilmente y su llanto se asemeja al maullido de un gato. De ahí el término del síndrome Cri du Chat, que en castellano quiere decir “grito de gato”. Los niños que padecen de cri du Chat son retardados mental y físicamente, y son generalmente microcefálicos. Otras deficiencias que forman parte del síndrome cri du Chat son los siguientes: cara de luna, estrabismo, atrofia óptica, orejas bajas, trastornos cardiovasculares congénitos, cuello corto, hipotonía y micrognathia. Aunque generalmente viven poco, hay casos de pacientes que son saludables, y, aunque retardados mentalmente, pueden vivir una vida relativamente larga.

1.3.2.2 duplicaciones Representan adiciones de porciones del cromosoma de cierta manera que ciertas secciones del cromosoma se repiten a lo largo de éste. Hasta el presente no se han informado anormalidades en el ser humano debido a duplicación en uno de sus cromosomas.

1.3.2.3 inversiones Se producen cuando ciertas porciones del cromosoma se desprenden y se unen de nuevo de tal manera que los genes quedan localizados al revés de cómo normalmente se encuentran. Las inversiones pueden ser paracéntricas o pericéntricas; las paracéntricas ocurren en uno de los brazos del cromosoma, sin abarcar al centrómero. Sin embargo en las inversiones pericéntricas, el centrómero queda incluido en la región invertida lo cual produce un cambio en la posición del mismo y, por ende, en la morfología del cromosoma.

1.3.2.4 Translocaciones Es el fenómeno mediante el cual una porción de un cromosoma se desprende de éste y se una más tarde a otro cromosoma que no es el homólogo del cual se desprendió. También ocurre translocación cuando dos cromosomas homólogos intercambian porciones no homólogas. A veces, las translocaciones son recíprocas entre porciones de cromosomas pertenecientes a dos pares diferentes de cromosomas. Las translocaciones no causan la pérdida o la adición de material cromosómico a un individuo. Solamente producen la redistribución de porciones de cromosomas que estaban presentes. En el ser humano se produce un tipo de mongolismo que se conoce como síndrome de trisomía 21 por translocación. Las características externas de un mongoloide por trisomía o monosomía del cromosoma 21 y las de un mongoloide por trisomía del cromosoma 21 por translocación son idénticas. Fenotípicamente, no hay forma de distinguir entre uno y otro tipo de mongolismo.

Existen personas portadoras de la translocación, pero son fenotípicamente normales. Tiene solo 45 cromosomas, de los cuales uno es el cromosoma 21, otro el cromosoma 15 y otro que es el cromosoma grande formado por translocación del 21 y el 15. Esta persona es normal porque el material genético está completo y probablemente no tenga material genético ni de más ni de menos, a pesar del cromosoma formado por translocación. Los individuos normales fenotípicamente, pero portadores de la translocación, solo tienen 45 cromosomas. Generalmente, producirá tres tipos de hijos:
1. Normales, con 46 cromosomas.
2. Trisómicos, por translocación. 21-15 mongoloides.
3. Normales, portadores de la translocación.

Existen dos diferencias importantes entre el mongolismo por trisomía del cromosoma 21 y mongolismo por translocación de los cromosomas 21-15. El mongolismo por translocación es menos frecuente y se transmite de padres portadores (o afectados, en raros casos) a los hijos. El mongolismo por translocación puede aparecer en hijos procreados a cualquier edad de la madre, lo mismo en madres jóvenes que en madres premenopáusicas. Por el contrario, el mongolismo por no disyunción sólo ocurre con la frecuencia de un caso entre cada 500 a 700 nacimientos; no es hereditario y la edad de la madre esta correlacionada con el nacimiento de un niño afectado