El material genético puede sufrir cambios espontáneos o cambios por la acción de ciertos agentes físicos y químicos. Estos cambios se conocen como mutaciones




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fecha de publicación27.01.2016
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MUTÁGENOS


El material genético puede sufrir cambios espontáneos o cambios por la acción de ciertos agentes físicos y químicos. Estos cambios se conocen como mutaciones. Las mutaciones producen cambios en el genotipo, alterando la secuencia de bases en los genes. Dependiendo de la extensión del cambio, se producirán mutaciones puntuales o aberraciones cromosómicas. Las aberraciones cromosómicas pueden ser detectadas durante la etapa de vida intrauterina, mediante la obtención de líquido amniótico y cultivo de cálulas fetales, en un examen conocido como amniocentesis transabdominal.

Existen una gran variedad de agentes físicos y químicos que pueden inducir mutaciones:

1.- Mutágenos químicos

Se conocen varios productos químicos que son mutagénicos, clasificándose según su modo de acción en:

(i) Análogos de bases

(ii) Agentes que reaccionan con el DNA

(iii) Agentes intercalantes

  1. Análogos de bases

Debido a su similitud estructural los análogos de bases como el 5-Bromouracilo o la 2-Aminopurina se incorporan en el DNA que se replica en lugar de las bases correspondientes timina y adenina. Cuando uno de estos análogos de bases se incorpora en el DNA, la replicación puede ocurrir normalmente aunque ocasionalmente, ocurren errores de lectura que resultan en la incorporación de bases erróneas en la copia de DNA.


B. Agentes que reaccionan con el DNA

Existen una serie de agentes químicos que reaccionan directamente sobre el DNA que no se está replicando ocasionando cambios químicos en las bases, lo que provoca un apareamiento incorrecto.

Acido nitroso (HNO2). Deamina la adenina a hipoxantina y la citosina a uracilo. Debido a las distintas propiedades de apareamiento de los productos de deaminación, se producen transiciones.

Hidroxilamina (NH2OH). Reacciona con la citosina donde el grupo amino es reemplazado por un grupo hidroxilamino. Este derivado de la citosina se aparea con adenina produciéndose transiciones GC ----> AT.

Agentes alquilantes. Otro grupo de productos químicos que afectan al DNA que no se replica son los agentes alquilantes, que incluyen el etil metano sulfonato (EMS), metil metano sulfonato (MMS), dietil sulfato (DES), diepoxi butano (DEB), N-metil-N-nitro-N-nitrosoguanidina (NTG), N-metil-N-nitroso urea y gas mostaza. La mutagénesis con agentes alquilantes se produce a través de varias vías ya que originan la formación de un espectro completo de bases alquiladas en el DNA lo que origina transiciones y delecciones.
El etil metano sulfonato (EMS) introduce un metilo en la guanina que ya no se aparea con la citosina provocando la transición GC ----> AT.
El N-metil-N-nitro-N-nitrosoguanidina (NTG), cancerígeno, es uno de los mutágenos químicos más efectivos.

Agentes intercalantes

Un grupo interesante de sustancias, acridinas y bromuro de etidio, son moléculas planas que se insertan entre dos pares de bases del DNA, separándolas entre sí. Durante la replicación, esta conformación anormal puede conducir a microinserciones o microdelecciones en el DNA, originando mutaciones por corrimiento de lectura.
2.- Radiaciones

  1. Luz ultravioleta

Uno de los agentes mutagénicos más efectivos es la radiación ultravioleta de longitud de onda corta. La longitud de onda efectiva para la mutagénesis está comprendida entre los 200 y 300 nm con un óptimo a 254 nm que es la absorción máxima del DNA. La radiación a longitudes de onda entre 300 y 400 nm tiene menos efectos letales y mutagénicos que la luz UV de longitud de onda corta.

Los productos más importantes de la acción de la luz UV son dímeros (timina-timina; timina-citosina; citosina-citosina) que se forman entre pirimidinas (T, C) adyacentes, lo que incrementa enormemente la probabilidad de que durante la replicación del DNA, la DNA polimerasa inserte un nucleótido incorrecto en tal posición.
El sol es una fuente poderosa de luz UV, pero una gran cantidad de esta radiación es eliminada al atravesar la capa de ozono en la atmósfera.

B. Radiación ionizante

La radiación ionizante es una forma de radiación más potente e incluye rayos de longitud de onda corta como los rayos X, rayos cósmicos y rayos gamma. Esta radiación causa la ionización del agua y de otras sustancias; produciéndose indirectamente efectos mutagénicos debido a esta ionización. Entre las potentes especies químicas formadas por la radiación ionizante se encuentran radicales libres, siendo el más importante el radical hidroxilo (OH-). Los radicales libres reaccionan en la célula con macromoléculas, como el DNA, y las inactivan produciendo rupturas que dan lugar a cambios estructurales importantes como son las mutaciones cromosomales. A bajas dosis de radiación ionizante sólo ocurren unos cuantos impactos sobre el DNA, pero a mayores dosis ocurren impactos múltiples que conducen a la muerte de la célula. Al contrario que la radiación UV, la radiación ionizante penetra fácilmente el vidrio y otros materiales.

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