Ejercicio resuelto de Mutaciones · Biología · 2021

La exposición excesiva a la radiación ultravioleta de la luz solar se asocia de forma directa con el cáncer de piel en los seres humanos. ¿Indique qué tipo de biomoléculas y de qué forma pueden verse afectadas por este agente mutagénico. (1 punto)

$\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{exposici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{excesiva}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{radiaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{ultravioleta}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{luz}}\mathbf{\text{solar}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{asocia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{directa}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ncer}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{piel}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{seres}}\mathbf{\text{humanos.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{verse}}\mathbf{\text{afectadas}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{agente}}\mathbf{\text{mutag}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nico.}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}$

La biomolécula afectada de manera directa y responsable del efecto mutagénico es el ADN, es decir, un ácido nucleico.

La razón es que las bases nitrogenadas, por su estructura de anillos con dobles enlaces conjugados, absorben con máxima eficacia la radiación ultravioleta, en torno a los $260$ nanómetros de longitud de onda. Esa energía absorbida altera los enlaces de la molécula, y el daño más característico es la formación de dímeros de pirimidina, y en particular de dímeros de timina: dos timinas contiguas de la misma hebra quedan unidas covalentemente entre sí en lugar de aparearse con las adeninas de la hebra opuesta. El dímero deforma localmente la doble hélice y bloquea el avance de la ADN polimerasa y de la ARN polimerasa, con lo que la replicación y la transcripción se detienen.

Normalmente la célula repara esas lesiones por escisión de nucleótidos, pero si el daño es masivo la reparación resulta incompleta o introduce errores, y quedan fijadas mutaciones. Cuando estas afectan a genes que controlan el ciclo celular, como los protooncogenes o los genes supresores de tumores, la célula prolifera sin control y se origina el cáncer de piel. La enfermedad hereditaria xeroderma pigmentoso, en la que falla precisamente ese sistema de reparación, ilustra el mecanismo con claridad.

De forma indirecta se ven afectadas otras biomoléculas. Las proteínas, cuyos aminoácidos aromáticos absorben también radiación ultravioleta, pueden desnaturalizarse y perder su conformación y su función. Y los lípidos de las membranas sufren peroxidación por los radicales libres que la radiación genera, lo que altera la permeabilidad y la fluidez de la membrana. Ninguno de esos daños es hereditario, sin embargo: solo la alteración del ADN se transmite a las células hijas, y por eso solo él confiere a la radiación ultravioleta su carácter mutagénico.