Ejercicio resuelto de Mutaciones · Biología · 2022

A.5 (2 puntos). Respecto a las mutaciones puntuales en la secuencia del ADN:

a) Indique las causas por las que pueden generarse sustituciones en el ADN. Describa las sustituciones de tipo transición y de tipo transversión (1 punto).

b) Describa las consecuencias que pueden tener en la cadena de aminoácidos: 1) una mutacion puntual por sustitucion; y 2) una mutacion puntual por insercion/delecion ($\text{indel}$) en el ADN codificante (1 punto).

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{causas}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{generarse}}\mathbf{\text{sustituciones}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ADN.}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{sustituciones}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{transici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{transversi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

Las causas son de dos clases. Las espontáneas: errores de apareamiento de la ADN polimerasa durante la replicación que los sistemas de corrección no llegan a reparar, cambios tautoméricos de las bases que las hacen aparearse con la que no les corresponde, y alteraciones químicas espontáneas como la desaminación de la citosina, que la convierte en uracilo. Y las inducidas por agentes mutagénicos: radiaciones ultravioleta o ionizantes, agentes químicos como el ácido nitroso o los análogos de bases, y algunos virus.

La transición es la sustitución de una base por otra del mismo tipo químico: una purina por otra purina, A por G, o una pirimidina por otra pirimidina, C por T. Es la más frecuente, porque el cambio es estructuralmente más conservador.

La transversión es la sustitución entre tipos distintos: una purina se cambia por una pirimidina o al revés. Al alterar más la geometría de la doble hélice, es menos frecuente.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{consecuencias}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pueden}}\mathbf{\text{tener}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{cadena}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{amino}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos:}}\mathbf{\text{1)}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mutaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{puntual}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{sustituci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n;}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{2)}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mutaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{puntual}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{inserci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n/deleci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(indel)}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{codificante}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

1) La sustitución cambia un solo codón y no altera el marco de lectura, así que sus consecuencias van de nulas a graves según cuál sea el codón nuevo. Puede ser silenciosa, si el codón resultante es sinónimo y codifica el mismo aminoácido, gracias a la degeneración del código. Puede ser de sentido erróneo, si codifica un aminoácido distinto: el efecto dependerá de si ese aminoácido es o no crítico para la función, como ocurre en la anemia falciforme. Y puede ser sin sentido, si genera un codón de parada prematuro y la proteína queda truncada e inactiva.

2) La inserción o deleción de uno o dos nucleótidos desplaza el marco de lectura a partir de ese punto, por lo que se llama mutación de desplazamiento o frameshift. Todos los codones siguientes se leen mal y la secuencia de aminoácidos cambia por completo desde la mutación hasta el final; además suele aparecer pronto un codón de parada prematuro. Sus consecuencias son, por tanto, mucho más graves que las de una sustitución. Solo si se insertan o eliminan tres nucleótidos, o un múltiplo de tres, se conserva el marco y el efecto se limita a añadir o quitar un aminoácido.