Mutación
Mutación: cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN que produce cambios en la expresión genética (proteínas) de su información. Tipos según: EFECTOS: silenciosa (mutación sin cambios proteicos, inocua), leve (efectos limitados, sin consecuencias), graves (consecuencias que afectan procesos vitales o metabólicos), letales (causan la muerte).Tipo celular afectado: somática (afecta a células no reproductoras), germinales (se transmiten en la reproducción). Agente mutagénico: naturales (producidos en el ambiente, principalmente radiación solar) inducida (provocada con fines investigadores o por mantener hábitos mutagénicos).
Extensión: //genéticas// (afectan uno o varios nucleótidos del ADN por la sustitución de bases nitrogenadas, se da al cambiar un par de bases por otro en otra posición: –transiciones: purina×purina (A×G) o (T×C) –transversiones: purina×pirimidinica o al revés) o adición (insertan nucleótidos) o eliminación (pierde 1 o más nucleótidos de la cadena) de bases. Efectos fenotípicos de las mutaciones génicas: dan lugar a nuevos alelos, pero no todas tienen efectos fenotípicos (no reemplazan aminoácidos en la proteína gen). Clasificación: sustitución sinónima (cambio de base que origina un codón sinónimo) sustitución no sinónima (genera un codón con significado diferente. 3 tipos: –con cambio de sentido (el nuevo codón codifica para un aminoácido diferente) –sin sentido (el nuevo codón es un codón de parada) –con ganancia de sentido (transforma un codón de parada en uno codificante, dando lugar a proteínas más largas)) adiciones o deleciones (tres grupos de bases que introducen o eliminan aminoácidos en la proteína, las que no son múltiplo de 3 provocan un desplazamiento del marco de lectura, cambiando los aminoácidos de la proteína) //cromosómicas// (afectan una estructura cromosómica concreta. Pueden crear gametos defectuosos. Tipos: inversión (fragmento cromosómico gira 180°) deleción (pérdida de un fragmento cromosómico) duplicación (repetición de un fragmento cromosómico) translocación (cambio de posición de un fragmento cromosómico dentro del genoma celular. Recíproca o no (transposición)//genómicas// (afectan al número de cromosomas en una célula. Tipos: euploidias (afectan al número de dotaciones cromosómicas en una célula. Puede ser poliploidía (+2 juegos de cromosomas) o haploidía (1 juego de cromosomas)) aneuploidias (afectan solo a una pareja de cromosomas. Tipos: monosomía (una pareja pierde 1 cromosoma) trisomía (añade un cromosoma extra).
Agentes mutagénicos: las mutaciones espontáneas se deben a errores en la replicación o lesiones en el ADN. Tipos: químicos (agentes desaminantes (producen desaminaciones de bases nitrogenadas, por ejemplo, ácido nitroso, provocando mutaciones por sustitución de bases por transiciones) Agentes alquilantes (añaden grupos metilo o etilo a bases nitrogenadas, mutaciones por sustitución de bases por transiciones) Análogos de bases (similitud estructural con bases nitrogenadas, reemplazando bases correctas en el ADN) agentes intercalantes (introducen bases nucleotídicas entre las bases de ADN y causan adiciones o eliminaciones). //físicos//radiaciones no ionizantes (luz ultravioleta. Forman enlaces covalentes entre 2 bases pirimidínicas contiguas, causando bloqueo de la replicación del ADN y división celular) radiaciones ionizantes (rayos X y rayos gamma. Rompen enlaces fosfodiéster y fragmentan la cadena de ADN). Carcinogénesis: mecanismos de formación y desarrollo del cáncer. Cáncer se origina cuando fallan los mecanismos de control de la mitosis en células normales y se multiplican sin control. La carcinogénesis se produce por los agentes carcinógenos que inducen mutaciones en protooncogenes (genes que controlan la proliferación y diferenciación celular). El cáncer aparece cuando un protooncogen se convierte en un oncogen. FASES: 1° Iniciación tumoral (cuando los agentes carcinógenos actúan sobre las células y alteran el material genético (célula iniciada) y transmiten la mutación) 2° promoción (cuando los agentes carcinógenos vuelven a actuar sobre las células iniciadas, aumentando la multiplicación celular, llamándose células promocionadas) 3° progresión (mayor número de células iniciadas y promocionadas que se convierten en células tumorales que presentan alteraciones en forma, tamaño y función, pueden invadir otros tejidos (metástasis), promueven la vascularización de la zona afectada, tienen sus propios factores de crecimiento y son inmortales) Evolución biológica: proceso de cambio genético en poblaciones a lo largo del tiempo mediante la aparición de variaciones heredables entre individuos (variabilidad genética). Factores de evolución: mutación (cambios estables y heredables en el material genético, aleatorios y preadaptativos) deriva genética (fluctuación aleatoria de las frecuencias alélicas en una población debido a la diversidad combinatoria de las gametas y su fusión al azar en la fecundación. (pérdida de variabilidad genética)
Paleontológicas: estudio comparativo de fósiles que revela el proceso de cambio continuo en los seres vivos. Se manifiesta a través de formas intermedias (fósiles con características intermedias entre 2 grupos actuales) y series filogenéticas (series transicionales de fósiles de un ser que vivió en el pasado).
Biogeográficas: las especies con origen común se han diversificado debido a la presión selectiva.
Embriológicas: estudio de las diferentes etapas del embrión que revela que cuanto más próximas sean las especies, más semejanzas comparten en su desarrollo embrionario.
Anatómicas: análisis de órganos homólogos (órganos con la misma estructura interna y origen embrionario pero funciones diferentes), órganos análogos (órganos con diferente estructura interna y origen embrionario pero misma función) órganos vestigiales (órganos que han perdido su función original)
Bioquímicas: comparación de secuencias de aminoácidos y nucleótidos.
Darwinismo: ascendencia común, capacidad reproductiva elevada (poblaciones con gran potencial de reproducción, pero con recursos limitados), lucha por la supervivencia (recursos limitados), capacidad innata de variación, supervivencia del más apto, evolución por selección natural.
Neodarwinismo: mutaciones, variabilidad fenotípica (se expresan nuevos caracteres), eficacia biológica (si una variación alélica es eficaz, dejará descendencia), evolución por selección natural (las variaciones alélicas que suponen alguna ventaja).
Expresión genética: proceso de codificación de la información en un gen, en un polipéptido concreto. Implica:
TRANSCRIPCIÓN: el gen como unidad de transcripción. Los genes que llevan información para producir proteínas se transcriben en ARN mensajero y se traducen en un polipéptido. Regiones del gen: promotora (no codificante, posee secuencias de consenso que señalan dónde comienza el gen y en qué nucleótidos se debe iniciar la transcripción) región codificante (contiene información para la síntesis de una cadena de ARN específica)
Terminadora (región no codificante, posee secuencias terminadoras específicas que señalan dónde acaba el gen y marcan el final de la transcripción) Transcripción: proceso por el cual la secuencia de bases de un gen se utiliza como molde para la síntesis de una molécula de ARN gracias a las enzimas ARN polimerasas. ETAPAS: Formación del complejo ARN polimerasa-promotor (la ARN polimerasa reconoce secuencias de consenso y se une a ellas para formar el complejo ARN polimerasa-promotor. Se origina la burbuja de transcripción y se separan las 2 cadenas de ADN. La cadena 3’→5′ queda libre y sirve de molde. Se transcribe la secuencia antisentido 3’→5′ y la sentido 5’→3′.) Inicio de la transcripción y elongación de la cadena de ARN. (Cuando la ARN polimerasa avanza, ubica un ribonucleótido con la base complementaria y lo une. Con la adición de nucleótidos, va creciendo una cadena complementaria al molde en sentido 5’→3′ sobre uno 3’→5′. El ADN se encierra detrás de la burbuja y el ARN en crecimiento se separa del ADN molde) Terminación de la transcripción (fin cuando la ARN polimerasa encuentra una secuencia terminadora. El extremo 3′ del ARN se libera y la burbuja de transcripción se cierra, creando un ARN complementario al ADN). Retrotranscripción: proceso en el cual una cadena de ADN bicatenario se sintetiza a partir de una cadena monocatenaria gracias a la retrotranscriptasa. La información del ARN también fluye hacia el ADN. Maduración del pre-ARNm en eucariotas: ocurre en el núcleo. La cadena de ARNm maduro formada se lleva al citoplasma para que se una a unos ribosomas y se inicie la síntesis de proteínas. 3 procesos: capping (formación de una estructura de cap que permite la alineación y unión del ARNm en el ribosoma) poliadenilación (incorporación de una cola de poli-A que estabiliza el ARNm y regula la traducción) splicing (eliminación de ARN intrónico). Traducción: etapa final de la expresión genética en la que se sintetizan polipéptidos usando el ARNm como molde. Implica la transferencia de información entre la cadena de nucleótidos (ADN) y la cadena de aminoácidos (polipéptido). Para que se produzca, se necesita ribosomas (responsables de la síntesis de proteínas, formados por una subunidad grande (forma enlaces peptídicos) y otra pequeña. 3 sitios de unión del ARNt: sitio E (abandona el ribosoma cuando el aminoácido se une al polipéptido)