Tipos y ejemplos de mutaciones de ADN

Las mutaciones de ADN se producen cuando hay cambios en la secuencia de nucleótidos que forma una cadena de ADN. Estas alteraciones pueden ser causadas por errores aleatorios en la replicación del ADN o por influencias ambientales como los rayos UV o productos químicos. Los cambios a nivel de nucleótidos continúan influyendo en la transcripción y traducción del gen a la expresión de proteínas. Cambiar incluso una sola base de nitrógeno en una secuencia puede alterar el aminoácido expresado por ese codón de ADN que puede conducir a que se exprese una proteína completamente diferente. Estas mutaciones pueden variar desde ser completamente inofensivas hasta potencialmente fatales..

Mutaciones puntuales

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Una mutación puntual, el cambio de una única base de nitrógeno en una secuencia de ADN, suele ser el tipo de mutaciones de ADN menos dañino. Los codones son una secuencia de tres bases de nitrógeno en una fila que es "leída" por el ARN mensajero durante la transcripción. Ese codón de ARN mensajero se traduce luego en un aminoácido que se convierte en una proteína que será expresada por el organismo. Dependiendo de la colocación de una base de nitrógeno en el codón, una mutación puntual puede no tener efecto sobre la proteína..

Como solo hay 20 aminoácidos y un total de 64 combinaciones posibles de codones, algunos aminoácidos están codificados por más de un codón. A menudo, si se cambia la tercera base de nitrógeno en el codón, el aminoácido no se verá afectado. Esto se llama efecto de oscilación. Si la mutación puntual ocurre en la tercera base de nitrógeno en un codón, entonces no tiene efecto sobre el aminoácido o la proteína posterior y la mutación no cambia el organismo.

A lo sumo, una mutación puntual hará que cambie un solo aminoácido en una proteína. Si bien esto generalmente no es una mutación mortal, puede causar problemas con el patrón de plegamiento de esa proteína y las estructuras terciarias y cuaternarias de la proteína.

Un ejemplo de una mutación puntual que no es inofensiva es la anemia falciforme del trastorno sanguíneo incurable. Esto sucede cuando una mutación puntual causa que una sola base de nitrógeno en un codón para un aminoácido en el ácido glutámico proteico codifique en su lugar la valina del aminoácido. Este pequeño cambio hace que un glóbulo rojo normalmente redondo tenga forma de hoz.

Mutaciones de cambio de marco

Las mutaciones de cambio de marco son generalmente mucho más graves y, a menudo, más mortales que las mutaciones puntuales. Aunque solo se ve afectada una sola base de nitrógeno, como ocurre con las mutaciones puntuales, en este caso, la base única se elimina por completo o se inserta una adicional en el medio de una secuencia de ADN. Este cambio en la secuencia hace que el marco de lectura cambie, de ahí el nombre de mutación "frameshift".

Un cambio en el marco de lectura cambia la secuencia de codones de tres letras para que el ARN mensajero transcriba y traduzca. Eso no solo cambia el aminoácido, también se modifican todos los aminoácidos posteriores. Esto altera significativamente la proteína y puede causar problemas graves, incluso posiblemente la muerte..

Inserciones

Un tipo de mutación framehift se llama inserción. Como su nombre lo indica, una inserción ocurre cuando se agrega accidentalmente una sola base de nitrógeno en el medio de una secuencia. Esto arroja fuera del marco de lectura del ADN y se traduce el aminoácido incorrecto. También empuja la secuencia completa hacia abajo en una letra, cambiando todos los codones que vienen después de la inserción, alterando completamente la proteína.

Aunque la inserción de una base de nitrógeno hace que la secuencia general sea más larga, eso no significa necesariamente que la longitud de la cadena de aminoácidos aumentará. De hecho, todo lo contrario puede ser cierto. Si la inserción provoca un cambio en los codones para crear una señal de parada, es posible que nunca se produzca una proteína. Si no, se producirá una proteína incorrecta. Si la proteína alterada es esencial para mantener la vida, lo más probable es que el organismo muera.

Eliminaciones

La eliminación es un último tipo de mutación de desplazamiento de cuadros y ocurre cuando se saca una base de nitrógeno de la secuencia. Nuevamente, esto hace que cambie todo el marco de lectura. Altera el codón y también afectará a todos los aminoácidos codificados después de la eliminación. Al igual que con una inserción, los codones sin sentido y de parada también pueden aparecer en los lugares equivocados,

Analogía de mutación de ADN

Al igual que leer un texto, la secuencia de ADN es "leída" por el ARN mensajero para producir una "historia" o una cadena de aminoácidos que se utilizará para producir una proteína. Como cada codón tiene tres letras de largo, veamos qué sucede cuando ocurre una "mutación" en una oración que usa solo palabras de tres letras.

EL GATO ROJO COMIÓ LA RATA.

Si hubiera una mutación puntual, la oración cambiaría a:

THC RED CAT COMIÓ LA RATA.

La "e" en la palabra "el" mutado en la letra "c". Si bien la primera palabra de la oración ya no es la misma, el resto de las palabras aún tienen sentido y siguen siendo lo que se supone que deben ser..

Si una inserción mutara la oración anterior, entonces podría leer:

LA CRE DCA TAT ETH ERA T.

La inserción de la letra "c" después de la palabra "the" cambia completamente el resto de la oración. La segunda palabra ya no tiene sentido, ni las palabras que la siguen. Toda la oración ha cambiado a tonterías.

Una eliminación haría algo similar a la oración:

EL EDC ATA LA TET EN.

En el ejemplo anterior, la "r" que debería haber aparecido después de la palabra "the" ha sido eliminada. Nuevamente, cambia toda la oración. Si bien algunas de las palabras posteriores siguen siendo inteligibles, el significado de la oración ha cambiado por completo. Esto demuestra que incluso cuando los codones se transforman en algo que no es una tontería total, la proteína se transforma por completo en algo que ya no es funcionalmente viable..