Mutación adquirida durante la vida de un organismo.
Una mutación poscigótica (o mutación post-cigótica ) es un cambio en el genoma de un organismo que se adquiere durante su vida, en lugar de heredarse de sus progenitores a través de la fusión de dos gametos haploides . Las mutaciones que ocurren después de que se haya formado el cigoto pueden ser causadas por una variedad de fuentes que se dividen en dos clases: mutaciones espontáneas y mutaciones inducidas. El grado de daño que una mutación pueda causar a un organismo depende de cuál sea la mutación, dónde se produjo en el genoma y cuándo se produjo. [1]
Causas
Los cambios poscigóticos en un genoma pueden ser causados por pequeñas mutaciones que afectan a un solo par de bases, o por grandes mutaciones que afectan a cromosomas enteros y se dividen en dos clases, mutaciones espontáneas y mutaciones inducidas. [2]
Mutaciones espontáneas
La mutación por despurinización da como resultado una cadena normal y una cadena acortada después de la replicación.
La mayoría de las mutaciones espontáneas son el resultado de lesiones naturales en el ADN y errores durante la replicación del ADN sin exposición directa a un agente. [2] Algunas mutaciones espontáneas comunes son:
Tautomerización : el átomo de hidrógeno en una base de nucleótido se reposiciona, lo que provoca un patrón de enlaces de hidrógeno alterado y un emparejamiento incorrecto de bases durante la replicación. [2] Por ejemplo, el tautómero ceto de la timina normalmente se empareja con la adenina, sin embargo, el tautómero enólico de la timina puede unirse con la guanina. Esto da como resultado una coincidencia incorrecta de pares de bases. De manera similar, existen tautómeros amino e imino de la citosina y la adenina que pueden causar un emparejamiento incorrecto de bases con otros nucleótidos. [4]
Mutaciones inducidas
Las mutaciones inducidas son lesiones en el ADN causadas por un agente o mutágeno. Los mutágenos suelen demostrar especificidad mutacional, lo que significa que provocan cambios predecibles en la secuencia del ADN. [5] Algunos mutágenos comunes que inducen mutaciones son:
Luz ultravioleta (UV) : hace que las bases de nucleótidos de pirimidina (T o C) de la misma cadena se unan de forma covalente para formar un dímero de pirimidina. Los dímeros de timina-timina son la mutación más común causada por la luz ultravioleta. Dado que los dímeros causan una torcedura disruptiva en la estructura del ADN, las polimerasas a menudo tienen problemas para leer la región, lo que ralentiza la replicación del ADN. [5]
Análogos de bases : compuestos químicos que son suficientemente similares en estructura y química a las bases nitrogenadas del ADN, de modo que pueden incorporarse en la secuencia. Estos análogos no tienen las mismas propiedades de emparejamiento de las bases normales, por lo tanto, pueden emparejarse incorrectamente con los nucleótidos durante la replicación. El 5-bromouracilo (5-BU) es un análogo común de la timina, sin embargo, la forma enólica del 5-BU aún puede unirse con la adenina. La forma ionizada, por otro lado, se empareja con la guanina. [5]
Agentes intercalantes : compuestos químicos que se colocan entre bases nitrogenadas apiladas en el ADN, lo que provoca una mutación por desplazamiento del marco de lectura. Algunos agentes intercalantes, como la daunorrubicina , son capaces de bloquear la replicación y la transcripción, lo que los vuelve increíblemente tóxicos para las células en proliferación. [5]
Especies reactivas de oxígeno ( ROS ): moléculas que contienen oxígeno altamente reactivas que son capaces de provocar roturas de cadenas de ADN y muchos efectos dañinos para los componentes celulares. [5] [6]
Agentes alquilantes : compuestos que unen un grupo alquilo a las cuatro bases. Cuando se añade un grupo alquilo a la guanina, puede provocar un emparejamiento incorrecto con la timina y alterar la precisión de la replicación. [5]
Consecuencias
Un factor determinante de la gravedad de las consecuencias causadas por mutaciones poscigóticas es cuándo y dónde se producen. Como resultado, las consecuencias pueden variar desde insignificantes hasta increíblemente perjudiciales. [7]
Mosaicismo
El mosaicismo surge después de que se ha formado el cigoto y se produce una mutación durante el desarrollo. La línea celular mutada puede transmitirse a la descendencia si las células germinales están afectadas.
Cuando un individuo ha heredado una anomalía, esta suele estar presente en todas sus células. Sin embargo, algunas mutaciones, como cambios en el código de ADN, alteraciones epigenéticas y anomalías cromosómicas, pueden ocurrir más adelante en el desarrollo. Esto daría como resultado que una línea celular de la progenie sea normal mientras que las otras líneas celulares sean anormales. Como resultado, se considera que el individuo es un mosaico de células normales y anormales. [7]
El mosaicismo es la aparición de dos o más líneas celulares con genotipos diferentes dentro de un mismo individuo. Es diferente del quimerismo , que es la fusión de dos cigotos, lo que da lugar a un nuevo cigoto único con dos genotipos. [7]
Pérdida del cromosoma Y
La pérdida del cromosoma Y (LOY) en las células sanguíneas es la mutación poscigótica humana más común. Está altamente asociada con la edad, siendo detectable en al menos el 10% de las células sanguíneas para el 14% y el 57% de los hombres alrededor de los 70 y 94 años de edad, respectivamente. [8] [9] Los hombres con LOY tienen una mayor mortalidad por todas las causas y mortalidad por cáncer en comparación con los hombres no afectados. [10] Además, LOY está asociada con un mayor riesgo de enfermedad de Alzheimer y enfermedad cardiovascular. [11] Fumar aumenta el riesgo de inducir LOY más de tres veces y tiene un efecto dependiente de la dosis en el estado LOY. [12]
Mosaicismo de trisomía 21
La trisomía 21 ( síndrome de Down ) es una de las anomalías cromosómicas más frecuentes entre los nacidos vivos. De todos los embarazos con trisomía 21, aproximadamente el 80% terminan en abortos espontáneos o muerte fetal. Entre el 1 y el 5% de las personas a las que se les diagnostica síndrome de Down son en realidad mosaicos de trisomía 21 de "alto grado". El resto de los mosaicos de trisomía 21 se marcan como mosaicos de "bajo grado", lo que significa que la mutación cromosómica se produce en menos del 3 al 5% del tejido respectivo. Si bien los mosaicos de trisomía 21 de alto grado muestran características similares al síndrome de Down completo, los mosaicos de bajo grado tienden a mostrar características más leves; sin embargo, los efectos son bastante variables según la distribución de las células trisómicas. [13]
Mutaciones somáticas
Las mutaciones somáticas son el resultado de un cambio en la estructura genética después de la fecundación. Este tipo de mutación también afecta a células fuera del grupo reproductivo y, por lo tanto, no se transmite a los descendientes futuros. [14] [15]
Mutaciones de la línea germinal
Las mutaciones de la línea germinal son el resultado de un cambio en la estructura genética de las células germinales . Estas mutaciones pueden transmitirse a la descendencia y dar lugar a una mutación constitucional. Las mutaciones constitucionales son mutaciones que, cuando están presentes en una célula, también están presentes en todas las demás células asociadas con el organismo. [15]
Referencias
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