Mutación

Mutación

Para prevenir errores durante la replicación, las células tienen una función de corrección que contribuye a asegurar que las bases se emparejen adecuadamente. Hay también mecanismos químicos para reparar el ADN que no se copia correctamente. No obstante puede producirse algún error debido a que participan miles de millones de pares de bases y a la complejidad del proceso de síntesis de proteínas. Las causas de los errores pueden ser diversas (incluida la exposición a radiación, fármacos o virus) o pueden no tener una razón evidente. Las variaciones menores en el ADN son frecuentes y ocurren en la mayor parte de las personas. La mayoría de estas variaciones no afectan a las copias sucesivas de un gen. Los errores que se reproducen en las copias sucesivas del gen se conocen con el nombre de mutaciones.

Las mutaciones herederas son las que pueden transmitirse a la descendencia. Las mutaciones solo se pueden heredar cuando afectan a las células reproductivas (espermatozoide u óvulo). Las mutaciones que no afectan a las células reproductivas solo afectan a la célula mutada y a sus células hijas (por ejemplo, convirtiéndose en un cáncer), pero no se transmiten hereditariamente a la descendencia.

    Las mutaciones pueden ser exclusivas de un individuo o de la familia, y la mayoría de ellas son muy poco frecuentes. Las mutaciones que se vuelven tan comunes que afectan a más de 1% de una población se llaman polimorfismos (por ejemplo, los grupos sanguíneos humanos A, B, AB y O). La mayoría de los polimorfismos tienen poco o ningún efecto sobre el fenotipo (la estructura y función reales  del organismo de una determinada persona).

    Las mutaciones pueden afectar a segmentos de ADN pequeños o grandes. Según su tamaño y localización, la mutación puede no tener ningún efecto aparente; puede alterar la secuencia de aminoácidos en una proteína; o puede reducir la cantidad de proteína producida. Si la proteína tiene una secuencia de aminoácidos distinta de la original puede funcionar de modo diferente o no funcionar. La falta o la disfunción de una proteína suele ser perjudicial o mortal, por ejemplo, en la fenilcetonuria, una mutación produce la deficiencia o ausencia de la enzima fenilalanina hidroxilasa. Esta deficiencia es la responsable de que el aminoácido fenilalanina (que se obtiene de la alimentación) se acumule en el organismo, y cause finalmente una grave discapacidad intelectual. Raramente, una mutación introduce un cambio que resulta ventajoso. Por ejemplo, en el caso del gen de la  anemia de células falciformes (anemia drepanocítica o drepanocitosis), cuando una persona hereda dos copias del gen anómalo desarrolla el trastorno por anemia de células falciformes. 

    Sin embargo, cuando una persona hereda una sola copia del gen de la anemia de células falciformes (anemia drepanocítica o drepanocitosis) (llamado gen portador), desarrolla cierta protección contra la malaria (una infección de la sangre). Aunque la protección contra la malaria puede ayudar a la persona portadora del gen a sobrevivir, el trastorno por anemia de células falciformes (anemia drepanocítica o drepanocitosis) (en una persona que posee dos copias del gen) provoca síntomas y complicaciones que pueden acortar la esperanza de vida.

    La selección natural se refiere al concepto de que las mutaciones perjudiciales para la supervivencia en un medio determinado tienen una menor probabilidad de ser transmitidas a la descendencia (de modo que son cada vez menos frecuentes en la población), mientras que las mutaciones beneficiosas para la supervivencia van haciéndose cada vez más frecuentes. Por lo tanto, las mutaciones beneficiosas, aunque inicialmente son raras, con el tiempo se convierten en comunes.

        Los cambios lentos producidos a lo largo del tiempo por las mutaciones y por la selección natural en una población entrecruzada se denominan globalmente evolución.

Genes en individuos.

Para algunos rasgos cuantitativos, como la estatura del adulto o la concentración de glucosa sérica en los individuos normales, es difícil distinguir las contribuciones de genes individuales, esto se debe, en general, a que los fenotipos son el producto de múltiples genes que actúan de manera concertada, además de recibir la influencia del ambiente y del azar. Sin embargo, si uno de los genes del sistema es aberrante, puede originarse un cambio importante desde el fenotipo "normal" o esperado. Si el fenotipo aberrante es serio o incluso reconocido, depende de la naturaleza del producto del gen defectuoso y de qué tan resiliente sea el sistema a la alteración. Este último aspecto destaca la importancia de la homeostasis en fisiología y desarrollo, muchas mutaciones son pasadas por alto porque el sistema puede hacerles frente, incluso aunque la tolerancia para alteraciones adicionales pueda reducirse.

    La mayoría de las características humanas y de las enfermedades comunes es poligénica, mientras que muchos de los fenotipos alterados y considerados por tradición como "genéticos" son en realidad monogénicos, pero incluso en ese caso influenciados por otros loci en el genoma de una persona.

    Los fenotipos debidos a alteraciones en un solo gen también se caracterizan como mendelianos, por Gregor Mendel, el monje y biólogo de dedicación parcial que estudió la reproducibilidad y recurrencia de variaciones en chícharos de jardín. Él mostró que algunos rasgos eran dominantes sobre otros, a los que llamó recesivos.

    Los rasgos dominantes requirieron sólo una copia de un "factor" para expresarse, con prescindencia de lo que fuera la otra copia, mientras que los rasgos recesivos necesitaron las dos copias para que la expresión sucediera. En términos modernos, los factores mendelianos son genes, y las copias alternativas del gen son alelos. Por ejemplo, tómese a A como el alelo común (normal) y a a como el alelo mutante en un locus: si el mismo fenotipo está presente cuando el genotipo es A/a o a/a, el fenotipo es dominante, mientras que si el fenotipo está presente sólo cuando el genotipo es a/a, es recesivo.

    Dominancia y recesividad son atributos del fenotipo, no del gen; los conceptos de dominancia y recesividad dependen de cómo se defina el fenotipo. Para ilustrar ambos conceptos se recurrirá a la enfermedad de células falciformes. Esta afección aparece cuando una persona hereda dos alelos de globina β (S), en la cual el glutamato normal de la posición 6 de la proteína fue sustituido por valina; el genotipo del locus de la globina β es HbS/HbS, comparado con el normal, que es HbA/HbA. Cuando el genotipo es HbS/HbA, el individuo no padece la enfermedad de células falciformes, de manera que esta condición satisface el criterio para ser un fenotipo recesivo. Ahora considérese el fenotipo de los eritrocitos falciformes. Los glóbulos rojos con el genotipo HbS/HbS son falciformes, pero si la tensión de oxígeno es reducida, también lo hacen las células con el genotipo HbS/HbA. Por consiguiente, lo falciforme es un rasgo dominante, y los síntomas sólo surgen en ocasiones en individuos heterocigotos cuando el oxígeno atmosférico es reducido, en especial durante el ejercicio.

    Un fenotipo mendeliano se caracteriza no sólo en términos de dominancia y recesividad, sino también de acuerdo con si el gen determinante está en el cromosoma X o en uno de los 22 pares de autosomas. En consecuencia, los rasgos o enfermedades se llaman autosómicos dominantes, autosómicos recesivos o ligados a X.

Fundamentos de genética humana y genómica | Diagnóstico clínico y tratamiento, 2017 | AccessMedicina | McGraw-Hill Medical. (n.d.). Retraído enero 25, 2021, de accessmedicina.mhmedical.com sitio web: https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2197§ionid=174388586#1148064363 

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