¿Cuáles son los tipos de alteraciones que puede sufrir el ADN?

tipos de alteraciones que puede sufrir el ADN
tipos de alteraciones que puede sufrir el ADN

Los tipos de alteraciones que puede sufrir el ADN se clasifican en los siguientes tipos.

 

Sustituciones de un solo par de bases.

Las sustituciones de un solo par de bases se encuentran entre las mutaciones observadas con mayor frecuencia y pueden deberse a numerosos procesos, entre ellos errores en la replicación del ADN, reacciones químicas espontáneas, daño causado por especies reactivas de oxígeno, mutagénesis química, radiación ionizante y fallos en los mecanismos de reparación del ADN.

Las regiones codificantes y no codificantes tienen casi la misma sensibilidad para verse afectadas por este tipo de alteración. La sustitución de un solo par de bases que se produce en la secuencia codificante de un gen puede causar un cambio significativo del aminoácido codificado, pero no produce un desplazamiento del marco de lectura de la traducción. Estas sustituciones se clasifican en mutaciones sinónimas y mutaciones no sinónimas.

  • Las mutaciones sinónimas son aquellas en las que un codón diferente sigue especificando el mismo aminoácido, y la inmensa mayoría de estos cambios son neutros.
  • Existen dos tipos de mutaciones no sinónimas:
    • mutaciones de sentido erróneo o de cambio de sentido que producen un codón que especifica un aminoácido diferente.La extensión de la interrupción causada por mutaciones de sentido erróneo depende de las similitudes o diferencias químicas entre ambos aminoácidos.
    • mutaciones sin sentido o terminadoras que producen un codón de finalización o de parada. Dependiendo de la localización, las mutaciones sin sentido pueden causar la finalización prematura y la reducción de la función de las proteínas.

Las sustituciones de un solo par de bases que se producen fuera de la región codificante de un gen pueden seguir siendo nocivas. Las sustituciones en la región reguladora 5’ de un gen pueden alterar el patrón de expresión génica, y las sustituciones en intrones, exones o regiones no traducidas de un gen pueden afectar al procesamiento del ARN.

 

Deleciones génicas globales.

Existen dos tipos de episodios de recombinación que causan deleciones o pérdidas génicas globales. La recombinación homóloga desigual se produce en secuencias homólogas que no están apareadas con precisión, generalmente en secuencias génicas relacionadas o elementos de secuencias repetitivas, lo que produce la recombinación entre secuencias de ADN homólogas pero no alélicas.

Las regiones de secuencias repetitivas son especialmente propensas a entrecruzamientos desiguales y son la localización de
muchas deleciones masivas, así como inserciones, duplicaciones, amplificaciones, inversiones y translocaciones. La recombinación no homóloga (ilegítima) se produce entre locus de ADN que entre sí no tienen homología de secuencia o ésta es mínima.

 

Conversión génica.

Este tipo de mutación es una transferencia no recíproca de información de secuencia entre dos locus. Una de las secuencias que interactúan (la donante u origen) permanece invariable, mientras que la otra secuencia (aceptora o diana) se altera por la sustitución total o parcial por la secuencia donante. Las familias génicas con repeticiones en tándem y agrupaciones (clusters) son particularmente propensas a este tipo de alteración.

Deleciones génicas cortas.

El índice de mutaciones en algunos microsatélites es considerablemente elevado. Dado que los alelos mutantes difieren del tipo normal o salvaje (wild-type) por una sola unidad de repetición sin intercambio de marcadores flanqueantes (a los lados), el mecanismo propuesto conlleva el alineamiento erróneo de las repeticiones directas cortas durante la replicación del ADN, debido al denominado deslizamiento de la polimerasa.

 

Inserciones.

El deslizamiento de la polimerasa puede explicar inserciones cortas así como deleciones largas. La recombinación homóloga desigual entre elementos de secuencias repetitivas proporciona un mecanismo para la generación de inserciones de mayor tamaño (que pueden ser realmente duplicaciones génicas).

 

Expansión de secuencias de repetición inestables.

Un pequeño número de repeticiones de trinucleótidos en tándem, así como un número muy limitado de repeticiones más largas, muestran un comportamiento anómalo que causa una expresión génica alterada. Las repeticiones por encima de una longitud umbral determinada se vuelven extremadamente inestables y prácticamente nunca se transmiten inalteradas de padres a hijos. Los genes que contienen repeticiones de trinucleótidos en expansión inestables pueden agruparse en dos clases principales:

  • una de ellas incluye genes que muestran expansiones muy grandes por fuera de secuencias de codificación
  • otra clase consiste en genes que muestran una escasa expansión con secuencias de codificación.

 

Inversiones

Un alto grado de similitud de secuencias entre repeticiones en el mismo cromosoma puede predisponer a la aparición de inversiones mediante un mecanismo en el que la cromátida se dobla sobre sí misma en un proceso que es esencialmente una recombinación intracromosómica homóloga. Las inversiones no asociadas a una homología de secuencia significativa son aparentemente el
resultado de una recombinación no homóloga.

Recombinación ilegítima

La enzima RAG, responsable de las roturas bicatenarias del ADN que subyacen a la recombinación V(D)J de genes de receptores antigénicos, escinde (rompe) en ocasiones el ADN en locus no relacionados que tienen señales de recombinación complementarias, produciendo una translocación.

 

Daño del ADN mitocondrial y mutaciones.

El ADN mitocondrial (ADNmt) puede dañarse por el mismo proceso responsable del daño en el ADN nuclear. Las especies reactivas de oxígeno son una causa especialmente importante de lesión, dada la proximidad del ADNmt a los productos intermediarios reactivos producidos por transporte de electrones/fosforilación oxidativa de la cadena respiratoria. Aunque los tipos de mutación del ADNmt son similares a los del ADN nuclear, las características únicas de la genética mitocondrial causan un patrón totalmente diferente de correlaciones fenotipo-genotipo.

 

 

 

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