Tema 8: Mutaciones y su base química

Tema 8: Mutaciones y su base química
Las mutaciones son cambios en el genotipo que pueden afectar al fenotipo.
· Mutación por sustitución de bases: Un par de bases de cambia por otro par de bases
cualquiera.
· Mutación por delección: Eliminación de ciertas bases en un segmento de DNA.
· Mutación por ingresión: Cambio de sentido de un fragmento de DNA (el fragmento se gira, y
se coloca en sentido opuesto).
· Mutación por transposición: Un segmento de DNA se traslada de una zona a otra del DNA.
· Mutación por duplicación: inserción de un segmento de DNA idéntico a otro, y unión de los
2 en tándem.
Según su naturaleza, las mutaciones pueden ser:
· Mutaciones espontáneas: Se producen de forma natural durante el crecimiento microbiano.
Son muy raras.
· Mutaciones inducidas: Se producen por tratamiento con agentes mutágenos, ya sean físicos,
químicos o biológicos).
Un mutágeno químico es el 5-bromouracilo, muy parecido a una base nitrogenada. Esta
propiedad hace que pueda introducirse en el DNA y aparearse con adenina o guanina. Provoca
mutaciones por sustitución de bases.
Otro mutágeno es la hidroxilamina. Reacciona con una citosina del DNA, y forma la
hidroxilaminocitosina, que puede aparearse con guanina y adenina. Produce mutaciones por
sustitución de bases (un par GC da lugar a un par TA).
Los mutágenos físicos pueden ser rayos ultravioleta (dañan el DNA formando dímeros de
timina), los rayos X…
Elementos biológicos transponibles
Son elementos del DNA o del RNA responsables de mutaciones que transfieren a la célula
resistencia. Estos elementos no pueden autoreplicarse (solo pueden hacerlo los plásmidos).
Estos elementos son capaces de moverse a través del DNA (ya sea de un plásmido o de una
célula). Todos estos cambios están catalizados por las trasposasas.
Mecanismo replicativo
El trasposón salta de su lugar dejando una copia en su hueco.
Mecanismo no replicativo
El Transposón no deja una copia en su lugar, sino que salta directamente y deja el hueco en
blanco.
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Noemie Martínez Biron – Microbiología 2010/2011 Grupo 121
Los trasposones se incluyen en zonas específicas del DNA. Estas zonas están delimitadas por el
grado de enrollamiento del DNA, el grado de metilación, las zonas de transcripción activas…
Secuencias de inserción
Son regiones con un número bajo de bases, que poseen en un extremo secuencias repetidas
cortas que las trasposasas reconocen. Sirven como zona indicadora para la inserción del
segmento en el DNA bacteriano.
Trasposones
Son fragmentos mayores, con muchos más pares de bases, que generalmente tienen un gen
que codifica para la trasposasa, y para la resistencia a antibióticos o tratamiento con metales
pesados.
El problema de los trasposones es que pueden arrastrar consigo material genético adyacente,
con la consiguiente pérdida de información genética.
Consecuencias de las mutaciones
Las consecuencias dependen del tipo de mutación. Si la mutación produce una proteína
incompleta o un cambio en los aminoácidos, la mutación puede ser letal. En algunos casos,
cuando la mutación provoca un cambio en su ruta metabólica, los microorganismos
modificados pueden vivir en un medio en el que exista un determinado nutriente, pero sin él
morirían.
También depende del grado de importancia que tenga el gen mutado para la célula.
Cromosoma procariótico
Está formado por DNA y RNA. Normalmente, solo existe un cromosoma en la célula, que suele
ser circular y cerrado covalentemente. Podemos encontrar copias de un mismo genoma
dentro de la célula, lo que se denomina haploidía.
· Excepciones
Rhodobacter, Vibrio, Leptospira, Brucellar: poseen dos cromosomas lineales.
Sinorhizobium melilloti, Posee tres cromosomas circulares.
Agrobacterium tumefaciems Tienen uno circular y otro lineal.
Borrelia y Streptomyces, cromosomas lineales.
El tamaño de los cromosomas varía entre los más pequeños (700 – 1000 kb) y los más grandes
(12000kb), aunque el tamaño normal (se toma E. coli como ejemplo) es de 3000 a 5000 kb.
Plásmidos
Son elementos genéticos extracromosómicos (independientes) con capacidad para la
autorreplicación. Se componen de DNA y tienen una gran capacidad de integración en el
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genoma bacteriano. Hay zonas complementarias en el genoma bacteriano y el plásmido que
ayudan a la integración y la recombinación (llamadas epitomas).
El tamaño de los plásmidos es variable, oscila entre las 2 y 1000 kb. Según el número de copias
del plásmido en el interior celular, podemos tener un control estricto (bajo número de copias)
o un control relajado (alto número de copias).
Los plásmidos pueden transferirse, generalmente entre microorganismos de la misma especie
(plásmidos conjugativos). En algunos casos, la transferencia se da en especies o familias
distintas, y son llamados plásmidos promiscuos.
Algunos plásmidos no se transfieren (son los plásmidos no conjugativos), al menos por sí
mismos, aunque pueden verse involucrados en un proceso conjugativo si se da el caso.
Fenotipos condicionados por plásmidos
· Resistencia a antibióticos (plásmidos R).
· Resistencia a metales pesados.
· Virulencia (toxinas, invasión de tejidos).
· Factor F (fertilidad).
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