Enfermedades por Mutagénesis por inserción y ejemplos ¿Qué es la mutación por inserción?

Definición de mutación de inserción

¿Qué es una mutación de inserción? Una mutación de inserción , también conocida como inserción de un gen o inserción de ADN, es un tipo de mutación en la que se insertan nucleótidos adicionales en el ADN. El ADN es el material genético de la célula. Contiene todas las instrucciones para la estructura y función celular. La información en el ADN se codifica en el orden de las bases de nucleótidos. Cuatro posibles bases que se utilizan en el ADN:

• Adenina
• Guanina
• Citosina
• Timina

El orden de estos nucleótidos es cómo se contiene la información y, por lo tanto, se debe mantener el orden correcto. El ADN está organizado en segmentos lineales en células eucariotas, llamados cromosomas. Cada cromosoma tiene diferentes secciones que codifican proteínas, llamadas genes. Las mutaciones a nivel genético solo afectan a un gen, mientras que las mutaciones cromosómicas pueden afectar a muchos genes a la vez. Las mutaciones son cambios en el código del ADN. Varios tipos diferentes de mutaciones incluyen:

• Sustitución
• Inserción
• Supresión
• Duplicación

Las mutaciones de sustitución cambian un nucleótido por otro. Las mutaciones de inserción insertan un nucleótido adicional en la secuencia de ADN. Las mutaciones por deleción eliminan uno o más nucleótidos y una mutación por duplicación repite una sección de nucleótidos.

Cómo funcionan las mutaciones de inserción y el ADN

La mutagénesis por inserción ocurre cuando hay una mutación por inserción. Las mutaciones de inserción generalmente causan cambios a gran escala en la proteína, ya que alteran la secuencia codificante completa. En el ADN, los nucleótidos se agrupan en colecciones de tres nucleótidos a la vez, llamados codones. Cada codón codifica un aminoácido. Los aminoácidos se unen con enlaces peptídicos para crear una proteína. Las mutaciones de inserción son un tipo de mutación de cambio de marco . En una mutación con desplazamiento de marco, todos los codones aguas abajo de la mutación se modifican, lo que generalmente produce cambios significativos en la proteína. Esto se debe a que la inserción de un nuevo nucleótido cambia el marco de lectura de todos los codones posteriores.

Ejemplos de mutaciones de desplazamiento de fotogramas utilizando texto

Las mutaciones sin desplazamiento del marco de lectura provocan un cambio en un codón pero no afectan a otros en sentido descendente. Por ejemplo, una mutación de sustitución es un tipo de mutación sin desplazamiento de marco. Sin embargo, algunas mutaciones de inserción también pueden ser mutaciones sin desplazamiento de marco. Si la inserción está dentro de un múltiplo de tres, no afectará la codificación aguas abajo de la inserción.

Una mutación de sentido erróneo es un tipo de mutación de sustitución que no causa un cambio de marco.

Causas de la mutación de inserción

Hay varias causas de mutaciones de inserción. A veces, las mutaciones ocurren por casualidad durante errores en la replicación del ADN. Estas mutaciones, llamadas mutaciones espontáneas, son raras y generalmente se corrigen mediante los mecanismos de corrección de pruebas de la ADN polimerasa. Por lo general, las mutaciones de inserción espontáneas surgen cuando hay un deslizamiento de la cadena de ADN durante la replicación del ADN. Esto hace que la ADN polimerasa agregue un nucleótido adicional. Otras veces, las mutaciones son causadas por sustancias químicas llamadas mutágenas. Por ejemplo, la radiación ultravioleta o la exposición a sustancias químicas que alteran el código genético pueden provocar mutaciones de inserción.

Ejemplos de mutación de inserción

Hay muchas enfermedades por mutaciones causadas por mutaciones de inserción. Por ejemplo, algunas enfermedades causadas por mutaciones de inserción incluyen:

• Síndrome X frágil
• Enfermedad de Huntington
• Distrofia miotónica
• Fibrosis quística

El síndrome de X frágil es causado por repeticiones excesivas de una secuencia corta de nucleótidos, CGG, en el gen FMR1 en el cromosoma X. Por lo general, las personas tienen entre 5 y 40 repeticiones de la secuencia de nucleótidos en el gen. Sin embargo, las personas con síndrome de X frágil tienen más de 200 repeticiones de la secuencia. Los síntomas de la enfermedad incluyen discapacidad intelectual leve a moderada, ansiedad e hiperactividad. También hay rasgos físicos característicos como cara alargada y estrecha, orejas grandes, mandíbula prominente, pies planos, etc. La enfermedad de Huntington es un trastorno genético causado por una repetición CAG en el gen HTT . Por lo general, las personas tienen entre 10 y 35 veces, pero en las personas con enfermedad de Huntington, el segmento de nucleótidos se repite entre 36 y 120 veces. El resultado es un trastorno cerebral progresivo caracterizado por una función motora incontrolada y un deterioro cognitivo progresivo. La distrofia miotónica es un grupo de distrofias musculares hereditarias caracterizadas por desgaste muscular progresivo, debilidad y contracción muscular prolongada. La distrofia miotónica es causada por segmentos de ADN repetidos en uno de los dos posibles genes, DMPK y CNBP . La repetición hace que se cree una forma inusualmente larga de ARNm, lo que provoca aglutinamiento e interfiere con la producción de muchas otras proteínas. Por ejemplo, en el gen DMPK , una repetición CTG se repite miles de veces, y en el gen CNBP , una repetición CCTG de cuatro nucleótidos también se expande de 11 a 26 repeticiones a miles. La fibrosis quística es un trastorno genético que afecta principalmente a los pulmones. Muchas mutaciones pueden causar fibrosis quística, una de las cuales es una mutación de inserción de nucleótidos AT en el sitio 2566 y otra mutación de inserción de la secuencia de nucleótidos TC en el sitio 1154. El gen CTFR codifica una proteína que es una proteína de transporte de iones cloruro. Esto ayuda a regular el flujo de agua hacia el moco que recubre los pulmones. Sin una proteína funcional, el agua no puede fluir hacia el moco, y el moco se vuelve espeso y atrapa las bacterias, lo que dificulta la respiración. La siguiente tabla resume las diferencias entre las enfermedades descritas aquí.

Resumen de la lección

Las mutaciones de inserción ocurren cuando se insertan nuevos nucleótidos en la secuencia de ADN. Las mutaciones de inserción pueden causar un desplazamiento de marco, donde el marco de lectura de los codones aguas abajo de la mutación cambia si la inserción no es un múltiplo de tres nucleótidos. Si la inserción es un múltiplo de tres, o se produce una mutación de sustitución, la mutación no será un desplazamiento del marco de lectura y no se verán afectados más codones. Por ejemplo, las siguientes mutaciones son desplazamiento de fotograma o sin desplazamiento de fotograma. Cambio de cuadro: AAG a AACT Sin desplazamiento de fotogramas: AAG a AAGCGT Hay muchas enfermedades causadas por mutaciones de inserción. Por ejemplo, la fibrosis quística es una enfermedad pulmonar causada por una mutación de cambio de marco que altera el gen CFTR . El síndrome del X frágil es una mutación sin desplazamiento del marco de lectura causada por 200 o más repeticiones de CGG en el gen FMR1 .

Rodrigo Ricardo Editor y fundador