Agentes
Mutagénicos
Hay que destacar que, gracias a las mutaciones, actualmente existe gran biodiversidad. Si no fuera por las variaciones que producen las alteraciones en el ADN, no habría variabilidad fenotipica , ni adaptacion a los cambios ambientales. Por lo tanto, las mutaciones tienen su parte positiva, ya que todo proceso biológico tiene sus ventajas e inconvenientes. Aunque también hay que decir que el cáncer es considerado como el producto final de uno o más fenómenos de mutación.
goog_997388866En biología, un mutágeno es un agente
físico, químico o biológico que altera o cambia la información genética
(usualmente ADN) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de
mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones
causan el cáncer adquieren la denominación de carcinógenos. No todas las
mutaciones son causadas por mutágenos. Hay "mutaciones espontáneas",
llamadas así debido a errores en la reparación y la recombinación del ADN.
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Tipos de Agentes
Mutagénicos
Mutágenos químicos:
son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma
brusca, como por ejemplo el ácido nitroso (agente desaminizante), brominas y
algunos de sus compuestos.
Mutágenos físicos: son
radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN. Son ejemplos
la radiación ultravioleta que origina dímeros de pirimidina (generalmente
de timina), y la radiación gamma y la alfa que son ionizantes. También se
considerar agentes físicos los ultrasonidos,con 400.000 vibraciones por
segundo,que han inducido mutaciones en Drosophila y en algunas plantas
superiores, y centrifugación, que también producen variaciones cromosómicas
estructurales.
Aquí se incluyen las radiaciones
atómicas, Rayos X producen esterilidad en plantas, animales y hombre. También
afectan a los tejidos como huesos, nervios, músculos, hígado, riñón, etc.
Además la radiación es un proceso físico mediante el cual la enegía viaja por
el espacio. Hay 2 formas principales de esta energía:
·
Electromagnética: se
describe como ondas de energía eléctrica. Por ejemplo: Rayos gamma,
Rayos X, Radiación Ultravioleta.
·
·
Cospuscular: está
formado por partículas atómicas y subatómicas que se mueven a grandes
velocidades y provocan daños cuando chocan con otras partículas incluyendo las
moléculas biológicas. Por ejemplo: partículas alfa y pastículas beta.
Mutágenos biológicos: son aquellos organismos “vivos” que pueden
alterar las secuencias del material genético de su hospedador; como por
ejemplo; virus, bacterias y hongos. Son ejemplo los transposones (fragmentos
autónomos de ADN).
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EFECTO BIOLÓGICO DE LA
RADIACIÓN
Los efectos
biológicos de la radiación consisten en alteraciones a diversos niveles de
organización, como son las moléculas, los orgánulos y las células.
Radiación
ionizante
Reacciones
oxidativas Son radiaciones con pequeña longitud de onda y son por tanto
más energéticas lo que conlleva que sean más "penetrantes". Es el
principal mecanismo por el que la radiaciones interaccionan con la materia
orgánica (y por lo tanto con el ADN)
En el proceso
de penetración esta radiación de alta energía produce iones porque al chocar
con los átomos hace que éstos liberen electrones y estos electrones a su vez
chocan con otros
átomos liberándose nuevos electrones. El cambio del número de electrones
transforma un átomo en un estado reactivo iónico. Como el 80% de la célula es
agua, la radiación ionizante suele generar radicales libres, en forma de
hidrógeno o de radicales hidroxilo (OH) ionizados, derivados ambos del agua.
Estos radicales
reaccionan con otras moléculas de su misma clase para formar peróxido de
hidrógeno (H2O2) cuyas moléculas tienen gran poder de reacción y puede destruir
la estructura de las proteínas y del ADN. La lesión producida por la radiación
induce trastornos del funcionamiento de los procesos metabólicos celulares
llevándola a la muerte.
Daños
cromosómicos: Dependiendo del momento de la división en el que se irradien
las células, una aberración cromosómica puede incluir una o dos cromátidas. Ejemplo:
a) la irradiación en interface, antes de que comience la síntesis de DNA,
normalmente da lugar a roturas que más tarde aparecen como si se hubiesen
producido cuando los cromosomas todavía no se hubiesen replicado (roturas
cromosómicas). b) las roturas producidas en el período de interfase después de
comenzar la síntesis del DNA normalmente aparecen separadamente en cada una de
las dos cromátidas de un cromosoma (rotura de cromáticas)
Se ha sugerido
que la irradiación, en lugar de roturas físicas únicas, ocasiona “lesiones”
cromosómicas que luego estimulan intercambios entre partes del mismo cromosoma
o de diferentes cromosomas, dando lugar, a su vez, a deleciones,
translocaciones y otras aberraciones cromosómicas. Así pues, las cromátidas de
un cromosoma irradiado pueden solaparse en un punto donde coinciden dos
lesiones, dando lugar a intercambios completos o incompletos. Si el intercambio
es completo, no se observa un daño morfológico aparente ya que hay una transferencia simétrica de material
cromosómico entre las cromátidas hermanas. Tales intercambios pueden detectarse
mediante técnicas de tinción diferencial. Los intercambios incompletos dan
lugar a la pérdida de material en una o en las dos cromátidas. De igual manera,
los intercambios inducidos por rayos X pueden dar lugar a inversiones o a
translocaciones, aunque en este último caso debería ocurrir entre cromátidas no
homólogas. La radiación puede producir aneuploidía por pérdida de cromosomas.
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RADIACION NO IONIZANTE
Radiación
ultravioleta La radiación ultravioleta puede dar lugar también a
aberraciones cromosómicas, su efecto es considerablemente más suave que el de
los rayos X debido a que son mucho menos penetrantes y no dan lugar a una
trayectoria de iones y por consiguiente ha sido utilizada principalmente para
estudiar mutaciones puntuales. Teniendo una longitud de onda demasiado larga
como para producir iones, la radiación UV parece actuar afectando tan solo a
aquellos compuestos que la absorben directamente. En la célula, la absorción
directa de los rayos UV está principalmente confinada a compuestos orgánicos
con estructuras en forma de anillo, tales como los nucleótidos, siendo citosina
y timina las bases que absorben especialmente las longitudes de onda UV. El
mecanismo por el que se produce la mutación es el siguiente: la radiación UV
provoca la inserción de una molécula de agua en el doble enlace C-C. También se
rompen los dobles enlaces de timina por lo que las bases de timina pueden
conectarse para formar un dímero. Esta íntima relación entre la radiación UV y
los componentes del DNA también aparece al comparar el espectro de absorción de
la radiación UV del DNA y las tasas de mutación ocasionadas por las longitudes
de onda UV. Estudios in vitro indican
que la formación de dímeros de timina puede ser el principal efecto mutagénico
producido por los rayos UV. Tales dímeros distorsionan la hélice de DNA e
impiden su replicación, como resultado la célula no se divide y puede morir.
También es posible una acción indirecta de la radiación UV porque puede actuar sobre varios precursores del DNA y sobre enzimas que a su vez afectan la mutación. Este proceso puede evitarse por foto reactivación, es decir, exponiendo las células a radiaciones con longitudes de onda del espectro azul.
EFECTOS DE
LAS MUTUACIONES
Los cambios en una la secuencias de un ácido nucleico debido
a una mutación contempla la sustitución de nucleótidos pares-base e
inserciones u omisiones de uno o más nucleótidos dentro de la secuencia de ADN.
Aunque muchas de estas mutaciones sean mortales o causen una enfermedad grave,
algunas solo tienen efectos secundarios, como los cambios que ocasionan en la
sucesión de proteínas codificadas sin significancia alguna. Muchas mutaciones
no causan ningún efecto visible, ya sea porque ocurren en los entrones o
porque ellos no cambian la sucesión de aminoácidos debido a la redundancia
de codones
ENFERMEDADES
· Xeroderma pigmentosum: variedad de procesos
hereditarios que se caracteriza por gran sensibilidad a la luz solar, los
pacientes tienen pigmentaciones cutáneas y formación de cánceres cutáneos. Los
individuos afectados por este proceso no son capaces de reparar normalmente los
daños causados al ADN por la luz ultravioleta.
Síndrome de Cockayne: proceso autosómico rara
caracterizado por sensibilidad a la luz, retraso mental y muerte temprana.
Anemia de Fanconi: proceso autosómico rara
caracterizado por disminución de las células sanguíneas circulantes y anomalías
cromosómicas. Los individuos son sensibles a los rayos X y a otras radiaciones
ionizantes. La reparación del ADN es defectuosa.
Síndrome de Bloom: proceso autosómica recesivo
caracterizado por enanismo, deterioro de la inmunidad y sensibilidad a la luz
solar. La fragilidad y translocación de los cromosomas indican una reparación
defectuosa del ADN.
ALUMNA: Angelica Paola Siles Montes
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