Mutaciones
Drosophila melanogaster (mosca del vinagre)
Pérdida
de las
alas
MUTACIONES:
Cambios al azar o
provocados por
agentes mutag...
MUTACIONES
GENICAS
CROMOSÓMICAS
(aberraciones cromosómicas)
GENÓMICAS
SUSTITUCION BASES
ADICION BASES
DELECCIÓN BASES
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También llamadas mutaciones verdaderas. Consisten en un cambio de
composición química de las bases nitrogenadas.
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Agente físico
o químico
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MUTACIONES GÉNICAS
estas pueden ser:
Efectos de las mutaciones génicas
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TRANSICIONES y TRANSVERSIONES
AFECTAN SÓLO A 1 TRIPLETE DE BASES
El nuevo triplete codifica
el mismo aminoácido
MUTACIÓN S...
ADN GAT GGT CGT CAG ACG TCT TGT
ARNm CUA CCA GCA GUC UGC AGA ACA
TIPO DE MUTACIÓN CONSECUENCIAS
SIN MUTACIÓN
TRANSICIÓN
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La anemia de células falciformes o anemia drepanocítica es una
hemoglobinopatía, enfermedad que afecta la hemoglobina, una...
SISTEMAS DE REPARACIÓN
a) Reparación con escisión del ADN
Este proceso se inicia con una endonucleasa, que detecta el erro...
b)Reparación directa, sin escisión del ADN
DNA fotoliasa: revierte los dimeros de timina - fotorreactivación
Transferasa...
c) Sistema SOS
Si por la acción prolongada de un agente mutágeno
importante se produce un número elevado de faltas o
alter...
Son cambios en la estructura de los
cromosomas.
Se deben a roturas en los cromosomas
por radiaciones u otros agentes
mutag...
DEFICIENCIAS O DELECCIONES DUPLICACIONES O REPETICIONES
TRANSLOCACIONES INVERSIONES
A
A B C D E F G H
ABFEDCGH
A
B
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Mutaciones cromosómicas
estructurales: Son los cambios en la estructura
interna de los cromosomas.
Se pueden agrupar en do...
Efecto fenotípico de las mutaciones
cromosómicas estructurales
• Las deleciones y duplicaciones producen un
cambio en la c...
• En la especie humana, una
deleción particular en el
cromosoma 5 provoca el
síndrome "cri du chat" (grito de
gato) que se...
Portador translocación
TIPOS DE MUT.
GENÓMICAS
Euploidía
La euploidía consiste en que se
repite más de dos veces la serie
haploide de cromosomas propia
de la especie.
Se...
Trigo blando (hexaploide)
Soja (tetraploide)
Aneuploidía
Es otro tipo de mutación genómica en la que el
individuo presenta algún cromosoma de más o de
menos, pero no s...
Origen de las aneuploidias
no disyunción meiótica
meiosis I meiosis II
ORIGEN DEL SINDROME DE DOWN
trisomía 21: síndrome de Down (47, XX, +21)
Causas del síndrome de Down
El 94% son debidos a una no disyunción durante la ...
no disyunción en la mitosis
individuo mosaico
SINDROME KLINEFELTER XXY
Se estima que un 25 por 100 de los varones Klinefelter presentan retraso
mental (muchas veces por...
CARIOTIPO TURNER XO
La ausencia de cromosoma Y
determina el sexo femenino
de todos los individuos
afectados, y la ausencia...
CARIOTIPO XYY Los individuos afectados
son generalmente muy
altos y delgados. La
mayoría presenta un acné
severo durante l...
TIPOS DE MUTACIONES POR SU ORIGEN
1)Espontáneas
Se producen con mucha frecuencia, pero por diversas
razones, se manifiesta...
2) Inducidas, la mayoría, provocadas por agentes mutagénicos
principalmente:
- Radiaciones: de alta energía como los rayos...
FÍSICOSAGENTES
MUTAGÉNICOS QUÍMICOS
BIOLÓGICOS
FÍSICOS
QUÍMICOS
BIOLÓGICOS
Tipos de agentes
mutagénicos
Radiaciones ioniza...
Mutación y cáncer
El cáncer se origina por una
pérdida de control del
crecimiento normal. En los
tejidos normales, las tas...
Tumores malignos y benignos
Dependiendo de si se
pueden diseminar o no
por invasión y metástasis,
los tumores se clasifica...
Diferentes Tipos
de Cáncer
El cáncer puede originarse casi en
cualquier parte del cuerpo.
• Los carcinomas, los tipos más
...
¿Qué Causa el Cáncer?
• El cáncer muchas veces se percibe como una
enfermedad que ataca sin razón alguna. Aunque los
cient...
La Herencia y el Cáncer
• El cáncer no se considera como una enfermedad que se
hereda debido a que la mayoría de los casos...
Procesos cancerosos
Algunos procesos cancerosos se deben a la aparición de
oncogenes, que son producidos por la mutación d...
Célula normal
Lesión ADN
Activación
oncogenes
Inactivación genes
supresores tumores
Expresión de productos de los genes
al...
Protooncogen a oncogen
1a. mutación
(conduce a división
celular acelerada)
Genes normales
(regulan el
crecimiento
celular)...
Gen normal
Protooncogén
Gen mutado
Oncogén
Expresión Expresión
Proteína normal
Proteína anómala
(Oncoproteína)
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¡Sin frenos
¡Sin frenos
Genes TSG cuando están activos ejercen un efecto
antiproliferativo en la célula
La mutación de un ...
Gen oncosupresor
Gen oncosupresor
mutado
Expresión Expresión
Proteína normal
oncosupresora
Proteína anómala
(no oncosupres...
• Se descubrió en 1979.
• Está codificada por el gen p53 (ángel guardián del genoma) del crom. 17
• La p53 intenta reparar...
Agentes Químicos - Luz UVAgentes Químicos - Luz UV
Célula con p53 normalCélula con p53 normal Célula con p53 mutadaCélula ...
Agentes cancerígenos
Bacterias
Virus
Tabaquismo
Alcoholismo
Dieta rica en grasa y sal
Radiaciones
Sedentarismo
Cáncer de origen vírico
• Algunos virus influyen en el desarrollo del 15 % de los cánceres
humanos (virus tumorales).
• In...
Virus y cáncer
Virus
Inmunodeficiencia
Humana
Virus Hepatitis B y C
Papilomavirus
Humano
Cáncer de cuello
de útero
Cáncer ...
Principales cánceres hereditarios
Cáncer de mama Cáncer de ovario Cáncer
colorrectal
Selección natural
El mecanismo de evolución propuesto por Darwin puede
resumirse en cuatro puntos básicos:
CAPACIDAD REPRO...
Darwin no pudo explicar:
– Cómo se transmitían los caracteres de una
generación a la siguiente
– Cuál es el origen de la v...
El neodarwinismo o teoría sintética
de la evolución
• Cuando Darwin plantea su teoría sobre el
origen de las especies por ...
Mutación
FUENTES DE VARIABILIDAD EN LAS POBLACIONES
La mutación es la fuente
primaria de variabilidad
genética en las pobl...
El Neodarwinismo o teoría sintética
1. La genética explica1. La genética explica
el origen de:el origen de:
La variabilida...
2. La selección natural «escoge» aquellas
mutaciones que son favorables en un
ambiente dado y aumenta su frecuencia hasta
...
El caso de la mariposa del abedul (Biston betularia).
Revolución Industrial (Manchester, 1850)
Es de color blanco y vive s...
Hacia 1850, en plena Revolución Industrial, la
contaminación atmosférica mató a muchos líquenes  los
troncos de abedules ...
… Un siglo más tarde, la
calidad ambiental mejoró
y la contaminación
desapareció de la zona…
Los líquenes volvieron a
apar...
Se puede aumentar la frecuencia de mutaciones sometiendo a los
organismos a una gran concentración o intensidad de agentes...
8. Mutaciones experimentales
Diversos mutantes de Drosophila
melanogaster:
ssa
– antenas transformadas en
patas
Cy – alas ...
8. Mutaciones experimentales
Cultivos de plantas “in vitro”.
Ratones mutados.
Mutaciones
Mutaciones
Mutaciones
Mutaciones
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Mutaciones
Mutaciones
Mutaciones
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  • no disyunción en la mitosis o retraso del reparto
    Mosaics and chimeras are animals that have more than one genetically-distinct population of cells. The distinction between these two forms is quite clearly defined, although at times ignored or misused. In mosaics, the genetically different cell types all arise from a single zygote, whereas chimeras originate from more than one zygote.
    Mosaics are not uncommon; in fact, roughly half of the mammals on earth are a type of mosaic. A chimera, on the other hand, is not something you're likely to come across unless you are an experimental embryologist or raise cattle.
  • SÍNDROME DE EDWARDS: son pequeños al nacer, crecen muy lentamente y son retrasados mentales. El 80 % son mujeres (no se sabe por qué). Presentan los puños cerrados co el segundo y quinto dedo superpuestos al tercero y el cuarto. Boca pequeña, a veces difícil de abrir y hernia diafragmática. Casi siempre hay malformaciones cardiacas, y la muerte suele sobrevenir por insuficiencia cardiaca o neumonía. La frecuencia es de 1 caso por cada 6.000 nacidos vivos, y la supervivencia media es de 2 a 4 meses. No obstante hay algunos casos que en los que el niño con esta enfermedad supera la primera infancia mostrando un retraso mental mayor que en el caso de Síndrome de Down. La edad avanzada de la madre es un factor que predispone a la trisomía 18.
    SÍNDROME DE PATAU: frecuencia 1:10.000 nacidos vivos. Es mortal: la mitad de los nacidos con síndrome de Patau mueren al mes de nacer y la supervivencia media es de 6 meses. Poseen el labio leporino (fisura labiopalatina), defectos oculares, polidactilia en manos o pies, pies con arco plantar mínimo. Además hay graves malformaciones en los órganos internos, como el cerebro y el sistema nervioso central, y defectos cardiacos congénitos. La aparición de este síndrome también es mayor con un aumento en la edad de la madre.
  • Mutaciones

    1. 1. Mutaciones
    2. 2. Drosophila melanogaster (mosca del vinagre) Pérdida de las alas MUTACIONES: Cambios al azar o provocados por agentes mutagénicos en el material genético celular, no dirigidos y de efectos imprevistos.
    3. 3. MUTACIONES GENICAS CROMOSÓMICAS (aberraciones cromosómicas) GENÓMICAS SUSTITUCION BASES ADICION BASES DELECCIÓN BASES DELECCIÓN CROMOSOMICA DUPLICACIÓN CROMOSÓMICA INVERSIÓN CROMOSÓMICA TRANSLOCACIÓN CROMOSÓMICA EUPLOIDÍA ANEUPLOIDÍA TRIPLOIDÍA TETRAPLOIDÍA POLIPLOIDÍA NULISÓMICA MONOSÓMICA TRISÓMICO POR SU EXTENSIÓN
    4. 4. También llamadas mutaciones verdaderas. Consisten en un cambio de composición química de las bases nitrogenadas. Las que afectan a un gen y que determina la síntesis de determinada proteína con un cambio en sus aminoácidos. No son visibles a nivel cromosómico y se producen normalmente por errores en el emparejamiento de bases durante la duplicación del DNA ya sea al azar (mutaciones espontáneas), las menos, o por agentes mutagénicos, las más. Las bases nitrogenadas alteradas se aparean con otras bases de forma diferente a las bases ordinarias. Hay complejos enzimáticos en el núcleo que proceden a la reparación de las bases alteradas, pero esos mecanismos pueden fallar si no actúan antes de una replicación La causa de estas alteraciones es la acción de agentes mutagénicos, físicos o químicos. Mutaciones génicas
    5. 5. Agente físico o químico T A G C T T G G A A A C G T G A T C G A A C C G T T G C A C T A G C T T G G C A A C G T G A T C G A A C C G T T G C A C ADN original ADN con mutación génica
    6. 6. MUTACIONES GÉNICAS estas pueden ser: Efectos de las mutaciones génicas Un cambio en la composición química de las bases nitrogenadas supone una alteración del mensaje genético, de manera que el DNA pasa a codificar polipéptidos diferentes. Según la posición del aminoácido alterado, y según el número de aminoácidos alterados, el efecto de la mutación en la alteración de la proteína codificada puede ser mayor o menor.
    7. 7. TRANSICIONES y TRANSVERSIONES AFECTAN SÓLO A 1 TRIPLETE DE BASES El nuevo triplete codifica el mismo aminoácido MUTACIÓN SILENCIOSA El nuevo triplete codifica un aminoácido distinto Si es un aminoácido del CENTRO ACTIVO de la proteína, puede dejar de ser funcional INSERCIONES y DELECIONES AFECTAN A VARIOS TRIPLETES DE BASES se producen PROTEÍNAS DIFERENTES Sustitución Deleción Inserción
    8. 8. ADN GAT GGT CGT CAG ACG TCT TGT ARNm CUA CCA GCA GUC UGC AGA ACA TIPO DE MUTACIÓN CONSECUENCIAS SIN MUTACIÓN TRANSICIÓN TRANSVERSIÓN INSERCIÓN DELECIÓN ADN GAT GGT CGT CGG ACG TCT TGT ARNm CUA CCA GCA GCC UGC AGA ACA ADN GAT GGT CGT CCG ACG TCT TGT ARNm CUA CCA GCA GGC UGC AGA ACA ADN GAT GGT CGT TCA GAC GTC TTG T ARNm CUA CCA GCA AGU CUG CAG AAC A ARNm CUA CCA GCA GUC UGA GAA CA ADN GAT GGT CGT CAG ACT CTT GT Proteína Leu Pro Ala Val Cys Arg Thr Símil lingüístico dos por dos son más que uno Proteína Leu Pro Ala Ala Cys Arg Thr Símil lingüístico dos por dos sen más que uno Proteína Leu Pro Ala Gly Cys Arg Thr Símil lingüístico dos por dos sin más que uno Proteína Leu Pro Ala Ser Leu Gln Asn Símil lingüístico dos por dos sso nmá squ eun o Proteína Leu Pro Ala Val Stop Símil lingüístico dos por dos son púrica por púrica pirimidínica por pirimidínica púrica por pirimidínica pirimidínica por púrica adición de nucleótidos pérdida de nucleótidos
    9. 9. La anemia de células falciformes o anemia drepanocítica es una hemoglobinopatía, enfermedad que afecta la hemoglobina, una proteína que forma parte de los glóbulos rojos y se encarga del transporte de oxígeno. Es de origen genético y se da por la sustitución de un aminoácido en su conformación, esto provoca que a baja tensión de oxígeno la hemoglobina se deforme y el eritrocito adquiera apariencia de una hoz; la nueva forma provoca dificultad para la circulación de los glóbulos rojos, por ello se obstruyen los vasos sanguíneos y causan síntomas como dolor en las extremidades. Los glóbulos rojos también padecen de una vida más corta provocando anemia por no ser reemplazados a tiempo. ANEMIA FALCIFORME
    10. 10. SISTEMAS DE REPARACIÓN a) Reparación con escisión del ADN Este proceso se inicia con una endonucleasa, que detecta el error y produce dos cortes a ambos lados del error. Luego actúa una enzima exonucleasa que elimina todos los nucleótidos del segmento cortado. A continuación la ADN-polimerasa I sintetiza el segmento de forma correcta, y finalmente una ADN-ligasa une su extremo final. Esto sistemas revisan constantemente el ADN recién sintetizado y arreglan las lesiones. Existen 3 sistemas de reparación:
    11. 11. b)Reparación directa, sin escisión del ADN DNA fotoliasa: revierte los dimeros de timina - fotorreactivación Transferasas de grupos alquilo: eliminan los grupos alquilo generados por mutágenos (metanosulfonato de etilo, nitrosoguanidina)
    12. 12. c) Sistema SOS Si por la acción prolongada de un agente mutágeno importante se produce un número elevado de faltas o alteraciones de bases nitrogenadas en la hebra patrón, puede ser que se inicie la duplicación del ADN sin que los mecanismos de reparación hayan acabado de arreglarlas. Como la ADN-polimerasa sólo reconoce A, T, C y G, la duplicación quedaría paralizada. Para evitarlo existe un sistema enzimático denominado enzimas correctoras del sistema SOS que elimina este bloqueo pero a expensas de introducir una base complementaria al azar y por ello muy probablemente errónea. Se evita el bloqueo de la replicación pero se originan células hijas con muchas mutaciones. Así pues, es el sistema SOS el que permite que las alteraciones originadas por esos agentes mutágenos acaben dando células con mutaciones. Si estas afectan al control de la división celular, pueden ser el origen de las células cancerosas.
    13. 13. Son cambios en la estructura de los cromosomas. Se deben a roturas en los cromosomas por radiaciones u otros agentes mutagénicos y a errores en los mecanismos de recombinación de la meiosis. El principal efecto es la disminución de la fertilidad de los mutantes, por dificultad en la producción de gametos viables. Las deleciones pueden ser letales, y las duplicaciones pueden ser beneficiosas. Mutaciones cromosómicas
    14. 14. DEFICIENCIAS O DELECCIONES DUPLICACIONES O REPETICIONES TRANSLOCACIONES INVERSIONES A A B C D E F G H ABFEDCGH A B B C C D D E E F G G H H F A B C ED G H F 1 1 2 2 3 4 3 4 Entrecruzamiento Se pierde Rotura Consisten en la pérdida de un segmento cromosómico de un cromosoma, y por tanto de los genes en él contenidos. Aparece un segmento cromosómico más de una vez, en el mismo cromosoma o en otro. Es el cambio de localización de un segmento cromosómico. Puede ser recíproca, con intercambio entre dos cromosomas no homólogos, o no recíproca o transposición, cuando no se produce intercambio. Tipos de mutaciones cromosómicas Segmentos cromosómicos que giran 180o , y su secuencia génica queda invertida con respecto a la del resto del cromosoma.
    15. 15. Mutaciones cromosómicas estructurales: Son los cambios en la estructura interna de los cromosomas. Se pueden agrupar en dos tipos: a) Las que suponen pérdida o duplicación de segmentos o partes del cromosoma: -Delección cromosómica: Es la pérdida de un segmento de un cromosoma. -Duplicación cromosómica: Es la repetición de un segmento del cromosoma. b) Las que suponen variaciones en la distribución de los segmentos de los cromosomas. -Inversiones: Un segmento cromosómico de un cromosoma se encuentra situado en posición invertida. -Traslocaciones: Un segmento cromosómico de un cromosoma se encuentra situado en otro cromosoma homólogo o no.
    16. 16. Efecto fenotípico de las mutaciones cromosómicas estructurales • Las deleciones y duplicaciones producen un cambio en la cantidad de genes y por tanto tienen efectos fenotípicos, por lo general deletéreos. • Sin embargo las inversiones y translocaciones no suelen tener efecto fenotípico, pues el individuo tiene los genes correctos, aunque de las translocaciones pueden derivarse problemas de fertilidad por apareamiento defectuoso de los cromosomas durante la gametogénesis o la aparición de descendientes con anomalías.
    17. 17. • En la especie humana, una deleción particular en el cromosoma 5 provoca el síndrome "cri du chat" (grito de gato) que se caracteriza por microcefalia, retraso mental profundo y detención del crecimiento. El nombre alude al tipo de llanto particular de los bebés con este síndrome.
    18. 18. Portador translocación
    19. 19. TIPOS DE MUT. GENÓMICAS
    20. 20. Euploidía La euploidía consiste en que se repite más de dos veces la serie haploide de cromosomas propia de la especie. Se debe a meiosis defectuosas en uno o en los dos progenitores, que producen gametos con número diploide de cromosomas. Son frecuentes en las plantas y sus efectos suelen ser beneficiosos.
    21. 21. Trigo blando (hexaploide) Soja (tetraploide)
    22. 22. Aneuploidía Es otro tipo de mutación genómica en la que el individuo presenta algún cromosoma de más o de menos, pero no series haploide completas en exceso o defecto. La causa es también una meiosis defectuosa en alguno de los progenitores. La trisomía es la presencia de un cromosoma de más de alguna de las parejas de homólogos. Son trisomías conocidas el síndrome de Down (tres cromosomas del par 21) y el síndrome de Klinefelter (individuos XXY). La monosomía es la presencia de un cromosoma de menos de alguna de las parejas de homólogos. Es monosomía conocida el síndrome de Turner (individuos X0).
    23. 23. Origen de las aneuploidias no disyunción meiótica meiosis I meiosis II
    24. 24. ORIGEN DEL SINDROME DE DOWN
    25. 25. trisomía 21: síndrome de Down (47, XX, +21) Causas del síndrome de Down El 94% son debidos a una no disyunción durante la 1ª división meiótica en los gametos que provienen de la madre. Son 47, XX, +21 ó 47, XY, +21 El 2% son debidos a mosaicismo 47, XX, +21/ 46, XX El 4% son debidos a translocación del cromosoma 21 al 14 46, XX der(14;21)(q10;q10), +21
    26. 26. no disyunción en la mitosis individuo mosaico
    27. 27. SINDROME KLINEFELTER XXY Se estima que un 25 por 100 de los varones Klinefelter presentan retraso mental (muchas veces por la falta de atención que han tenido). También pueden darse constituciones cromosómicas XXXY o XXXXY. Los varones que padecen este síndrome tienen la constitución cromosómica XXY. Aparece con una frecuencia de l/700 niños nacidos y parece que aumenta la probabilidad con la edad de los padres. Son estériles porque no tienen espermatogénesis.
    28. 28. CARIOTIPO TURNER XO La ausencia de cromosoma Y determina el sexo femenino de todos los individuos afectados, y la ausencia del segundo cromosoma X determina la falta de desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios. Esto confiere a las mujeres que padecen el síndrome de Turner un aspecto infantil e infertilidad de por vida. Indice, aproximadamente, en 1 de cada 2.500 niñas.
    29. 29. CARIOTIPO XYY Los individuos afectados son generalmente muy altos y delgados. La mayoría presenta un acné severo durante la adolescencia. Pueden asociar también problemas antisociales o del comportamiento o tener una inteligencia inferior a la media. Un 1 a un 2% de ellos exhiben conductas agresivas con tendencia a la criminalidad. El espermograma revela generalmente una azoospermia o una severa oligoospermia si bien hay casos descritos de fertilidad.
    30. 30. TIPOS DE MUTACIONES POR SU ORIGEN 1)Espontáneas Se producen con mucha frecuencia, pero por diversas razones, se manifiestan con baja frecuencia. Entre las razones de la baja frecuencia de manifestación están la acción de los mecanismos de reparación y el hecho de que los organismos presenten dos alelos de cada gen, y que generalmente los genes inalterados tienen mayor fuerza de expresión. La frecuencia de manifestación de mutaciones depende de tres factores: - Frecuencia de la división celular. - Secuencia de bases nitrogenadas del gen. En general, el par C - G es más estable que el par A - T. - Intensidad en el ambiente de los agentes mutagénicos.
    31. 31. 2) Inducidas, la mayoría, provocadas por agentes mutagénicos principalmente: - Radiaciones: de alta energía como los rayos catódicos, X, alfa, beta, gamma, cósmicos ..etc. De efectos ionizantes produciendo el cambio de una base por otra en el DNA. Las de muy alta energía, llegan a romper moléculas de DNA o cromosomas completos. - Agentes químicos: ácido nitroso, peróxido de hidrógeno, metil etano sulfonato, gas mostaza, concentraciones altas de dióxido de carbono, acridinas, bases análogas al DNA(5-bromo uracilo, 2-amino purina,). La mayoría provocando emparejamientos erróneos con otras bases durante la duplicación del DNA (ácido nitroso, hidroxilamina). Las acridinas actúan intercalándose entre dos bases y produciendo la adición de una nueva base con el consiguiente corrimiento en el sistema de lectura de bases. - Agentes Biológicos
    32. 32. FÍSICOSAGENTES MUTAGÉNICOS QUÍMICOS BIOLÓGICOS FÍSICOS QUÍMICOS BIOLÓGICOS Tipos de agentes mutagénicos Radiaciones ionizantes Radiaciones no ionizantes Rayos X Rayos gamma Partículas alfa y beta Ejemplos Radiaciones ultravioleta Análogos de bases Inductores cambios químicos Agentes alquilantes Agentes intercalantes 5-bromouracilo Ácido nitroso Etil-metano-sulfonato Naranja de acridina Virus Bacterias Hepatitis B y C Papilomavirus VIH Helicobacter pylori Radiaciones Compuestos químicos Organismos «vivos»
    33. 33. Mutación y cáncer El cáncer se origina por una pérdida de control del crecimiento normal. En los tejidos normales, las tasas de crecimiento de nuevas células y la muerte de células viejas se mantienen en balance. En el caso del cáncer, este balance se altera. Esta alteración puede ocurrir como resultado de un crecimiento celular descontrolado o de la pérdida de una habilidad de la célula de someterse a suicidio celular mediante un proceso conocido como "apoptosis". La apoptosis o "suicidio celular", es el mecanismo mediante el cual las células viejas o dañadas normalmente se autodestruyen. •Para que una célula normal se convierta en célula tumoral o cancerosa debe acumular varias mutaciones, (mutaciones carcinógenas) en los genes que controlan la división celular.
    34. 34. Tumores malignos y benignos Dependiendo de si se pueden diseminar o no por invasión y metástasis, los tumores se clasifican como benignos o malignos. Los tumores benignos son tumores que no se pueden diseminar por invasión o por metástasis; por lo tanto, ellos sólo crecen localmente. Los tumores malignos son tumores que son capaces de diseminarse por invasión y por metástasis. Por definición, el término "cáncer" se aplica sólo a los tumores malignos
    35. 35. Diferentes Tipos de Cáncer El cáncer puede originarse casi en cualquier parte del cuerpo. • Los carcinomas, los tipos más comunes de cáncer, se originan de las células que cubren las superficies externas e internas del cuerpo. Los cánceres de pulmón, de seno (mama) y de colon son los cánceres más frecuentes. • Los sarcomas son cánceres que se originan de células que se encuentran en los tejidos de soporte del cuerpo, como por ejemplo, hueso, cartílago, grasa, tejido conectivo y músculo. • Los linfomas son cánceres que se originan en los ganglios linfáticos y en los tejidos del sistema inmunológico del cuerpo. • Las leucemias son cánceres de las células inmaduras de la sangre que crecen en la médula ósea y que tienen la tendencia a acumularse en grandes cantidades en el torrente sanguíneo
    36. 36. ¿Qué Causa el Cáncer? • El cáncer muchas veces se percibe como una enfermedad que ataca sin razón alguna. Aunque los científicos aún no conocen todas las razones de ello, muchas de las causas del cáncer ya han sido identificadas. Además de los factores intrínsecos, tales como la herencia, dieta y hormonas, los estudios científicos señalan hacia la existencia de factores extrínsecos clave que contribuyen al desarrollo del cáncer: las substancias químicas (por ejemplo, el fumar), la radiación y virus o bacterias.
    37. 37. La Herencia y el Cáncer • El cáncer no se considera como una enfermedad que se hereda debido a que la mayoría de los casos de cáncer, quizá el 80 a 90%, ocurren en personas sin historia familiar de la enfermedad. Sin embargo, la probabilidad de que una persona desarrolle cáncer puede ser influida por la herencia de ciertos tipos de alteraciones genéticas. Estas alteraciones tienden a aumentar la susceptibilidad del individuo para desarrollar cáncer en el futuro. Por ejemplo, se piensa que aproximadamente un 5 por ciento de los cánceres de seno se deben a la herencia de una(s) forma(s) particular(es) de un "gen de susceptibilidad al cáncer de seno". • Las mutaciones heredadas pueden influir en el riesgo de una persona de desarrollar muchos tipos de cáncer, además del cáncer de seno. Por ejemplo, se ha descrito que ciertas mutaciones heredadas específicas aumentan el riesgo de una persona de desarrollar cáncer de colon, cáncer de riñón, cáncer óseo, cáncer de la piel y otras formas específicas de cáncer. Pero se piensa que estas condiciones hereditarias están involucradas en sólo un 10 por ciento ó menos de todos los casos de cáncer.
    38. 38. Procesos cancerosos Algunos procesos cancerosos se deben a la aparición de oncogenes, que son producidos por la mutación de los protooncogenes. Los protooncogenes son genes que intervienen en la regulación del ciclo celular, y las mutaciones que producen oncogenes son alteraciones que provocan la amplificación de sus efectos. Con mucha frecuencia dichas mutaciones son cromosómicas. Otros cánceres se deben a mutaciones que inactivan los genes supresores de tumores (TSG). Los TSG están encargados de despertar los mecanismos de apoptosis (muerte celular programada) cuando la proliferación de la célula pone en peligro el equilibrio de tipos celulares del organismo.
    39. 39. Célula normal Lesión ADN Activación oncogenes Inactivación genes supresores tumores Expresión de productos de los genes alterados Cáncer Reparación Mutación Los oncogenes y la pérdida de actividad de genes supresores tumorales impulsan el crecimiento de las células hacia cáncer.
    40. 40. Protooncogen a oncogen 1a. mutación (conduce a división celular acelerada) Genes normales (regulan el crecimiento celular) C Á N C E R C Á N C E R ¿Qué es un oncogén?. Es la forma mutada de un protooncogén. Codifica una proteína anormal (oncoproteína), que se mantiene activa independientemente de las señales reguladoras (no se degrada). Esto convierte a la célula en tumoral por una proliferación desordenada. En los humanos se han identificado más de 60 oncogenes.
    41. 41. Gen normal Protooncogén Gen mutado Oncogén Expresión Expresión Proteína normal Proteína anómala (Oncoproteína) Hay estímulo Hay estímulo La proteína actúa La proteína actúa No hay estímulo No hay estímulo La proteína no actúa La proteína actúa Mutación Función normal Actividad excesiva Cáncer
    42. 42. ¡Sin frenos ¡Sin frenos Genes TSG cuando están activos ejercen un efecto antiproliferativo en la célula La mutación de un gen supresor hace que “pierda esta función” y se pueda desarrollar un tumor. Para que se produzca la transformación neoplásica de la célula, deben resultar dañados los dos alelos (son recesivos).
    43. 43. Gen oncosupresor Gen oncosupresor mutado Expresión Expresión Proteína normal oncosupresora Proteína anómala (no oncosupresora) Hay estímulo Hay estímulo La proteína actúa La proteína no actúa No hay estímulo No hay estímulo La proteína no actúa La proteína no actúa Mutación Función normal No hay actividad Cáncer Gen supresor
    44. 44. • Se descubrió en 1979. • Está codificada por el gen p53 (ángel guardián del genoma) del crom. 17 • La p53 intenta reparar daños en el material genético o en los procesos de control de la proliferación celular. • Detiene el ciclo celular en G1 • Activa genes de reparación de ADN • Entrada en senescencia (parada permanente del ciclo celular) • Inicia al apoptosis (si hay daños irreparables) • El 50 % de los tumores tienen una mutación en el gen p53. Proteínas que interfieren con las vías de señalización celular: p53
    45. 45. Agentes Químicos - Luz UVAgentes Químicos - Luz UV Célula con p53 normalCélula con p53 normal Célula con p53 mutadaCélula con p53 mutada Daño limitado en ADNDaño limitado en ADN Daño excesivo en ADNDaño excesivo en ADN Daño en ADNDaño en ADN p53p53 p53p53 No hay paradaNo hay parada del Ciclo Celulardel Ciclo Celular p21p21 Regulación de genesRegulación de genes bcl-2 y baxbcl-2 y bax No hay ApoptosisNo hay Apoptosis Parada en GParada en G11 ApoptósisApoptósis Acumulación de MutacionesAcumulación de Mutaciones Reparación del ADNReparación del ADN MUERTE CELULARMUERTE CELULAR TUMORTUMORCELULA VIABLECELULA VIABLE NORMALNORMAL
    46. 46. Agentes cancerígenos Bacterias Virus Tabaquismo Alcoholismo Dieta rica en grasa y sal Radiaciones Sedentarismo
    47. 47. Cáncer de origen vírico • Algunos virus influyen en el desarrollo del 15 % de los cánceres humanos (virus tumorales). • Insertan su material genético en el genoma de la célula hospedadora. • El material vírico trastorna los mecanismos de control del ciclo reproductivo.
    48. 48. Virus y cáncer Virus Inmunodeficiencia Humana Virus Hepatitis B y C Papilomavirus Humano Cáncer de cuello de útero Cáncer de hígadoCáncer de piel
    49. 49. Principales cánceres hereditarios Cáncer de mama Cáncer de ovario Cáncer colorrectal
    50. 50. Selección natural El mecanismo de evolución propuesto por Darwin puede resumirse en cuatro puntos básicos: CAPACIDAD REPRODUCTIVA ELEVADA LUCHA POR LA EXISTENCIA VARIABILIDAD INDIVIDUAL Las especies son capaces de producir un elevado número de descendientes. La mayor parte de ellos no llegará a la edad adulta. La limitación de los recursos provoca competencia. Como consecuencia de ésta, no todos sobrevivirán para reproducirse. Dentro de una especie los individuos presentan características que los diferencian del resto. Algunas de las características individuales confieren mayor capacidad de adaptación y supervivencia. SUPERVIVENCIA DEL MÁS APTO
    51. 51. Darwin no pudo explicar: – Cómo se transmitían los caracteres de una generación a la siguiente – Cuál es el origen de la variabilidad entre los individuos de una población – Aceptaba la posibilidad de la herencia de ciertos caracteres adquiridos
    52. 52. El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución • Cuando Darwin plantea su teoría sobre el origen de las especies por selección natural, no se conocen ni las leyes de Mendel ni las mutaciones. • A principios del s. XX se formula una nueva teoría, el neodarwinismo o teoría sintética de la evolución que integra el darwinismo con las leyes de Mendel y el fenómeno de las mutaciones mutaciones.
    53. 53. Mutación FUENTES DE VARIABILIDAD EN LAS POBLACIONES La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, mientras que la recombinación al crear nuevas combinaciones a partir de las generadas por la mutación, es la fuente secundaria de variabilidad.
    54. 54. El Neodarwinismo o teoría sintética 1. La genética explica1. La genética explica el origen de:el origen de: La variabilidadLa variabilidad MutacionesMutaciones al azar enal azar en los individuos de unalos individuos de una poblaciónpoblación Reproducción sexualReproducción sexual:: a) Meiosis:a) Meiosis: - recombinación- recombinación - Segregación- Segregación cromosómicacromosómica b) Fecundaciónb) Fecundación Los neodarwinistasLos neodarwinistas rechazanrechazan definitivamentedefinitivamente la herencia de los caracteres adquiridosla herencia de los caracteres adquiridos Los neodarwinistasLos neodarwinistas rechazanrechazan definitivamentedefinitivamente la herencia de los caracteres adquiridosla herencia de los caracteres adquiridos
    55. 55. 2. La selección natural «escoge» aquellas mutaciones que son favorables en un ambiente dado y aumenta su frecuencia hasta dar lugar a una adaptación, base del cambio evolutivo. 3. El cambio evolutivo es gradual y lento, debido a la acción de la selección natural a lo largo de las generaciones en el seno de una población. El Neodarwinismo
    56. 56. El caso de la mariposa del abedul (Biston betularia). Revolución Industrial (Manchester, 1850) Es de color blanco y vive sobre el tronco de los abedules, que suele estar cubierto de líquenes blancos. Así, pasa inadvertida ante sus depredadores: los pájaros. Las que tienen una mutación que les hace ser oscuras son presas fáciles. Éstas son minoritarias.
    57. 57. Hacia 1850, en plena Revolución Industrial, la contaminación atmosférica mató a muchos líquenes  los troncos de abedules ya no tenían líquenes y mostraban su color oscuro… Las mariposas blancas dejaron de pasar inadvertidas y fueron presa fácil de los pájaros… Tan sólo las mutantes oscuras pasaban inadvertidas en el nuevo ambiente y se reproducían… Al cabo de 50 años, el 99% de la población era oscura…
    58. 58. … Un siglo más tarde, la calidad ambiental mejoró y la contaminación desapareció de la zona… Los líquenes volvieron a aparecer sobre los abedules… y la situación volvió a cambiar… …… DeDe nuevo lasnuevo las mariposasmariposas blancasblancas vuelven avuelven a serser mayoría!!mayoría!!
    59. 59. Se puede aumentar la frecuencia de mutaciones sometiendo a los organismos a una gran concentración o intensidad de agentes mutagénicos. Las mutaciones obtenidas son fruto del azar. Después el investigador selecciona las mutaciones favorables a los fines que se proponía con la experimentación: - Con la mosca del vinagre y con ratones se ha profundizado en el funcionamiento de los genes. - Con bacterias y levaduras se ha estudiado mejor el metabolismo. - Con bacterias y virus se han obtenido nuevas vacunas. - Con plantas se han obtenido variedades más productivas. Estas técnicas están siendo superadas en resultados con las manipulaciones genéticas que usan genes ya conocidos. Mutaciones experimentales
    60. 60. 8. Mutaciones experimentales Diversos mutantes de Drosophila melanogaster: ssa – antenas transformadas en patas Cy – alas rizadas vg – alas vestigiales B – ojos barrados Obtención de bacterias mutantes dependientes de nutrientes
    61. 61. 8. Mutaciones experimentales Cultivos de plantas “in vitro”. Ratones mutados.
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