BIOLOGIA:MUTACIÓN Y SUS FACTORES QUE LA CAUSAN

INTRODUCCIÓN

La mutación en genética y biología, es una alteración o cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características, que se presenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. La unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN.

 En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuando afectan a las células reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudiciales, a largo plazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia.

Sin mutación no habría cambio y sin cambio la vida no podría evolucionar.
Las mutaciones Se pueden deber a la radiación, en cuyo caso se denomina Cancer,o puede deberse a un defecto genetico,como el caso del albinismo

  

1. CONCEPTO DE MUTACION.

TIPOS DE MUTACIONES

Una mutación es cualquier cambio que se produce en el genotipo de unindividuo. Se refiere, por tanto, a cualquier cambio que se produzca en el material

hereditario del individuo que en la inmensa mayoría de los seres vivos es ADN.

Según la hipótesis de colinearidad de Crick, una secuencia concreta denucleótidos del ADN se corresponde con una secuencia específica de aminoácido enla cadena poli peptídica que se forma puesto que según el código genético a cada. Triplete de bases le corresponde un aminoácido determinado. Por tanto, cualquiercambio que altere la secuencia de bases de un fragmento de ADN podrá producir uncambio en la secuencia de aminoácido de una cadena poli peptídica y por tanto, podráoriginarse una proteína diferente que puede dar origen a un fenotipo distinto en elindividuo que porta la mutación. El nuevo fenotipo aparecido, en general es menosfavorable para el individuo que el fenotipo original, aunque no siempre es así.Casi todas las mutaciones son perjudiciales para el individuo que las porta.

Muchas veces provoca la no viabilidad del zigoto que la porta y otras veces suelenproducir enfermedades o malformaciones (mutaciones letales, subletales y patógenas). Algunas mutaciones son neutras porque en el instante en el que seproducen, no p

roporcionan al individuo que las porta ningún perjuicio ni beneficio.

Estas mutaciones que se van acumulando sin tener una presión selectiva, si en unmomento concreto cambian las condiciones ambientales, pueden favorecer alindividuo que las porta y perjudicarle, según sea la presión selectiva frente a lasnuevas condiciones. Finalmente, hay muy pocas mutaciones favorables, porque lonormal es que cada especie está bien adaptada al medio en el que vive y por tanto esdifícil que una mutación confiera una ventaja que proporcione una mayor capacidadde supervivencia al individuo. Pero en cualquier caso, a nivel de una población, la mutación es un proceso muy importante porque permite introducir variabilidadgenética en las poblaciones. La selección natural podrá actuar de forma distinta sobrelas distintas combinaciones genéticas lo cual es el mecanismo fundamental de laevolución.

Las mutaciones pueden afectar a las células somáticas (mutacionessomáticas) o a las células germinales (mutaciones germinales). En el primer caso,la mutación no suele tener repercusiones para el individuo a no ser que tal mutaciónprovoque la transformación de la célula en cancerosa. Si este no es el caso, puedeocurrir que la célula mutada no sea viable y entonces será sustituida por otra normal obien si es viable, al dividirse por mitosis dará lugar a un clon de células mutadas sinmás complicaciones. Las mutaciones germinales sí son trascendentales ya que sonheredables y todas las células del nuevo organismo tendrán la misma informaciónque la célula zigoto.

Las mutaciones pueden producirse de forma espontánea (mutacionesespontáneas o naturales) o pueden ser provocadas por diversos agentes físicos,químicos o biológicos a los que genéricamente se les llama agentes mutágenos o muta génicos. En este caso se habla de mutaciones inducidas en el ser humano, la tasa de mutación espontánea es de un gen mutado por  cada 100.000 genes lo que resulta por término medio un gen mutado por cadagameto que se forma. Puesto que en la formación del zigoto intervienen dos gametos,deducimos que en cada generación se incorporan dos genes mutados por individuo ypor tanto, millones de genes mutados si se considera la población mundial. Esto es loque se denomina carga genética de efectos negativos. En las poblaciones de seresvivos "silvestres" las mutaciones que producen efectos negativos en los individuos,tienden a desparecer con el paso de las generaciones, pero debido a la protecciónsanitaria y social, en el ser humano la carga genética de efectos negativos va  aumentando generación tras generación.

Las mutaciones pueden producirse a varios niveles:

1.- Mutaciones a nivel molecular, llamadas mutaciones génicas. Son loscambios que se producen en la molécula de ADN y por tanto afectan a una ovarias bases nitrogenadas.

2.- Mutaciones a nivel cromosómico, son llamadas mutacionescromosómicas o estructurales,Son aquellas que afectan a la estructura de los cromosomas, observables a microscopio.

3.- Mutaciones a nivel genómico, llamadas mutaciones genómicas, onuméricas o cariotípicas. Son las que afectan a la dotación cromosómica delindividuo, es decir que aparecen cromosomas de más o de menos o inclusoque aparece un número de series haploides distinto del normal.

Aunque las mutaciones espontáneas son muy frecuentes, su manifestación externaes mucho menor debido a varias razones:

a) En muchas ocasiones, los mecanismos de reparación del ADN actúanadecuadamente y eliminan la mutación.

b) A veces, la alteración de la secuencia de bases nitrogenadas no afecta a lasecuencia de la proteína codificada. Suele ocurrir esto cuando el cambioafecta a la tercera base de una codon gracias a la propiedad de degeneracióndel código genético.

c) Muchas veces, queda alterada la secuencia de la proteína, pero noafecta a su funcionalidad porque se trata de  que no intervienen en laestabilización de la estructura secundaria, terciaria o cuaternaria de la proteína

d) Algunas veces se producen mutaciones inversas, que vuelve a un genmutado en su forma silvestre anterior a la mutación.

e) Los genes mutados, en muchas ocasiones, son recesivos frente al gen no mutado o silvestre. Por ello sólo se manifiestan cuando se encuentran enhomocigosis.

f) Las mutaciones sólo se manifiestan en las células hijas de la que hapadecido la mutación. Por ello, si la célula es somática y no germinal, sólo elgrupo de células hijas manifestará la mutación.

 CAUSAS DE LAS MUTACIONES

En 1929 el biólogo estadounidense Hermann Joseph Muller observó que la tasa de mutaciones aumentaba mucho con los rayos X. Más tarde, se vio que otras formas de radiación, así como las temperaturas elevadas y varios compuestos químicos, podían inducir mutaciones con frecuencia las mutaciones resultan en la esterilidad o en la carencia de desarrollo normal de un organismo.
Si las mutaciones ocurren en los gametos humanos, pueden causar defectos de nacimiento. Si ocurren en las células somáticas, pueden desencadenar un cáncer. La tasa también se incrementa por la presencia de alelos específicos de ciertos genes, conocidos como genes mutadores, algunos de los cuales parece ser que producen defectos en los mecanismos responsables de la fidelidad de la replicación de ADN.

SÍNDROME	TIPO DE MUTACIÓN	Características y síntomas de la mutación
Síndrome de Down	Trisomía 21	Retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa, crecimiento retardado
Síndrome de Edwars	Trisomía 18	Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña, mentón huido, lesiones cardiacas.
Síndrome de Patau	Trisomía 13 ó 15	Labio leporino, lesiones cardiacas, polidactilia.
Síndrome de Klinefelter	44 autosomas + XXY	Escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide.
Síndrome del duplo Y	44 autosomas + XYY	Elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial.
Síndrome de Turner	44 autosomas + X	Aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo.
Síndrome de Triple X	44 autosomas + XXX	Infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales externos.

  

MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES

Una mutación génica es aquella que afecta a la composición química de ungen, es decir que se produce una alteración en la secuencia de nucleótidos del ADNque constituye ese gen. Las mutaciones génicas pueden ser de varios tipos:

SUSTITUCIÓN DE BASES:

Se cambia una base por otra en el sistema de replicación. Las enzimas alcopiar sobre el ADN molde, cometen un error y colocan una base equivocada. Lasmutaciones génicas por sustitución de bases suelen clasificarse en dos grupos:

transiciones, cuando se cambia una base púrica por otra base púrica o unapirimidínica por otra pirimidínica; y las transversiones en las que se sustituye unapúrica por una pirimidínica o viceversa.

Las sustituciones provocan la alteración de un sólo triplete, no suelenser perjudiciales a no ser que se forme un codon sin sentido o afecte a el centro activo de la proteína. Ejemplo de sustitución es la que origina la anemiafalciforme.

ADICIÓN O INSERCIÓN DE BASES:

Se produce la inserción de un nucleótido. Enfermedades debidas a este tipo demutaciones son la fenilcetonuria, alcaptonuria, tirosinosis, cretinismo y albinismo,todas ellas relacionadas con el metabolismo de la tirosina. (Transparencia)

DELECIÓN O PÉRDIDA DE:

Se suprime una base. Las mutaciones de adición y deleción son más gravesque las sustituciones porque todos los tripletes de bases estarán cambiados a partirdel punto en el que se ha producido la mutación y por tanto el mensaje codificadoserá totalmente distinto.

Las mutaciones por pérdida o adición suelen producirse por unemparejamiento anómalo durante la replicación entre la hebra molde y la que se estásintetizando. A este fenómeno se le llama cambio de fase. Se trata de undeslizamiento de la hebra que se está formando sobre la hebra molde de forma quese originan bucles al volverse a emparejar. El crecimiento continua y la mutación semanifiesta en la siguiente replicación.

Las secuencias repetidas suelen provocar cambios de fase y con ello adicioneso deleciones. Estas secuencias repetidas se suelen conocer con el nombre de"puntos calientes" por ser lugares mucho más mutables que otros.

TRANSPOSICION O TRANSLOCACION DE BASES:

Un segmento del ADN cambia de lugar. Es decir, se rompe un fragmento demolécula y se une después, pero en otro lugar. El desplazamiento de secuencias dela cadena nucleotídica provoca la aparición de nuevos tripletes lo que modificará elmensaje genético.

SISTEMAS DE REPARACIÓN DE LAS MUTACIONES GÉNICAS.

Las células cuentan con diversos mecanismos para reparar las alteracionesocasionadas en su ADN por mutación. Los procesos más importantes mediante loscuales se reparan los errores de replicación son:

a) ADN-polimerasa posee una función exonucleasa o correctora de erroresque reduce el número de equivocaciones. Consiste en que cada vez queañade un nuevo nucleótido, puede reconocer si el anterior está correctamentepuesto o no. En caso de haber equivocación, puede retirarlo y poner elcorrecto.

b) Reparación con rotura de un fragmento de ADN. Son llevados a cabo porvarias enzimas con función endonucleasa pueden ir leyendo sobre el ADNmolde y la cadena recién formada. Pueden detectar errores y en tal casoproducen dos cortes a ambos lados del error. Posteriormente, actúa unaenzima exonucleasa que elimina todos los nucleótidos del segmento cortado.

A continuación la ADN polimerasa II sintetiza el segmento correcto y finalmenteuna ADN ligasa une el segmento a la hebra de ADN que se ha formado.

c) Enzimas fotorreactivas. Debido a la acción de ciertos agentes mutágenos,por ejemplo la luz ultravioleta, se forman dímeros de timina, es decir se creanenlaces entre dos nucleótidos de timina consecutivos. Las enzimasfotorreactivas (por ejemplo la ADN-fotoliasa) se unen al lugar dañado en laoscuridad y cuando la célula recibe la luz y son capaces de romper los enlaces de los dímeros.

MUTACIONES CROMOSÓMICAS O ESTRUCTURALES

Son aquellas en las que el cambio del genotipo afecta a algún segmentocromosómico que incluya más de un gen. Son por tanto, cambios en la disposición delos genes de los cromosomas, a veces con pérdida, otras con ganancia y otras sinvariación en el contenido total de información genética, pero sí en el orden de los loci.

La mayoría de estas mutaciones son observables a microscopio gracias a latécnica del bandeado. Según esta técnica cada cromosoma está formado por unasucesión de bandas claras y oscuras. Cuando se observa que se ha cambiado oañadido o falta alguna banda se puede deducir que ha ocurrido una mutación cromosómica.

Las mutaciones cormosómicas se originan por la rotura espontánea de loscromosomas. Este fenómeno a veces se incrementa por las condiciones ambientaleso por agentes mutágenos. Pueden ser de varios tipos:

* DELECIONES: consisten en la pérdida de un segmento cromosómico y portanto la pérdida de la parte de información genética contenida en él.Normalmente si la deleción es grande se pierden muchos genes y tieneconsecuencias patológicas o incluso letales para el individuo que la sufre. En laespecie humana se conocen varias deleciones, por ejemplo la enfermedadllamada grito de gato, se debe a una deleción que afecta al brazo corto del

cromosoma 5. Acarrea deficiencia mental y múltiples malformaciones; se llamaasí porque los niños que lo padecen tienen un llanto débil y quejumbroso que  recuerda el maullido de un gato.

El cáncer de retina (retinoblastoma) se debe a una deleción del brazo largodel cromosoma 13.

* DUPLICACIONES, consisten en la repetición de un segmento cromosómicode mayor o menor extensión. La réplica puede encontrarse en el mismocromosoma o en otro distinto. En la especie humana no se conocenmutaciones de este tipo, esto no quiere decir que no se produzcan sino másbien que los individuos afectados no llegan a nacer (abortos espontáneos).

Desde el punto de vista evolutivo, las duplicaciones son de extraordinariaimportancia porque permiten aumentar la cantidad de genes y posterioresmutaciones permitirían la aparición de nuevos genes y caracteres.

* INVERSIONES, suponen la ruptura del cromosoma por dos puntos y elcambio de sentido del fragmento dentro del propio cromosoma. No suelentener repercusiones negativas ni positivas para el individuo que la sufre puestoque no se pierde información genética, sólo cambia de orden. Pero sí puedeprovocar la aparición de mutaciones en los gametos formados por el individuo  portador.

TRANSLOCACIONES: Un segmento cromosómico cambia de posicióntrasladándose a otro lugar del mismo cromosoma, a su homólogo o a otrocromosoma cualquiera. Puede producirse a nivel de un solo cromosoma, esdecir, un fragmento de un cromosoma concreto pasa a ocupar otro lugar, perodentro del propio cromosoma. También puede producirse entre doscromosomas, homólogos o no homólogos, de manera que un segmento de uncromosoma pasa a situarse en otro diferente. Este tipo de translocaciones sellaman transposiciones.

Las translocaciones más frecuentes son las llamadas translocacionesrecíprocas en las que se intercambia un fragmento cromosómico entre doscromosomas homólogos o no homólogos. Este tipo de mutaciones no afectanal individuo que la porta, pero puede afectar gravemente a su descendencia.

MUTACIONES GENÓMICAS O NUMÉRICAS

Son las que provocan alteraciones en el número de cromosomas característicode la especie (cariotipo). Producen siempre alteraciones graves ya que cadacromosoma es portador de numerosos genes. Las más tolerables son las que afectana cromosomas de pequeño tamaño. Pueden ser de dos tipos:

EUPLOIDÍA

La mutación afecta al número de juegos cromosómicos completos, es decir alnúmero haploide de la especie. De esta manera se produce un aumento odisminución del número de juegos cromosómicos.

El aumento de juegos cromosómicos se llama poliploidía. La mayoría de losorganismos son diploides, tienen por tanto dos juegos de cromosomas, pero tambiénhay organismos que tienen 3 juegos completos (triploides) o 4 juegos (tetraploides), oen general n juegos o poliploides. En los animales hay algunos insectos que puedentener individuos triploides o tetraploides, pero donde esto es más frecuente es entrelos vegetales. Por ejemplo existen helechos que son poliploides y tienen hasta 250juegos de cromosomas.

En algunos casos se induce artificialmente la aparición de individuospoliploides, por ejemplo el centeno tetraploide presenta una semilla más grande queel centeno diploide por lo que comercialmente es más rentable. Para inducir este tipode mutaciones se emplea una sustancia llamada colchicina que impide la formacióndel huso acromático y así se forman gametos 2n que tras la fecundación darán lugar  a zigotos 4n.

La disminución del número de juegos cromosómicos se denomina haploidía.Son mutaciones prácticamente inexistentes entre los animales pues la posibilidad deque un animal haploide llegue adulto es mínima, pero pueden existir animales quepresenten determinados tejidos haploides. En vegetales la haploidía es más frecuenteaunque no tanto como la poliploidía.

Es conocido el caso de las abejas y avispas en las que los machos son  haploides pues proceden de óvulos sin fecundar.

ANEUPLOIDÍA

Son mutaciones que afectan al número de cromosomas de un individuo, perono a la serie completa de cromosomas, sino a cromosomas individuales, es decir queexisten cromosomas de más o de menos. Se conocen como nulisomías si falta lapareja de cromosomas homólogos, monosomías, con un sólo cromosoma,trisomías con tres cromosomas homólogos, tetrasomías (cuatro cromosomas

homólogos) y polisomías.

En el caso de la especie humana la aneuploidía más conocida es la trisomíadel cromosoma 21 que produce el Síndrome de Down. También se conoce, aunquees muy rara, la monosomía del cromosoma 23. Se denomina Síndrome de Turner ylos individuos afectados presentan un único cromosoma X. (mujeres X0, con retrasoen el crecimiento, infantilismo sexual y esterilidad). El Síndrome Klinefelter otrisomía del 23 XXX) Son hombres con genitales pequeños. Ausencia deespermatogénesis y retraso mental.

No se conocen casos en la especie humana de tetrasomías, pero se hacomprobado que muchos de los abortos espontáneos de 1 o 2 meses se debenprecisamente a la presencia de este tipo de mutación.

Las causas de las mutaciones genómicas pueden ser varias:

+ Fusión céntrica: consiste en la unión de dos cromosomas no homólogoscon pérdida del centrómero de uno de ellos. Algunos autores suponen que unproceso importante en la evolución humana fue la fusión de dos cromosomasde un primate antecesor, originándose así el par número de de su cariotipo. Laespecie humana tiene 23 pares de cromosomas, mientras que los primatesmás próximos en la evolución (chimpancés) tienen 24 pares de cromosomas.

+ Fisión céntrica: Se trata de la escisión de un cromosoma en dos.

+ No disyunción de los cromosomas en la meiosis. Durante la primeradivisión meiótica deben separarse los cromosomas homólogos y durante lasegunda se separan cromátidas. Un defecto en la separación de cromosomaso de cromátidas puede dar lugar a gametos con tres cromosomas de un tipo a  otros con ningún cromosoma.

AGENTES MUTÁGÉNICOS

Son factores físicos, químicos y biológicos que provocan mutaciones y aumentan latasa espontánea de mutación. Actúan dañando la composición o estructura del ADN.

AGENTES MUTAGÉNICOS FÍSICOS

Radiaciones ionizantes. Son radiaciones que tienen longitud de onda muycorta y son por tanto muy energéticas. Estas radiaciones son rayos X, rayosganma y la emisión de partículas alfa y beta que se producen en lasexplosiones nucleares. Las radiaciones provocan la pérdida de electrones enalgunos átomos del ADN que quedan en forma de iones muy reactivos.

Pueden provocar la rotura de los cromosomas favoreciendo la aparición demutaciones cromosómicas y también producir modificaciones en las bases queconlleva a la formación de mutaciones puntuales.

• Radiaciones no ionizantes. Son, fundamentalmente, las radiacionesultravioleta. No provocan ionización, pero los electrones pasan a nivelesorbitales superiores lo que provoca la aparición de mutaciones puntuales.

AGENTES MUTAGÉNICOS QUÍMICOS

Numerosas sustancias tienen acción mutágena: la mayoría de las drogascomo el LSD, la cafeína, la nicotina, el opio, la morfina, quinina y muchosedulcorantes. Según el tipo de sustancia que sea, pueden provocar distintos efectos:

• Modificaciones de las bases nitrogenadas por ejemplo, el ácido nitrosoprovoca la desaminación de las bases y el gas mostaza añade grupos metilo oetilo en las bases. Todo ello provoca produce mutaciones puntuales.

• Sustituciones de bases. Algunas sustancias se parecen a las bases yprovocan un emparejamiento erróneo durante la replicación al cambiar unabase por otra. (Por ejemplo el 5-bromouracilo puede incorporarse en vez detimina y la 2 aminopurina puede sustituir a la adenina).

• Intercalación de moléculas. Ciertas moléculas se intercalan en la cadenapolinucleotídica del ADN y provocan mutaciones por inserción o deleción. Sonpor ejemplo la acridina y la proflavina que son dos colorantes. Otra sustancia,

el benzopireno, que se encuentra en el humo del tabaco y en los alquitranes,provoca mutaciones al intercalarse entre las dos cadenas del ADN.

AGENTES MUTAGÉNICOS BIOLÓGICOS

Transposones. Son segmentos móviles de ADN que pueden cambiar deposición, trasladándose a otro lugar dentro del mismo u otro cromosoma.Pueden originar mutaciones cuando causan una activación o inactivacióngénica no deseada al insertarse en los genes estructurales o en losreguladores.

• Virus. Pueden producir cambios en la expresión de algunos genes. Se creeque los virus mutagénicos podrían realizar su acción al llevar en su genomafragmentos de ADN tomados de una célula previamente infectada que  incorporarían a la nueva célula parasitada.

MUTACIONES Y EVOLUCIÓN

Hemos dicho repetidas veces en este tema que la mayoría de las mutacionesproducen un efecto negativo en el individuo que la porta y por ello, al cabo de variasgeneraciones una mutación letal podría ser un serio peligro para la supervivencia dela especie. Sin embargo, el proceso de la mutación es un factor fundamental de laevolución, las mutaciones son imprescindibles para que se pueda producir laevolución.

Para entender esta aparente contradicción hay que tener en cuenta dos cosas:

a) La gran mayoría de las mutaciones son recesivas y por tanto sólo semanifiestan en homozigosis, en otras palabras, sólo causan efecto en estasituación.

b) Algunas mutaciones en principio perjudiciales o neutras, pueden resultarbeneficiosas cuando se produce una variación en las condiciones ambientales.Entonces, la selección natural cambia de dirección y se encarga de seleccionara los individuos más aptos a su ambiente, de manera que puede ocurrir que laselección natural vaya favoreciendo a los individuos mutados, mejor  adaptados, y por tanto estas mutaciones favorables se van transmitiendo yperpetuando progresivamente a través de las generaciones con lo que al cabode un tiempo la población habrá incorporado en su conjunto el gen mutado yestará más adaptada a su ambiente gracias a una mutación.

Un ejemplo muy claro de la importancia que tienen las mutaciones favorableses el que se da entre las bacterias frente a los antibióticos. Muchas veces hemos oído decir que es muy perjudicial tomarantibióticos sin una razón seria porque si despuéstenemos una enfermedad de importancia los medicamentos no tienen efecto.

Muchas bacterias son destruidos por antibióticos como la penicilina, laestreptomicina, etc. En estas bacterias con frecuencia se puede producir unamutación favorable de manera que la bacteria gracias a esa mutación es capaz deformar una proteína que proteja a la bacteria del antibiótico y así el antibiótico deja deafectarla. En esa población de bacterias la selección natural favorecerá a losindividuos mutantes, mejor adaptados, y por tanto al cabo de algunas generacionesesa población sólo habrá bacterias resistentes pues son las únicas que iráncontribuyendo a formar la generación siguiente y transmitirán a su descendencia elcarácter adquirido favorable. Por eso al cabo de algún tiempo ese antibiótico no haceefecto a las bacterias y por tanto perderá todas las propiedades curativas.Para que la selección natural pueda actuar en una población, deben existirdiferencias entre los distintos individuos que forman el grupo. Evidentemente, si todosfueran igual genéticamente la presión de la selección natural sería sobre todos ellosigual y no se produciría evolución. La importancia biológica de las mutaciones reside en que es un proceso que aumenta la diversidad genética.Ya Darwin en su teoría de la evolución postuló que existía una enormevariabilidad en la descendencia de una pareja de progenitores y que en este hechoresidía la posibilidad de que la selección natural pudiera actuar de distinta forma sobre cada uno de los descendientes. Darwin no pudo explicar cuál era la causa queproducía la variabilidad de los seres vivos.

Mediante la teoría sintética o neodarwinismo (Dobzhansky, Mayr, Simpson yHuxley) propuesta en 1940 por científicos de distintas especialidades se construyóuna moderna teoría de la evolución que explica la base de la variabilidad genética.

Hay diversos procesos que favorecen que haya diferencias genéticas entre losindividuos de unapoblación: la reproducción sexual, la recombinación y la mutación.Distintos tipos de organismos utilizan diferentes mecanismos para aumentar suvariabilidad genética. En el ejemplo anterior, referido a las bacterias hemos visto queel método que emplean para aumentar la diversidad es su alta capacidadreproductiva que favorece un gran aumento en la tasa de mutación. En losorganismos superiores, el proceso de reproducción es mucho más lento y hanrecurrido a otros mecanismos para aumentar la diversidad como la reproducciónsexual mediante la cual se crean nuevas combinaciones genéticas al unirse en cadanuevo individuo la mitad de genes maternos y la mitad paternos. Otro mecanismo esla recombinación genética que se produce entre cromosomas homólogos durante la   formación de los gametos. Es también una forma de producir nuevas combinacionesde genes (no se forman nuevos genes sino nuevas combinaciones de los genes yaexistentes).

La mutación, en cambio, se produce en todo tipo de ser vivo, tanto en los másprimitivos que tienen reproducción asexual, como en los más evolucionados. Ademáses realmente el único mecanismo mediante el cual se forman nuevos genes.La mutación es por tanto, la base de la variabilidad. Sin mutación no habríaevolución. A partir de un gen que sólo presenta la posibilidad A, mediante mutación.

puede formarse el gen a. Si bajo determinadas circunstancias, el nuevo gen a proporciona una ventaja al individuo que lo porta, la selección natural favorecerá sudesarrollo y reproducción y con el tiempo aumentará la frecuencia de dicho gen con locual la especie evolucionará. Si toda la población fuera invariablemente AA todos losindividuos tendrían la misma presión selectiva y su evolución no sería posible.

Algunas series alélicas se han originado mediante mutaciones a partir de unúnico gen primitivo y de esta forma han ido apareciendo nuevos fenotipos fomentandola diversidad intraespecífica.

MUTACIONES Y CÁNCER

El cáncer es una enfermedad causada por un proceso de división celular sincontrol de forma que algunas células se multiplican de forma rápida y desorganizadalo que conduce a la formación de una masa de células llamada tumor. Las célulastumorales no reaccionan positivamente a los mensajes químicos externos deregulación y se dividen indefinidamente (pueden incluso llegar a ser inmortales, comoel caso de las células HeLa, procedentes de un tumor de HenriettaLacks, muerta en1951, que continúan dividiéndose actualmente y se utilizan en la investigación delcáncer).

Algunas sellas del tumor primario pueden emigrar a través de la sangre o delsistema linfático a otros tejidos u órganos (metastasis) invadiéndoles y produciendotumores secundarios que también conducen a la destrucción del tejido.

La consecuencia final de este proceso cancerígeno es una proliferación tantremenda de células que consumen todos los nutrientes y dejan sin alimento a lascélulas sanas de los tejidos. Esto provoca la disminución o pérdida de la actividadde los tejidos hasta llegar al adelgazamiento extremo y, por último, la muerte delorganismo por consumición de todas las reservas. La masa de células crece y sereproduce consumiendo todos los nutrientes hasta destruir al organismo del queprocede.

Todavía no se conocen todos los factores y mecanismos que conducen aldesencadenamiento del cáncer, pero está fuera de toda duda la relación que existeentre la aparición de células cancerosas y las mutaciones. Ciertas sustancias oagentes mutagénicos provocan alteraciones del material genético que semanifiestan por el desencadenamiento de procesos cancerígenos. Pero no basta lamutación de un único gen para que se forme un cáncer. La enfermedad surgecuando a partir de una célula, se van acumulando mutaciones en sucesivasgeneraciones celulares a lo largo del tiempo.

Las células se transforman en cancerígenas cuando se producen mutaciones en dos tipos distintos de genes:

 PROTOONCOGENES. Se trata de genes que contienen la información parala síntesis de proteínas implicadas en la activación de la división celular. Lasmutaciones de los protoocogenes provoca su transformación en oncogenes.

Estos genes afectan al crecimiento y diferenciación celular porque produceno bien un exceso de proteínas activadoras normales o bien una forma deproteína mutada hiperactiva que estimula la división celular de formacontinua y sin control. Se han descubierto más de cien oncogenes en elhombre y unos 12 protooncogenes.

 GENES SUPRESORES DE TUMORES. Codifican proteínas inhibidoras de ladivisión celular. Lasmutaciones en estos genes provocan una estimulación un aumento del ritmo reproductor de las células.Para que las células cancerosas adquieran un transforma invasivo y puedanprovocar metástasis, se tienen que producir además nuevas transforma que con elpaso del tiempo se van acumulando en las células. Normalmente los sistemas dereparación de errores y otros sistemas de corrección evitan las alteraciones delADN. Pero al cabo de los años, nuestros genes se ven bombardeados por unaincesante legión de agentes mutágenos. Si finalmente las transforma afectan aproteínas encargadas de la corrección de errores, el número de transforma se vaacumulando y transmitiendo a la descendencia celular. Y con el tiempo puede  desencadenarse la transformación cancerosa.

CÓMO PROTEGER NUESTRO ADN

El tabaco, potenciado por el alcohol, y la dieta alimentaria son responsables de lasdos terceras partes de las muertes causadas por los distintos tipos de cáncer. Estosson los mejores consejos para proteger nuestro ADN y evitar las mutaciones:

 Evita el humo del tabaco. El humo del tabaco que tragan los fumadores es unpotente agente mutágeno, pero las dañinas nitrosaminas y benzopirenos seencuentran también en el humo que se expele, así que también los fumadorespasivos se ven afectados. Evita fumar y frecuentar los lugares cerrados y malventilados.

 Toma el sol con moderación y siempre con cremas que contengan filtrossolares. La radiación ultravioleta favorece la aparición de cánceres de piel. (Deahí la importancia de la capa de ozono)

 No abuses de las bebidas alcohólicas pues están implicadas en el desarrollo del cáncer de esófago, estómago e hígado, además de potenciar los efectosdel tabaco.

 Limita el consumo de productos ahumados. Contienen benzopirenos que sonpotentes cancerígenos. También se encuentran en las zonas quemadas o muytostadas de la carne, el pescado o el pan.

 Evita la utilización de aceites sometidos a sucesivas frituras. Contienen TrpI,Trp-II, IQ y MeIQx que son sustancia mutágenas.

 Consume una gran variedad de frutas y verduras, aportan sustancias  antioxidantes que eliminan los radicales libres y protegen al ADN de su acciónmutágena, también contienen oligoelementos y multitud de sustancias(flavonoides, licopenos, antocianidinas...) que activan los procesos dereparación del ADN.