Mutación y Recombinación

La mutación introduce nuevas variantes en una secuencia y la recombinación reorganiza las existentes, y juntas generan la variación genética de la que dependen la herencia y la evolución.

Definition

Una mutación es un cambio heredable en la secuencia de nucleótidos del ADN, y la recombinación es el intercambio o reordenamiento de segmentos de ADN entre moléculas, ambos alteran la información genética transmitida a los descendientes.

Scope

Este tema abarca las clases de mutación, incluyendo las sustituciones puntuales, las inserciones y deleciones, los cambios de marco de lectura y los reordenamientos cromosómicos, la distinción entre mutación espontánea e inducida, los mutágenos y la prueba de Ames, la naturaleza aleatoria de la mutación demostrada por el análisis de fluctuación, y la recombinación homóloga como mecanismo para el intercambio y la reparación del ADN. Trata el origen y el intercambio de variantes de secuencia; los patrones de su herencia y frecuencia en las poblaciones se cubren en otra parte.

Core questions

• ¿Cuáles son las principales clases de mutación y cómo afectan al producto de un gen?
• ¿Cómo difieren las mutaciones espontáneas e inducidas en origen y tasa?
• ¿Cómo demostró el análisis de fluctuación que las mutaciones surgen al azar en lugar de en respuesta a la selección?
• ¿Cómo intercambia material genético y repara roturas la recombinación homóloga?

Key concepts

• Mutaciones puntuales: sentido erróneo (missense), sin sentido (nonsense), silenciosas
• Inserciones, deleciones y cambios de marco de lectura
• Mutación espontánea versus inducida y mutágenos
• La prueba de fluctuación de Luria-Delbrück
• Recombinación homóloga y entrecruzamiento

Mechanisms

Las mutaciones surgen de errores de replicación, cambios químicos espontáneos como la desaminación, y daños por radiación o mutágenos químicos; la recombinación procede a través del alineamiento de secuencias homólogas, el intercambio de hebras y la resolución de las moléculas conjuntas resultantes, un proceso que también sirve para reparar las roturas de doble cadena.

Clinical relevance

La mutación subyace a las enfermedades hereditarias y a los cambios somáticos que impulsan el cáncer, las pruebas de mutagénesis informan la evaluación de los riesgos químicos y de radiación, y la recombinación se explota en la focalización génica y la edición del genoma basada en CRISPR a través de la reparación dirigida por homología.

History

Muller demostró en 1927 que los rayos X inducen mutaciones, la prueba de fluctuación de Luria y Delbrück de 1943 mostró que las mutaciones bacterianas surgen espontáneamente e independientemente de la selección, y el descubrimiento de McClintock de los elementos transponibles reveló que los genomas pueden reorganizarse a sí mismos.

Key figures

• Hermann Muller
• Salvador Luria
• Max Delbrück
• Barbara McClintock

Seminal works

• lutherbach1943

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre una mutación de sentido erróneo (missense) y una mutación sin sentido (nonsense)?

Una mutación de sentido erróneo cambia un codón para que especifique un aminoácido diferente, mientras que una mutación sin sentido cambia un codón a una señal de parada, truncando la proteína prematuramente.

¿Las mutaciones son siempre dañinas?

No. Muchas mutaciones son neutras y no tienen un efecto detectable, algunas son dañinas y unas pocas son beneficiosas; es esta variación, incluyendo el raro cambio ventajoso, la que proporciona la materia prima para la evolución.