LES MUTACIONS

1. SÓN CANVIS O ALTERACIONS DEL MATRIAL GENÈTIC( ADN/ARN) PRODUÏTS A L’ATZAR PODEN SIGNIFICAR DEFICIÈNCIES PERÒ ALGUNES SÓN LETALS COMPORTEN UN ASPECTE POSITIU PER A L’ESPÈCIE...PERMETEN L’EVOLUCIÓ PER SELECCIÓ NATURAL http://berosus.org/naturals/Activitats/genetica/genmol/mutacion.swf LES MUTACIONS

2. TIPUS DE MUTACIONS SOMÀTIQUES: ÉS PRODUEIXEN EN LES CÈL.LULES SOMÀTIQUES.( Afecta els teixits d’un individu) GERMINALS: EN LES CÈL.LULES REPRODUCTORES ( Afecta al nou individu generat per les cèl.lules sexuals) NATURALS: APAREIXEN ESPONTÀNIAMENT( Taxa en humans és 1 gen/50.000gens….per cada generaciò un gen mutat) INDUÏDES: SÓN PRODUÏDES PER AGENTS MUTÀGENS CÀRREGA GENÈTICA D’EFECTES NEGATIUS: conjunt de gens mutats, que en les societats més desenvolupades va augmentant de generació en generació

3. TIPUS DE MUTACIONS • Depenent de l’extensió del material genètic afectat: • GÈNIQUES: Canvi en la seqüència de nucleòtids d’un gen • CROMOSÒMIQUES: Canvis de la seqüència dels gens en un cromosoma • GENÒMIQUES: Canvi en el nombre de cromosomes

4. MUTACIONS GÈNIQUES • S’ANOMENEN PUNTUALS I PODEM CLASSIFICAR-LES EN 2 GRANS GRUPS: • Mutacions per substitució de bases • Mutacions per pèrdua o inserció de nucleòtids

5. Mutacions per substitució de bases • Són canvis d’una base per una altra i podem diferenciar:

6. Mutacions per pèrdua o inserció de nucleòtids • Aquestes mutacions són degudes a la incorporació (adicions) o pèrdua (delecions) d'un parell o més de bases nitrogenades. Com el missatge genètic es tradueix per tripletes, aquests canvis provoquen un corriment en l'ordre de lectura i , per tant, alterar un gran nombre dels aminoàcids que formen la proteïna. Les seues conseqüències són greus. • Representen el 80% de mutacions espontànies

7. Causes de les mutacions gèniques • Les causes són tres: • Errors de lectura: deguts a canvis teutomèrics i canvis de fase • Lesions fortuïtes: despurinització, desaminació o formació de dímers de timina • Transposicions: transposons

8. Canvis tautomèrics La forma tautomèrica de la G és complementària de la timina Canvis de fase Lliscaments del filament que es forma sobre el filament motlle, queden bucles Errors de lectura

9. Lesions fortuïtes • Despurinització: Pèrdues de purines per ruptura de l’enllaç entre aquestes i la desoxiribosa (5000-10000/dia/cèl.lula) • Desaminació: Pèrdua del grup amino a les bases nitrogenades ( 100 per genoma/dia) • Dìmers de timina: Enllaç entre dues T contigües ( radiació ultraviolada) • http://51967725.es.strato-hosting.eu/mod/resource/view.php?id=3492

10. Transposicions • Els transposons són seqüències de DNA que poden migrar a diferents posicions del genoma d’una cèl·lula, transportant així material genètic entre loci cromosòmics, procés que s’anomena transposició. En aquest procés, es poden produir mutacions i canvis en la quantitat de DNA genòmic. Hi ha una gran varietat d’elements genètics mòbils i es poden agrupar en base al seu mecanisme de transposició.

11. CON ESCISSIÓ O NO DE L’ADN TRANSICIÓ REPARACIÓ Substitució de bases TRANSVERSIÓ MUTACIONS GÈNIQUES Modificació del número CAUSES INSERCIÓ LESSIONS FORTUÏTES:despurinació, dímers de T ERRORS DURANT LA REPLICACIÓ DELECIONS TRANSPOSICIONS Els efectes de les substitucions de bases poden ser: -canvi de sentit: nou aa -sense sentit: codó STOP -mutacions silencioses La modificació en el número provoquen canvis en el marc de lectura

12. MUTACIONS CROMOSÒMIQUES • Són l'alteració de la seqüència dels gens dins d'un cromosoma. Moltes d'elles són observables al microscopi, ja que poden ser localitzades mitjançant la tècnica de bandeig cromosòmic. N'hi ha diferents tipus:

13. deleccions duplicacions Mutacions cromosòmiques inversions translocacions Delecció en cromosoma 5 Síndrome de cri du chat

14. Inversions • Inversió. És el canvi de sentit d'un fragment en el cromosoma

15. Delecció • És la pèdua d' un segment d' un cromosoma.

16. Duplicació • És la repetició d'un segment d'un cromosoma.

17. Translocació • És el canvi de posició d'un segment d'un cromosoma. Quan es produeix per intercanvi de segments entre dos cromosomes no homòlegs, que és el més freqüent, s'anomena translocació recíproca

18. MUTACIONS GENÒMIQUES • Són les alteracions en el nombre de cromosomes propi d'un espècie : • Aneuploïdia. És l'alteració en el nombre normal d'exemplars d'un o més tipus de cromosomes, sense arribar a afectar el joc complet • Euploïdia. És l'alteració en el nombre normal de dotacions haploides ( jocs de cromosomes ) d'un individu

19. LES ANEUPLOÏDIES MÉS IMPORTANTS EN L’ESPÈCIE HUMANA I ELS SEUS EFECTES

20. LES ANEUPLOÏDIES MÉS IMPORTANTS EN L’ESPÈCIE HUMANA I ELS SEUS EFECTES

21. 1) Reparació amb escissió de l’ADN Aquest procés s'inicia amb una endonucleasa, que detecta l'error i produeix dos talls als dos costats de l'error. Després actua un enzim exonucleasa, que elimina tots els nucleòtids del segment tallat. A continuació, l'ADN-polimerasa sintetitza el segment de forma correcta. Finalment una ADN-ligasa uneix l'extrem final. En el cas d'un error per mal aparellament, per exemple, l'aparellament G = T, el sistema distingeix si l'errònia és la G o la T 1) Reparació sense escissió de l'ADN. Hi ha mecanismes directes de reversió de les lesions. Per exemple, el cas dels enzims fotoreactius, uns enzims que s'activen amb la llum i que són capaços de trencar els enllaços entre dues pirimidines contigües eliminant els dímers de timina. Així doncs, lallum produeix la reparació de la lesió que ella va originar. REPARACIÓ ADN

22. 2) Sistema SOS • Si per l'acció prolongada d'un agent mutagen important es produeix un nombre elevat de faltes o alteracions de bases nitrogenades en el filament patró, pot ser que s'iniciï la duplicació de l'ADN sense que els mecanismes hagin acabat d'arreglar-les. Com que l'ADN-polimerasa tan sols reconeix A, T, C i G, la duplicació quedaria paralitzada. • Per evitar-ho, hi ha un sistema enzimàtic, anomenat enzims correctors del sistema SOS, que elimina aquest bloqueig però a costa d'introduir una base complementària a l'atzar i per això molt probablement errònia. S'evita el bloqueig de la replicació, però s'originen cèl·lules filles amb moltes mutacions. Així doncs, el sistema SOS permet que les alteracions que originen aquests agents mutàgens al final donin cèl·lules amb mutacions.

23. QUÈ ÉS EL CÀNCER? • CONJUNT DE MALALTIES GENÈTIQUES CAUSADES PER ACUMULACIONS DE MUTACIONS QUE PODEN AFECTAR: LA REPARACIÓ DE L’ADN LA DIVISIÓ CEL.LULAR LA DIFERENCIACIÓ I LES UNIONS CÈL.LULA-CÈL.LULA

24. Normalment les cèl·lules creixen i es divideixen per formar noves cèl·lules que el cos necessita. Quan envelleixen i moren són reemplaçades per les noves. A vegades aquest cicle es pot alterar: les cèl·lules no moren quan ho haurien de fer i alhora en van creant de noves, de manera que el cos disposa d’un excés de cèl·lules que no necessita. Aquestes cèl·lules poden formar una massa o un teixit que es denomina tumor. EL CÀNCER

25. ELS TUMORS • Els tumors poden ser benignes o malignes: • Tumors benignes: no són càncer. Les seves cèl·lules no envaeixen altres parts del cos, generalment es poden treure i no solen tornar a aparèixer. • Tumors malignes: sí que són càncer. Les cèl·lules d’aquests tumors poden envair teixits propers o bé disseminar-se per altres parts del cos. El fet de disseminar-se des d’una part del cos a una altra s’anomena metàstasi.

26. TIPUS DE CÀNCER • Sota el nom del càncer s’engloben més de cent tipus diferents de càncer. Les principals categories són les següents: • Carcinoma: el càncer s’inicia a la pell o als teixits que envolten els òrgans interns. • Sarcoma: el càncer comença en els ossos, els cartílags, el greix, els músculs, els vasos sanguinis o en altres teixits connectius o de suport. • Leucèmia: s’inicia en el teixit formador de les cèl·lules sanguínies, com és la medul·la òssia, on es generen cèl·lules anormals que entren a la sang. • Limfoma i mieloma: aquests càncers s’inicien en els cèl·lules del sistema immunitari (de les defenses). • Neuroblastomes: el càncer comença en els teixits del cervell i la medul·la espinal.

27. Una de les característiques del càncer és que són clons, és a dir, que es desenvolupen a partir d’una única cèl·lula que comença a proliferar de manera descontrolada. Generalment la cèl·lula inicial no té totes les característiques d’una cèl·lula cancerosa. Per això el desenvolupament del càncer és un procés amb moltes etapes, en les quals les cèl·lules van acumulant alteracions que poden augmentar la seva capacitat de proliferació, supervivència, invasió i metàstasi. L’inici del tumor es deu a l’alteració genètica que provoca la proliferació anormal d’una cèl.lula que provoca un clon de cèl·lules anormals. La progressió del tumor es produeix a mesura que es generen noves mutacions en les cèl·lules del tumor. Aquest fenomen està afavorit pel fet que les cèl.lules que proliferen ràpidament tendeixen a la inestabilitat genètica. Si les mutacions fossin favorables per a la cèl·lula i suposessin algun avantatge selectiu, aleshores els seus descendents dominarien en la població. Aquest procés s’anomena selecció clonal. Durant el desenvolupament del tumor la selecció clonal és un procés continu, tot i que de velocitat variable, per la qual cosa les cèl·lules tumoral tendeixen a créixer cada vegada més de pressa i a adquirir característiques de malignitat o canceroses.

28. Alteracions genètiques i desenvolupament del càncer • La causa principal del desenvolupament del càncer és la desregulació de la divisió cel.lular. • Els mecanismes que regulen aquest procés depenen (com ja s’ha estudiat) de factors • estimuladors i inhibidors. • Els gens que codifiquen els senyals estimuladors s’anomenen protooncogens, mentre que els que codifiquen els senyals inhibidors s’anomenen gens supressors de tumors. Les alteracions de qualsevol d’aquests gens poden afavorir el desenvolupament del càncer. • Els gens estimuladors es poden tornar hiperactius o es poden activar en moments inadequats. • Els gens estimuladors alterats s’anomenen oncogens. El primer oncogen humà que es va identificar fou el gen ras, que està implicat en el 50% dels càncers de còlon i en el 25% dels de pulmó. Les mutacions en els gens estimuladors són dominants, perquè la mutació en una de les còpies és suficient per a produir l’estimulació. • El creixement cèl.lular també pot estimular-se quan s’inactiven gens supressors. Les mutacions que es produeixen en els gens supressors són generalment recessives. El primer gen supressor de tumors que es va identificar fou Rb, que apareix alterat en un tumor d’ulls infantils, el retinoblastoma. El següent identificat for el p53, que es troba inactivat en càncers humans, inclouent-hi leucèmies, sarcomes, tumors cerebrals, etc. • A més de mutacions en els protooncogens i en els gens supressors de tumors, les cèl.lules canceroses solen presentar altres alteracions com ara: canvis en el nombre i l’estructura dels cromosomes, mutacions en els gens que codifiquen components del sistema de reparació de l’ADN, activació inadequada de la telomerasa, canvis en els patrons de la metilació de l’ADN, etc

29. Causes del càncer • Hi ha molts factors que influeixen en el desenvolupament del càncer, com: • La constitució genètica. Tot i que el càncer no és una malaltia hereditària, hi ha determinades • mutacions de incrementen la probabilitat que l’individu desenvolupi un càncer. Aquests gens • estan relacionats amb gens que codifiquen proteïnes supressores de túmors o proteïnes • relacionades amb la reparació de l’ADN. • Es calcula que en entre el 5% i el 10% dels càncers tenen component hereditari, per exemple • el càncer de mama o de colon són més freqüents en famílies amb antecedents. • Les condicions ambientals, entre les quals s’inclouen l’estil de vida i l’exposició a productes • químics i radiacions. Pel que fa a l’estil de vida s’ha demostrar que la dieta rica en greixos, • l’obesitat i la manca d’exercici, entre d’altres, són factors que augmenten l’aparició de càncer. • Per altra part el tabac, l’exposició excessiva als raig solars, etc són factors afavoridors del • càncer. • Les infeccions de certs virus. Els virus són els agents responsables d’aproximadament el 15% • de tots els càncers humans. Això és degut al fet que produeixen alteracions en el control de la • divisió cel·lular i indueixen així la proliferació de cèl·lules. Entre els virus associats a càncers • humans podem esmentar el virus d’Epstein-Barr (limfoma de Burkitt), el virus de l’hepatitis B • (càncer de fetge), el papil.lomavirus (càncer de coll d’úter) o el citomegalovirus (sarcoma de • Kaposi).