Agentes Mutagénicos
Un agente mutágeno es todo factor capaz de aumentar la frecuencia de mutación natural. Existen diversos factores, tanto físicos como químicos y biológicos, capaces de actuar como agentes mutágenos. En realidad, actuarán como agentes mutágenos todos
aquellos agentes capaces de alterar el material genético y en particular, aquellos que
alteren la secuencia del ADN. No todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Hay "mutaciones espontáneas", llamadas así debido a errores en la reparación y la recombinación del ADN.
Junto con la toma de conciencia del peligro que representa la polución ambiental sobre la salud pública, en especial sus efectos cancerígenos, se ha incorporado la noción de agente mutágeno. En realidad, hace muchos años que los investigadores tratan de identificar agentes, o sustancias, capaces de aumentar la frecuencia de las mutaciones espontáneas, casi desde que se comenzó a trabajar en genética experimental.
Además de las radiaciones y los agentes químicos, debemos tener en cuenta aquellos virus capaces de generar mutagénesis por inserción.
Las radiaciones
Todas las radiaciones pueden ser agentes mutagénicos a condición de que tengan energía
suficiente para entrar en contacto con el ADN. Los rayos cósmicos que llegan del espacio,
formados por una mezcla de protones y de fotones de muy alta energía, son responsables
de muchas mutaciones de las que denominamos “espontáneas”. Tanto la luz ultravioleta
(UV) como las radiaciones ionizantes se han utilizado en estudios de mutagénesis en bacterias; aunque los mecanismos de mutagénesis son bastante diferentes para cada tipo de radiación. El mecanismo más importante de la acción de la luz UV es la formación de dímeros (timina-timina; timina-citosina; citosina-citosina) entre pirimidinas adyacentes, lo que incrementa enormemente la probabilidad de que durante la replicación, la polimerasa de ADN inserte un nucleótido incorrecto. En humanos, la enfermedad xeroderma pigmentosum es el resultado de un defecto en los sistemas de reparación de los daños por radiación UV.
Las radiaciones ionizantes son formas de radiación más potente, e incluyen rayos de longitud de onda corta, como los rayos X, rayos gamma y la emisión de partículas alfa y beta que se producen en las explosiones nucleares. Las radiaciones provocan la pérdida de electrones en algunos átomos del ADN que quedan en forma de iones muy reactivos.
Estas radiaciones también causan la ionización del agua y de otras sustancias; produciéndose indirectamente efectos mutagénicos debido a esta ionización. Entre los derivados químicos formados por la radiación ionizante se encuentran los radicales libres, siendo el más importante el radical hidroxilo (OH–). Los radicales libres reaccionan en la célula con macromoléculas, como el ADN, y las alteran produciendo rupturas que dan lugar a modificaciones cromosómicas. Al contrario que la radiación UV, la radiación ionizante penetra más fácilmente el vidrio y otros materiales. Por esta razón, las radiaciones ionizantes se usan con frecuencia para inducir mutaciones en animales de laboratorio, ya que su poder de penetración les permite alcanzar con facilidad las células germinales.
Los agentes químicos
Numerosas sustancias tienen acción mutágena: la mayoría de las drogas como el LSD, la cafeína, la nicotina, el opio, la morfina, quinina y muchos edulcorantes. Según su modo de acción pueden provocar distintos efectos, clasificándose en:
- Modificaciones de las bases nitrogenadas: por ejemplo, el ácido nitroso provoca la desaminación de las bases y el gas mostaza añade grupos metilo o etilo en las bases. Todo ello produce mutaciones puntuales.
- Sustituciones de bases: Algunas sustancias se parecen a las bases y provocan un emparejamiento erróneo durante la replicación al cambiar una base por otra. (Por ejemplo el 5-bromouracilo puede incorporarse en vez de timina y la 2 aminopurina puede sustituir a la adenina).
- Intercalación de moléculas: Ciertas moléculas se intercalan en la cadena polinucleotídica del ADN y provocan mutaciones por inserción o deleción. Son por 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 Biológicos
- Transposones: Son segmentos móviles de ADN que pueden cambiar de posición, trasladándose a otro lugar dentro del mismo u otro cromosoma. Pueden originar mutaciones cuando causan una activación o inactivación génica no deseada al insertarse en los genes estructurales o en los reguladores.
- Virus: Pueden producir cambios en la expresión de algunos genes. Se cree que los virus mutagénicos podrían realizar su acción al llevar en su genoma fragmentos de ADN tomados de una célula previamente infectada que incorporarían a la nueva célula parasitada.
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