Les mutacions

Explica què és una mutació i quan solen aparèixer (errors en copiar l'ADN o acció d'agents externs).

Distingueix entre una mutació que té lloc en una cèl·lula somàtica (per exemple, de la pell) i una altra que té lloc en una cèl·lula germinal: quina d'elles es pot transmetre a la descendència?

Les mutacions gèniques poden ser substitucions (canviar una base per una altra), insercions (afegir una base) o delecions (perdre una base). Il·lustra els tres tipus canviant la paraula PALO i explica cadascun.

Raona per què inserir o perdre una base sol ser més greu per a la proteïna que canviar una base per una altra, utilitzant la frase de paraules de tres lletres «EVA VIO UNA OCA» com a model del marc de lectura dels codons.

En un laboratori s'analitzen dues variants mutants d'un gen que codifica un enzim essencial de 320 aminoàcids. En l'ARNm, la seqüència normal que codifica els aminoàcids 10, 11 i 12 és 5'-AUG GCU UUA-3' (metionina-alanina-leucina):

• Variant 1: pateix la deleció d'un únic nucleòtid (la C del codó GCU).

• Variant 2: pateix la deleció del triplet GCU complet (es perden tres nucleòtids alhora).

1. a) Sabent que en la Variant 1 el nou codó que es forma en unir-se els nucleòtids contigus és GUU (valina), explica què significa que s'ha alterat la pauta de lectura (frameshift) i com afectarà això a la seqüència d'aminoàcids des d'aquest punt fins al final de la proteïna.
2. b) Justifica quina de les dues variants té més probabilitat de conservar part de l'activitat funcional de l'enzim i quina donarà lloc gairebé amb total seguretat a una proteïna afuncional o truncada prematurament.

A més de les mutacions que canvien una base, hi ha mutacions cromosòmiques que afecten fragments de cromosoma o cromosomes sencers. Explica la diferència utilitzant el símil d'un llibre: canviar una lletra enfront de perdre o duplicar una pàgina.

La síndrome de Down es deu a la presència de tres còpies del cromosoma 21 en lloc de dues (trisomia 21). Explica per què no és una mutació d'un gen concret, sinó un canvi en el nombre de cromosomes, i en quin moment de la formació dels gàmetes es pot originar.

Cita tres agents mutàgens, físics o químics, i explica breument com actuen sobre l'ADN.

Explica quina relació hi ha entre l'acumulació de mutacions en gens que controlen el cicle cel·lular i l'aparició del càncer.

Un pacient a qui s'ha extirpat amb èxit un melanoma a l'esquena planteja dos dubtes a la consulta mèdica:

1. «Em preocupa haver transmès aquesta mutació al meu fill acabat de néixer».

2. «Com que ja m'han tret el tumor i la meva pell està morena i colrada, ara soc immune i ja no em cal posar-me crema protectora solar».

Rebat de manera fonamentada totes dues afirmacions:

1. a) Justifica per què el seu fill no heretarà aquest melanoma, diferenciant entre mutacions en cèl·lules somàtiques i en cèl·lules germinals.
2. b) Explica per què és biològicament fals que la pell s'«immunitzi» enfront del càncer, detallant la relació entre radiació ultraviolada acumulada, mutacions en protooncògens o gens supressors de tumors i el descontrol del cicle cel·lular.

Es diu que les mutacions són «la matèria primera de l'evolució». Raona per què sense mutacions no hi hauria variabilitat genètica nova sobre la qual actuar.

Observa l'esquema que il·lustra el canvi genètic i cel·lular en l'anèmia falciforme. Imagina que en un cribratge genètic s'identifiquen dues persones amb mutacions en aquest mateix codó (GAA):

• Persona A: pateix una mutació puntual silenciosa en què GAA passa a GAG (que també codifica àcid glutàmic).

• Persona B: pateix la deleció de la primera base (es perd la G), alterant la pauta de lectura.

1. a) Prediu raonadament el fenotip de la persona A a escala cel·lular, explicant quina característica del codi genètic evita que desenvolupi anèmia falciforme.
2. b) Compara l'impacte cel·lular i funcional esperable en la persona B respecte al cas d'anèmia falciforme mostrat a l'esquema. Justifica per què una deleció d'un únic nucleòtid sol ser biològicament més destructiva per a la proteïna que la substitució puntual representada.