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2° medio · Biología
La genética y la evolución · El material hereditario

Las mutaciones

Cada vez que una célula copia su ADN lo hace con una precisión asombrosa, pero no perfecta: de tanto en tanto se cuela un error. Esos errores, las mutaciones, casi siempre se reparan o pasan desapercibidos, a veces causan enfermedades como el cáncer de piel que provoca la radiación UV en el norte de Chile, y son la fuente última de la variabilidad sobre la que actúa la selección natural. ¿Por qué un mismo tipo de error puede ser un problema grave para una persona y una ventaja para una población? Lo vas a poder responder al final.

Qué es una mutación

Al secuenciar el ADN de dos bacterias idénticas nacidas del mismo cultivo en un laboratorio de una universidad chilena, se encuentra que, de cada mil millones de bases copiadas, una no coincide con el molde original. ¿Cómo surgen estos fallos y qué consecuencias tienen?

Diagrama de una mutación puntual por sustitución donde el triplete ATG pasa a ACG al reemplazarse timina por citosina. A T G secuencia original mutación A C G secuencia mutada (T→C)

Según su efecto sobre el organismo, las mutaciones pueden ser perjudiciales (reducen la supervivencia o la reproducción, como la que causa la anemia falciforme en homocigosis), neutras (no cambian nada apreciable) o beneficiosas (dan una ventaja en cierto ambiente, como una mutación que vuelve a una bacteria resistente a un antibiótico, ventaja para la bacteria).

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Explica qué es una mutación y cuándo suelen aparecer (errores al copiar el ADN o acción de agentes externos).

Explica qué es una mutación y cuándo suelen aparecer (errores al copiar el ADN o acción de agentes externos).

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Distingue entre una mutación que ocurre en una célula somática (por ejemplo, de la piel) y otra que ocurre en una célula germinal: ¿cuál de ellas puede transmitirse a la…

Distingue entre una mutación que ocurre en una célula somática (por ejemplo, de la piel) y otra que ocurre en una célula germinal: ¿cuál de ellas puede transmitirse a la descendencia?

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Distingue los términos mutación y mutágeno, y pon un ejemplo de cada uno.

Distingue los términos mutación y mutágeno, y pon un ejemplo de cada uno.

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Las mutaciones pueden ser perjudiciales, neutras o beneficiosas. Explica qué significa cada caso y pon un ejemplo de una mutación beneficiosa desde el punto de vista del…

Las mutaciones pueden ser perjudiciales, neutras o beneficiosas. Explica qué significa cada caso y pon un ejemplo de una mutación beneficiosa desde el punto de vista del organismo que la sufre.

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Mutaciones puntuales

Un modelo sencillo: en la palabra PALO, cambiar una letra (PELO) es una sustitución; agregar una (PALCO) es una inserción; sacar una (PAO) es una deleción.

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Las mutaciones génicas pueden ser sustituciones (cambiar una base por otra), inserciones (agregar una base) o deleciones (perder una base). Ilustra los tres tipos…

Las mutaciones génicas pueden ser sustituciones (cambiar una base por otra), inserciones (agregar una base) o deleciones (perder una base). Ilustra los tres tipos cambiando la palabra PALO y explica cada uno.

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Mutaciones cromosómicas

Al analizar el cariotipo de un recién nacido en un hospital de Santiago, los genetistas no buscan erratas de letras sueltas: pueden encontrar que a un cromosoma le falta un brazo o que hay 47 cromosomas en vez de 46. ¿Qué ocurre cuando se alteran bloques enormes de ADN o cromosomas enteros?

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Además de las mutaciones que cambian una base, hay mutaciones cromosómicas que afectan a trozos de cromosoma o a cromosomas enteros. Explica la diferencia usando el…

Además de las mutaciones que cambian una base, hay mutaciones cromosómicas que afectan a trozos de cromosoma o a cromosomas enteros. Explica la diferencia usando el símil de un libro: cambiar una letra frente a perder o duplicar una página.

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El síndrome de Down se debe a la presencia de tres copias del cromosoma 21 en lugar de dos (trisomía 21). Explica por qué no es una mutación de un gen concreto, sino un…

El síndrome de Down se debe a la presencia de tres copias del cromosoma 21 en lugar de dos (trisomía 21). Explica por qué no es una mutación de un gen concreto, sino un cambio en el número de cromosomas, y en qué momento de la formación de los gametos puede originarse.

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Un niño presenta una mutación dominante que ninguno de sus padres tiene. Explica cómo es posible que aparezca «de nuevo» (mutación de novo) si la mutación ocurrió en el…

Un niño presenta una mutación dominante que ninguno de sus padres tiene. Explica cómo es posible que aparezca «de nuevo» (mutación de novo) si la mutación ocurrió en el óvulo o en el espermatozoide que dieron lugar a ese niño, y si podrá transmitirla a sus hijos.

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Agentes mutágenos y cáncer

En el desierto de Atacama el índice de radiación UV llega a ser extremo, y por eso en Chile se insiste tanto en el protector solar, el sombrero y evitar el sol del mediodía. ¿Por qué ciertos factores del ambiente multiplican el riesgo de que una célula prolifere sin límite?

La mayoría de las mutaciones pasan desapercibidas por dos razones: las células tienen sistemas de reparación del ADN que corrigen muchos errores, y el código genético es degenerado, de modo que algunas sustituciones no cambian el aminoácido.

Una célula normal acumula mutaciones sucesivas en genes que controlan la división hasta originar un tumor: una masa de células que proliferan sin control. mutaciones acumuladas célula normal 1 mutación varias mutaciones proliferación sin control (tumor) mutación en un gen que controla la división
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Cita tres agentes mutágenos, físicos o químicos, y explica brevemente cómo actúan sobre el ADN.

Cita tres agentes mutágenos, físicos o químicos, y explica brevemente cómo actúan sobre el ADN.

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La mayoría de las mutaciones no tienen consecuencias. Explica dos razones por las que muchas mutaciones pasan desapercibidas (sistemas de reparación del ADN y…

La mayoría de las mutaciones no tienen consecuencias. Explica dos razones por las que muchas mutaciones pasan desapercibidas (sistemas de reparación del ADN y características del código genético).

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Practica★★☆Sin empezar
Explica qué relación existe entre la acumulación de mutaciones en genes que controlan el ciclo celular y la aparición del cáncer.

Explica qué relación existe entre la acumulación de mutaciones en genes que controlan el ciclo celular y la aparición del cáncer.

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El tabaco, la radiación ultravioleta y algunos virus aumentan el riesgo de padecer cáncer, pero no todas las personas expuestas enferman. Explica por qué el cáncer se…

El tabaco, la radiación ultravioleta y algunos virus aumentan el riesgo de padecer cáncer, pero no todas las personas expuestas enferman. Explica por qué el cáncer se considera una enfermedad multifactorial en la que intervienen las mutaciones acumuladas, el azar y la predisposición genética de cada persona.

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Un paciente al que se le ha extirpado con éxito un melanoma en la espalda plantea dos dudas en la consulta médica: 1. «Me preocupa haberle transmitido esta mutación a mi…

Un paciente al que se le ha extirpado con éxito un melanoma en la espalda plantea dos dudas en la consulta médica:

  1. «Me preocupa haberle transmitido esta mutación a mi hijo recién nacido».

  2. «Como ya me sacaron el tumor y mi piel está morena y curtida, ahora soy inmune y ya no necesito ponerme protector solar».

Rebate de forma fundamentada ambas afirmaciones:

  1. a) Justifica por qué su hijo no heredará este melanoma, diferenciando entre mutaciones en células somáticas y en células germinales.
  2. b) Explica por qué es biológicamente falso que la piel se «inmunice» frente al cáncer, detallando la relación entre radiación ultravioleta acumulada, mutaciones en protooncogenes o genes supresores de tumores y el descontrol del ciclo celular.
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Las mutaciones como motor de la evolución

Mutágenos en el laboratorio y en la clínica

Los ejercicios más integradores de este apartado combinan lo visto: el test de Ames y la radioterapia.

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A una paciente diagnosticada con un tumor sólido se le indica un tratamiento de radioterapia fraccionada (dosis calculadas de radiación ionizante administradas…

A una paciente diagnosticada con un tumor sólido se le indica un tratamiento de radioterapia fraccionada (dosis calculadas de radiación ionizante administradas diariamente durante 5 semanas, con descansos durante los fines de semana), en lugar de aplicar una única sesión de radiación masiva.

  1. a) Resuelve la aparente paradoja médica: ¿cómo puede utilizarse la radiación (un agente mutágeno que puede inducir cáncer) para tratar y erradicar un tumor? Basa tu explicación en la tasa de proliferación celular, la acumulación de lesiones letales en el ADN y la inducción de apoptosis.
  2. b) Justifica biológicamente por qué la radioterapia se administra en dosis fraccionadas con descansos periódicos, comparando la capacidad de los puntos de control y de los sistemas de reparación del ADN en las células sanas circundantes frente a las células tumorales.
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Vuelta al principio: un mismo error en el ADN puede ser una enfermedad para una persona (anemia falciforme, un tumor) y, a la vez, la fuente de variabilidad que permite que una población se adapte, porque su efecto depende de la célula afectada, de la proteína alterada y del ambiente.

Resumen

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