Ejercicios: Las mutaciones

¿Qué es una mutación? Explica la diferencia entre una mutación génica (o puntual) y una mutación cromosómica, poniendo un ejemplo de cada una.

En el esquema, la secuencia A es un fragmento de ARNm normal y las secuencias B y C han sufrido una mutación. Indica qué tipo de mutación (sustitución, inserción o deleción) ha ocurrido en cada una de ellas y razona cuál provoca un corrimiento del marco de lectura y por qué.

Nombra dos agentes mutágenos, uno físico y uno químico, y explica de forma breve cómo dañan el ADN.

Una mutación cambia el codón GAA por GAG, y ambos codones codifican el mismo aminoácido (ácido glutámico). ¿Cómo se denomina este tipo de mutación y por qué no altera la proteína resultante?

Explica la diferencia, en cuanto a sus consecuencias y a su transmisión a la descendencia, entre una mutación que se produce en una célula somática y otra que se produce en una célula germinal.

Se dice que las mutaciones son la fuente primaria de variabilidad genética. Explica qué relación existe entre las mutaciones, la evolución de las especies y la biodiversidad.

En el gen CFTR, la mutación más frecuente causante de fibrosis quística (ΔF508) consiste en la pérdida de tres nucleótidos: CTT. La secuencia de la hebra codificante de ADN entre los codones 506 y 509 es:

5'-... ATC ATC TTT GGT ...-3' (Ile506 - Ile507 - Phe508 - Gly509).

Tras la deleción de los tres nucleótidos centrales CTT (la última base de ATC 507 y las dos primeras de TTT 508), la secuencia resultante queda: 5'-... ATC ATT GGT ...-3'.

1. a) Sabiendo que tanto ATC como ATT codifican isoleucina, justifica por qué esta mutación no altera la pauta de lectura posterior y cuál es la única alteración que sufre la estructura primaria de la proteína CFTR.
2. b) En otro paciente se detecta la deleción de un solo nucleótido en esa misma región (la pérdida de la 'C' en el triplete 507). Razona qué consecuencias tendrá esta mutación sobre la pauta de lectura, sobre la secuencia de aminoácidos aguas abajo y sobre la probabilidad de que la proteína resulte truncada.
3. c) Existen fármacos en desarrollo ('correctores') que logran que la proteína CFTR llegue a la membrana celular si conserva su tamaño completo, aunque carezca de un aminoácido. Predice razonadamente cuál de los dos pacientes podría beneficiarse de esta terapia y por qué en el otro resultará totalmente ineficaz.

En una región donde la malaria es endémica, la frecuencia del alelo mutante $Hb^S$ (responsable de la anemia falciforme en homocigosis) se mantiene estable en torno a 0.12 debido a la ventaja selectiva que confiere a los heterocigotos frente a la infección por Plasmodium.

1. a) Tras una campaña sanitaria intensiva, se logra erradicar por completo la malaria en dicha región. Predice razonadamente cómo evolucionará la frecuencia del alelo $Hb^S$ a lo largo de las siguientes generaciones.
2. b) Justifica por qué el alelo $Hb^S$ no desaparecerá de forma inmediata de la población a pesar de ser letal o gravemente perjudicial en homocigosis.
3. c) Una persona afirma: «Al haber desaparecido la malaria, la mutación $Hb^S$ ha dejado de existir en la población». Rebate esta afirmación distinguiendo con claridad entre el origen de una mutación y su valor adaptativo en función del ambiente.

Durante la replicación del ADN de una bacteria, la ADN polimerasa incorpora por error un desoxirribonucleótido de guanina (G) frente a una timina (T) del molde, originando un apareamiento erróneo G-T en una de las hebras recién sintetizadas que no es detectado por la actividad correctora inmediata.

1. a) Deduce qué porcentaje de las moléculas de ADN bicatenario descendientes portará una mutación permanente y fijada en ambas hebras tras dos rondas sucesivas de replicación a partir de esa molécula inicial.
2. b) Justifica cómo se distribuyen los pares de bases resultantes en cada una de las cuatro moléculas de ADN finales, asumiendo que el par de partida era A-T y no actúa ningún sistema de reparación posterior.
3. c) El sistema de reparación de apareamientos incorrectos (mismatch repair) solo es eficaz si actúa antes de que la hebra recién sintetizada sea metilada. Justifica qué consecuencia tendría para la estabilidad del genoma que este sistema reparase la hebra molde metilada en lugar de la hebra hija recién formada.