Mutaciones

Cambia una A por una T en la base 20 del gen de la beta-globina y obtendrás la variante que causa la enfermedad de células falciformes.

Errores de copia y daños

Cada vez que una célula humana se divide, copia unos 6 mil millones de pares de bases, y la enzima que hace la copia, la ADN polimerasa, a veces coloca una base incorrecta. OpenStax describe tres líneas de defensa. La polimerasa corrige mientras avanza: revisa cada base nueva y elimina las incorrectas antes de agregar la siguiente. Las enzimas de reparación de apareamientos erróneos encuentran bases mal emparejadas una vez terminada la copia. La reparación por escisión de nucleótidos elimina tramos dañados, como los pares de timinas unidas que puede producir la luz ultravioleta, y rellena el hueco. Un cambio que escapa a todos estos mecanismos y permanece en la secuencia es una mutación.

Las mutaciones pueden ser inducidas o espontáneas. Las inducidas proceden de agentes externos, como ciertas sustancias químicas, los rayos ultravioleta o los rayos X. Las espontáneas surgen de reacciones químicas normales del cuerpo, sin una causa externa. También importa dónde ocurre la mutación. Una mutación en una célula del cuerpo, como una célula de la piel, solo afecta a esa persona y a las células descendientes de ella. Una mutación en una célula germinal, un óvulo o un espermatozoide, puede transmitirse a los hijos.

Cambios pequeños, resultados distintos

Una mutación puntual cambia un solo par de bases. Como el código genético tiene 64 codones para 20 aminoácidos, el cambio de una base puede tener tres resultados muy distintos. Si el nuevo codón indica el mismo aminoácido, la proteína no cambia: es una mutación silenciosa y suele ocurrir en la tercera base de un codón. Si el nuevo codón indica un aminoácido distinto, es una mutación de cambio de sentido y la proteína puede funcionar de otra manera. Si el nuevo codón es de terminación, es una mutación sin sentido y la proteína termina antes de tiempo.

Agregar una base (inserción) o quitar una (deleción) suele ser peor. La célula lee el gen en grupos de tres desde el inicio, así que una base de más o de menos desplaza todos los codones posteriores. Esto se llama corrimiento del marco. Piensa en la frase THE CAT ATE THE RAT. Elimina la primera E y, si sigues leyendo de tres en tres, obtienes THC ATA TET HER AT, que deja de tener sentido desde ese punto. Insertar o eliminar tres bases juntas conserva el marco y altera menos la proteína. También hay cambios mayores, como el traslado de un fragmento de un cromosoma a otro, llamado translocación.

Una letra en la beta-globina

La hemoglobina, que transporta oxígeno en los glóbulos rojos, está formada por dos cadenas de alfa-globina y dos de beta-globina. La cadena beta se produce a partir del gen HBB, cuyas primeras 27 bases codificantes aparecen en el modelo: ATG GTG CAT CTG ACT CCT GAG GAG AAG, que se leen Met, Val, His, Leu, Thr, Pro, Glu, Glu, Lys. En la variante llamada hemoglobina S, la A de la posición 20 se sustituye por T. El codón GAG se convierte en GTG y el ácido glutámico, en valina. Es una mutación de cambio de sentido de una sola base.

MedlinePlus describe el efecto: las cadenas de beta-globina alteradas se unen y forman fibras largas y rígidas que deforman los glóbulos rojos hasta darles forma de hoz. Estas células mueren antes de tiempo y pueden obstruir vasos sanguíneos pequeños. La anemia de células falciformes sigue un patrón de herencia autosómica recesiva, así que una persona está afectada cuando ambas copias de HBB llevan la variante. Puedes encontrar el cambio escrito como Glu6Val, contando desde el primer aminoácido de la proteína terminada, que pierde su metionina inicial, o como Glu7Val, contando desde el codón de inicio, como hace el modelo. Esta lección ofrece información general; las dudas sobre un diagnóstico deben consultarse con un médico.