El origen de las mutaciones puntuales genéticas
Una mutación en genética se define como el cambio en el material genético que se transmite a la descendencia. Si dicho cambio no se transmite, es una adaptación. Las mutaciones pueden tener varios orígenes. Si la mutación es el resultado de un cambio de una única base nitrogenada se denomina mutación puntual y puede deberse a, en orden de más frecuente a menos frecuente en la naturaleza:
Introducción de errores en la replicación: Este tipo de mutación ocurren durante la replicación del ADN (cuando se copia para multiplicarse). La probabilidad de error de la actividad sintetizadora 3’ -> 5’ de la ADN polimerasa III es de 1 error por cada 106 pares de bases; la misma ADN polimerasa III además de su función polimerasa tiene una función exonucleasa de reparación 5’ -> 3’, que pasa por la nueva hebra de ADN, a medida que se va formando, reconoce las bases mal apareadas y que corrige algunos de estos errores, sacando la base errónea, entonces vuelve a pasar la función polimerasa e introduce una nueva base. Pero no todos los errores introducidos son detectados, al final del proceso el porcentaje de errores se reduce a 1 cada mil millones de pares de bases. Si la base equivocada se mantiene las bases nitrogenadas se aparean incorrectamente por falta de complementariedad entre las bases. Esto puede dar lugar a problemas mayores como que las dos hebras de ADN se separen, se rompan y por consiguiente se degraden.
Alteración espontánea por depurinación: este tipo de mutaciones se han descrito principalmente in vitro (en condiciones de laboratorio), lo cual es importante a la hora de secuenciar o comparar secuencias aisladas en el laboratorio. Una depurinación es un cambio químico que se puede producir de forma espontánea que resulta de la pérdida de una base purínica (A o G) de un nucleótido generando un sitio apurínico. En ese caso, la hebra de ADN tiene una posición que carece de la base nitrogenada de su nucleótido y durante la replicación, como no hay base nitrogenada molde, se incorporará una de cada cuatro veces un nucleótido incorrecto. Aunque este tipo de alteraciones es poco frecuente en la naturaleza (menos frecuente que los errores de la polimerasa) su frecuencia aumenta a pH bajo, (ácido, como en tratamientos con HCl) por eso hay que tenerlas en cuenta en protocolos de aislamiento de ADN con los que se quiera secuenciar, en esos casos lo mejor es hacer un número de repeticiones suficientes para que un cambio de ese tipo no sea estadísticamente relevante.
Errores por tautomerización: En su estado natural las bases púricas y pirimidínicas pueden presentar formas diferentes denominadas tautómeros, ue son dos isoformas de la misma molécula que se diferencian por la posición de uno de sus grupos funcionales. En este tipo de mutaciones la base nitrogenada pueden estar en forma amino (mayoritaria y reconocible por la polimerasa) o imino (menos frecuente y no accesible para la polimerasa, por lo que introduce una base incorrecta).
Alteración espontánea por desaminación: cuando hablamos de los nucleótidos muchas veces se nombra la base nitrogenada, adenina, timina, guanina o citosina en el ADN. Esta alteración espontanea se refiere a la pérdida de un grupo amino (NH2) de una base, que pierde su nitrogenación. Se da en C que se transforma en uracilo, las guaninas se transforman en xantinas y las adeninas en hipoxantinas, que sí aparean con bases nitrogenadas, pero diferentes al original C y A.
Las bases nitrogenadas pueden mutar de forma espontánea a otras que también están presentes en la naturaleza y que a veces se introducen en el ADN creando muchos problemas