Mutación sin sentido
Definición de mutación sin sentido
Una mutación sin sentido es un tipo de mutación puntual en la que se coloca un aminoácido diferente dentro de la proteína producida, diferente del original. En el proceso de convertir el ADN en proteína, el lenguaje del ADN debe traducirse al lenguaje de las proteínas. Durante este proceso, un cambio en la estructura del ADN, o una mutación, puede cambiar la secuencia de aminoácidos que crea una proteína. Si no cambia la estructura o función de la proteína, puede considerarse una mutación silenciosa. Si cambia la proteína, se considera una mutación sin sentido.
La imagen de arriba muestra varias mutaciones puntuales y sus efectos sobre el aminoácido resultante. El ADN se lee en unidades de tres, llamadas codones. Estos codones requieren uno de los 21 aminoácidos, que el complejo ribosómico ensamblará en orden leyendo el ARN mensajero o ARNm. Si hay 3 puntos en un codón y 4 posibles nucleótidos para ir en ese punto, los codones pueden solicitar 64 señales diferentes. Dado que solo hay 21 aminoácidos, muchos de estos codones requieren el mismo aminoácido. Si una mutación requiere el mismo aminoácido que antes de la mutación, se considera silenciosa.
Por otro lado, varios otros codones también piden señales para detener y procesar la proteína. En este caso, en lugar de agregar un aminoácido, la secuencia finaliza y la proteína es expulsada del ribosoma. En este caso, la mutación sería una mutación sin sentido, porque la proteína estaría incompleta. Una mutación sin sentido continúa la cadena de la proteína, pero también puede interferir con el funcionamiento de la proteína. Con este fin, existen dos tipos básicos de mutación sin sentido.
Tipos de mutación sin sentido
Conservador
En una mutación sin sentido conservadora, el aminoácido reemplazado es similar en función y forma al aminoácido que se reemplaza. Una mutación de sentido erróneo conservadora puede resultar en la pérdida de la función, pero puede ser solo menor. En el contexto de la genética de poblaciones y la ecología, una mutación sin sentido puede no ser necesariamente algo negativo. Una función de una proteína ralentizada o ligeramente modificada puede en realidad aumentar la aptitud de un organismo. Si el producto de la proteína necesita ser regulado, o si actualmente obstaculiza la aptitud del organismo, un cambio puede ser beneficioso. Una mutación sin sentido conservadora normalmente cambia la función de una proteína de forma menos drástica que el otro tipo de mutación sin sentido.
Ningún conservante
En una mutación sin sentido no conservadora, se agrega a la cadena un tipo de aminoácido completamente diferente. Donde estaba presente un aminoácido polar, se agregará un aminoácido no polar. Este tipo de mutación sin sentido puede cambiar en gran medida la función de una proteína, ya que probablemente cambiará la forma y estructura de la proteína.
Las proteínas tienen varios niveles de estructura, todos los cuales dependen del ADN. Si una mutación sin sentido cambia un aminoácido, primero cambia la estructura primaria o la secuencia básica de aminoácidos. La estructura secundaria de las proteínas consta de patrones y estructuras formados por interacciones entre estos aminoácidos. Una mutación sin sentido podría alterar completamente una forma como una hélice alfa o una hoja beta. Estas estructuras pueden ser cruciales para la estructura terciaria general.de la proteína, o su forma y tamaño general. Esta estructura informa cómo la proteína interactúa con otras moléculas en el medio ambiente. Una mutación sin sentido no conservadora puede cambiar por completo estas interacciones. En el nivel final de la estructura de la proteína, la estructura cuaternaria, una mutación sin sentido puede incluso evitar que una proteína se una a un complejo proteico más grande del que se pretende formar parte. Esto puede inutilizar vías bioquímicas enteras o darles un uso completamente nuevo.
Ejemplo de mutación sin sentido
Un ejemplo común y bien conocido de una mutación de sentido erróneo es de hoz célula anemia, una sangreenfermedad. Las personas con anemia de células falciformes tienen una mutación sin sentido en un solo punto del ADN. Esta mutación sin sentido requiere un aminoácido diferente y afecta la forma general de la proteína producida. Esto, a su vez, hace que la forma completa de las células sanguíneas sea diferente. Las personas con la enfermedad experimentan síntomas de no poder adquirir oxígeno de manera eficiente y experimentan coagulación de la sangre. Sin embargo, están parcialmente protegidos de los parásitos transmitidos por la sangre que viven en las células sanguíneas. La malaria es una enfermedad causada por estos parásitos, y las personas con anemia de células falciformes tienen una defensa inherente contra el parásito. Sus glóbulos en forma de hoz no pueden soportar el ciclo de vida del parásito.
La mutación sin sentido que causa todo esto es la diferencia de un nucleótido. Primero se traduce en ARNm y luego en una proteína. La mutación sin sentido hace que se coloque una valina donde normalmente va un ácido glutámico. Esta mutación de sentido erróneo no conservador hace que cambie la forma de la proteína, la hemoglobina. Donde se separa la hemoglobina normal, la hemoglobina mutada forma cadenas largas. Estas cadenas, cuando se incorporan a las células sanguíneas, cambian de forma y las obligan a formar una hoz. Esto se puede ver en la imagen de abajo.
Muchas otras anemias y diversas enfermedades genéticas son causadas por una mutación sin sentido. Todas las proteínas dependen de la secuencia de aminoácidos que las componen. Si bien las mutaciones a veces pueden traer beneficios a un organismo, con mayor frecuencia interrumpen un proceso estable y confiable. Al alterar incluso una sola proteína, las células pueden perder su función o, al menos, tener dificultades para funcionar.
