¿Cómo afectan las mutaciones al funcionamiento de las proteínas?

Los errores en la replicación del ADN, los rayos ultravioleta de la luz solar, los compuestos químicos del humo del tabaco y un cúmulo de otros factores ambientales pueden cambiar la secuencia de bases del ADN. Estos cambios se llaman mutaciones. Las consecuencias para la estructura y función de un organismo dependen de cómo afecte la mutación el funcionamiento de la proteína codificada por el gen mutado.

Las mutaciones pueden tener diversos efectos en la estructura y funcionamiento de las proteínas

Casi todas las mutaciones pueden clasificarse como sustituciones, supresiones, inserciones, inversiones o translocaciones.

Inversiones y translocaciones

Las inversiones y las translocaciones ocurren cuando segmentos del ADN (a veces casi todo o todo un cromosoma) se rompen y se vuelven a unir, ya sea en el mismo cromosoma o en uno diferente.

Estas mutaciones pueden ser relativamente benignas si genes completos con sus promotores simplemente pasan de un lugar a otro.

Pero si un gen se divide en dos, ya no va a codificar una proteína completa y funcional. Por ejemplo, casi la mitad de los casos de hemofilia grave son causados por una inversión del gen que codifica una proteína necesaria para coagular la sangre.

Supresiones e inserciones

Los efectos de las mutaciones por supresión y las mutaciones por inserción dependen de cómo se retiren o agreguen muchos nucleótidos. ¿Por qué? Piensa en el código genético: tres nucleótidos codifican un único aminoácido; por tanto, agregar o quitar tres nucleótidos suma o resta un solo aminoácido de la proteína codificada. En muchos casos, esto no altera gran cosa la función de la proteína; en cambio, la supresión o inserción de uno o dos nucleótidos o una supresión o inserción que no sea múltiplo de tres nucleótidos puede tener efectos catastróficos, porque todos los codones que siguen a la supresión o inserción quedarán alterados.

Sustituciones

Una sustitución de nucleótidos (también llamada mutación puntual) en un gen que codifica una proteína, produce uno de cuatro resultados. Tomemos, por ejemplo, las mutaciones que

ocurren en el gen que codifica la betaglobina, una de las unidades de la hemoglobina, la proteína portadora del oxígeno en los glóbulos rojos. La otra unidad de la hemoglobina es la alfaglobina. Una molécula normal de hemoglobina tiene dos unidades alfa y dos beta. En todos los ejemplos, salvo el último, vamos a considerar el resultado de las mutaciones que ocurren en el sexto codón del gen de la betaglobina (CTC en el ADN, GAG en el ARNm), el cual especifica el ácido glutámico, un aminoácidocargado, hidrofílico y soluble en el agua.  (Audesirk & Audesirk, 2012)