Definición de mutación sin sentido
Una mutación sin sentido es un tipo de mutación puntual en la que se coloca un aminoácido diferente al original dentro de la proteína producida. 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 la función de la proteína, puede considerarse una mutación silenciosa. Si cambia la proteína, se considera una mutación sin sentido.
La imagen anterior muestra varias mutaciones puntuales, y sus efectos en el aminoácido resultante. El ADN se lee en unidades de tres, llamadas codones. Estos codones llaman a 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 nucleótidos posibles para ir en ese punto, los codones pueden llamar a 64 señales diferentes. Dado que sólo hay 21 aminoácidos, muchos de estos codones reclaman el mismo aminoácido. Si una mutación pide el mismo aminoácido que antes de la mutación, se considera silenciosa.
Por otro lado, otros codones también piden señales para detener y procesar la proteína. En este caso, en lugar de añadir un aminoácido, la secuencia se termina 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 en su funcionamiento. Para ello, existen dos tipos básicos de mutación sin sentido.
Tipos de mutación sin sentido
Conservadora
En una mutación sin sentido conservadora, el aminoácido sustituido es similar en función y forma al aminoácido sustituido. Una mutación conservadora con sentido erróneo puede dar lugar a una pérdida de función, pero ésta puede ser menor. En el contexto de la genética y la ecología de poblaciones, una mutación sin sentido puede no ser necesariamente algo negativo. Una función ralentizada o ligeramente modificada de una proteína puede en realidad aumentar la aptitud de un organismo. Si el producto de la proteína necesita ser regulado, o está obstaculizando actualmente la aptitud del organismo, un cambio puede ser beneficioso. Una mutación sin sentido conservadora suele cambiar la función de una proteína de forma menos drástica que el otro tipo de mutación sin sentido.
No conservadora
En una mutación sin sentido no conservadora, se añade un tipo de aminoácido completamente diferente a la cadena. Donde había un aminoácido polar, se añade 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 la 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 consiste en patrones y estructuras formadas por las interacciones entre estos aminoácidos. Una mutación sin sentido puede alterar completamente una forma como una hélice alfa o una hoja beta. Estas estructuras pueden ser cruciales para la estructura terciaria global de la proteína, o su forma y tamaño generales. Esta estructura informa de cómo interactúa la proteína con otras moléculas del entorno. Una mutación sin sentido no conservadora puede cambiar completamente estas interacciones. En el último nivel de la estructura proteica, la estructura cuaternaria, una mutación sin sentido puede incluso impedir que una proteína se una a un complejo proteico mayor del que debería formar parte. Esto puede inutilizar vías bioquímicas completas o darles un uso completamente nuevo.
Ejemplo de mutación sin sentido
Un ejemplo común y conocido de una mutación sin sentido es la anemia falciforme, una enfermedad de la sangre. Las personas con anemia falciforme tienen una mutación sin sentido en un único punto del ADN. Esta mutación sin sentido requiere un aminoácido diferente y afecta a la forma general de la proteína producida. Esto, a su vez, hace que toda la forma de las células sanguíneas sea diferente. Las personas que padecen la enfermedad experimentan síntomas de no poder adquirir oxígeno de forma eficiente y experimentan coagulación de la sangre. Sin embargo, están parcialmente protegidas de los parásitos que viven en las células sanguíneas. La malaria es una enfermedad causada por estos parásitos, y las personas con anemia falciforme tienen una defensa inherente contra el parásito. Sus células sanguíneas falciformes no pueden soportar el ciclo vital del parásito.
La mutación con sentido erróneo 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 sin sentido no conservadora hace que la forma de la proteína, la hemoglobina, cambie. Donde la hemoglobina normal se separa, la hemoglobina mutada forma largas cadenas. Estas cadenas, cuando se incorporan a las células sanguíneas, cambian su forma y las obligan a formar una hoz. Esto se puede ver en la imagen de abajo.
Muchas otras anemias y diversas enfermedades genéticas están causadas por una mutación sin sentido. Todas las proteínas dependen de la secuencia de aminoácidos que la componen. Aunque a veces las mutaciones pueden aportar beneficios a un organismo, lo más frecuente es que interrumpan un proceso estable y fiable. Al alterar incluso una sola proteína, las células pueden dejar de funcionar o, al menos, tener dificultades para hacerlo.
Cuestionario
1. ¿Cuál de las siguientes mutaciones es una falta de sentido? ¿Cuál de las siguientes es una mutación sin sentido?
A. La serina es sustituida por la serina
B. La arginina es sustituida por la glutamina
C. Una señal de STOP es sustituida por Cisteína
2. ¿Cuál de las siguientes sería la peor mutación?
A. Mutación sin sentido
B. Mutación sin sentido
C. Depende…
D. XXXX
A. Las mutaciones son parcialmente beneficiosas
B. Las mutaciones puntuales son más probables que otras
C. Ambas