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Introducción

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El ácido desoxirribonucleico (DNA, deoxyribonucleic acid) está expuesto constantemente a agentes físicos, químicos y biológicos que pueden originar mutaciones y alterar la información genética del individuo. Las alteraciones en el DNA pueden deberse al efecto de moléculas o mecanismos endógenos propios del metabolismo celular, a errores en el proceso de la replicación del DNA, a ciertas infecciones virales e incluso a factores ambientales como la luz ultravioleta, agentes químicos o la radiación ionizante. Todos estos factores pueden interferir en procesos celulares como la transcripción y la replicación, e inclusive pueden provocar un descontrol en la división celular. Pese a ello, la variabilidad genética ocasionada por alguno de estos factores es necesaria para proporcionar adaptabilidad a las especies al cambiante medio ambiente; no obstante, cierta información genética es crucial y cualquier modificación sería incompatible con la supervivencia del organismo. Para preservar la información genética lo más fielmente posible, el organismo dispone de mecanismos complejos de reparación del DNA. En la mayoría de las ocasiones los cambios en el DNA no se manifiestan con cambios fenotípicos y no presentan efectos adversos en el organismo; pero algunas mutaciones sí pueden llegar a ser fatídicas, por lo que el organismo trata de evitarlas mediante mecanismos de reparación que implican complejos sistemas enzimáticos que buscan corregir las mutaciones. Varias enfermedades humanas, conocidas como síndromes de inestabilidad cromosómica, y ciertos tipos de cánceres están relacionados con fallas en los sistemas de reparación del DNA.

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Tipos de daño en el DNA

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Las lesiones en el DNA pueden ocurrir de forma espontánea o producirse por la exposición a agentes mutagénicos. La desaminación, la depurinización y el daño oxidativo de las bases nitrogenadas son algunos de los daños que se producen en el DNA espontáneamente. La desaminación consiste en la pérdida de grupos amino de las bases nitrogenadas. En condiciones normales la desaminación de la citosina produce uracilo, base nitrogenada que no forma parte del DNA; esta base se aparea preferentemente con la adenina en lugar de hacerlo con la guanina, produciendo así la conversión de un par de GC en un par de AT (figura 10-1A).

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Figura 10-1

Los mecanismos más comunes de daño a DNA son la desaminación y el daño oxidativo de bases nitrogenadas.

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La depurinización consiste en la eliminación del enlace N-glucosídico entre la base nitrogenada y el azúcar, con la consiguiente pérdida de un residuo de adenina o guanina. Como consecuencia aparecen sitios apurínicos en el DNA que conducen a un daño genético importante, ya que durante la replicación estos sitios no pueden unir una base complementaria a la purina original, perdiéndose un nucleótido en la cadena de DNA recién sintetizada, incorporándose una mutación por deleción.

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En todos los seres vivos el metabolismo normal aerobio produce especies reactivas de oxígeno como los radicales ...

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