Mutágenos Endógenos: Mutaciones Espontáneas
Metabolitos Reactivos
Radicales libres: Residuos del metabolismo, principalmente derivados del oxígeno, son compuestos altamente reactivos que inducen lesiones en el ADN. Oxidan los lípidos de las membranas, inactivan enzimas y provocan mutaciones en el ADN del núcleo y, especialmente, en el de las mitocondrias.
Productos finales de glucosilación avanzada (AGE): Proceden de la combinación de la glucosa con grupos amino de proteínas y bases de ácidos nucleicos; contribuyen al incremento de alteraciones génicas con la edad.
Errores de Apareamiento Durante la Replicación
La tasa de errores aumenta con la edad debido al deterioro de los sistemas enzimáticos de reparación del ADN.
Transposiciones
Elementos génicos móviles o «genes saltarines» (transposones y retrotransposones) saltan de un sitio a otro, causando mutaciones.
Fluctuaciones Térmicas
A 37 °C, las células sufren despurinación (pérdida de bases púricas) y desaminación (transformación del grupo amino de una base en grupo ceto).
Agentes Mutágenos Físicos
Radiaciones de alta energía que dañan el ADN:
- Radiación ultravioleta (UV):
- UVB (290-320 nm): Forma dímeros de pirimidinas, causando cáncer de piel.
- UVA (320-400 nm): Incrementa la producción de radicales libres mutágenos.
- Radiaciones ionizantes (rayos γ, rayos X, neutrones, protones): Transforman átomos y moléculas en iones y radicales reactivos. Las células en división son más sensibles. La radioterapia destruye células cancerosas, pero puede causar efectos secundarios como la caída del cabello.
- Radiación corpuscular (partículas α y β): Efectos similares a rayos γ y X. Accidentes nucleares son la causa más grave de exposición.
Sistemas Enzimáticos de Reparación SOS
Descrito en bacterias, se activa tras la exposición prolongada a un mutágeno. Permite a la ADN polimerasa II ser menos exigente con las reglas de apareamiento, salvando la vida de la célula.
Los Modernos Elixires de la Eterna Juventud: Genes de Longevidad
Los genes SIRT1 producen sirtuinas, proteínas reguladoras que, al activarse con NAD+, controlan genes relacionados con la respuesta al estrés. La restricción calórica o el resveratrol estimulan estos genes, mejorando la salud y la longevidad. El gen de la telomerasa, aunque relacionado con la inmortalidad celular, incrementa la formación de cánceres si su actividad aumenta.
Ciclo Vital de un Retrovirus
- Fijación y entrada: El retrovirus se une a receptores de linfocitos T H, fusiona su envoltura con la membrana plasmática, libera su ARN y enzimas retrotranscriptasas.
- Retrotranscripción: La retrotranscriptasa sintetiza ADNc a partir del ARN, degrada el ARN y sintetiza una segunda cadena de ADN.
- Integración: El ADN vírico se integra al genoma celular (provirus).
- Transcripción y traducción: El provirus se replica, transcribe y traduce, generando ARN vírico, proteínas de la cápsida, envoltura y retrotranscriptasas.
- Ensamblaje: Las glucoproteínas de la envoltura se transportan al lugar de gemación.
- Gemación: Los retrovirus formados abandonan la célula.
Agentes Mutágenos Químicos
Sustancias que reaccionan con el ADN, causando modificaciones, sustituciones, inserciones o delecciones:
- Análogos de bases: Sustancias similares a las bases nitrogenadas se incorporan al ADN.
- Formación de aductos: El benzopireno (alquitranes, humo, carne a la brasa, café) se une a la guanina.
- Desaminación: El ácido nitroso (nitritos) y el bisulfito sódico (conservante) aceleran la desaminación de la citosina a uracilo.
- Agentes alquilantes: Introducen grupos alquilo en las bases del ADN.
- Otros mutágenos carcinógenos: dietilestilbestrol, asbesto, cromo, cadmio, arsénico, dioxinas, acrilamida.
Agentes Mutágenos Biológicos
Oncovirus: virus que pueden causar cáncer, como los de la hepatitis B y C (cáncer de hígado), papilomavirus y herpes genital (cáncer de cuello uterino), virus de Epstein-Barr (linfoma de Burkitt, carcinomas nasofaríngeos).
Mecanismos de Reparación del ADN
Reparan daños causados por mutágenos:
Reparación Directa
Enzima fotorreactiva repara dímeros de pirimidinas. Otra enzima elimina grupos metilo.
Reparación por Escisión
Elimina bases desaminadas y las reemplaza con la base correcta.