Tossicologia e mutagenesi ambientale - Lezione 2

La mutazione

Qualsiasi cambiamento permanente nella struttura del materiale genetico trasmissibile alla generazione successiva. La mutazione crea variabilità genetica che è alla base dell'evoluzione.

Mutazione somatica e mutazione germinale

Mutazione somatica: le caratteristiche mutate si manifestano solo nell’organismo (o in un distretto di esso) in cui è avvenuta la mutazione e non vengono trasmesse alle generazioni successive. Un esempio è il cancro.

Mutazione germinale: in organismi che si riproducono sessualmente può essere trasmessa alle generazioni successive attraverso i gameti, dando origine a un individuo mutato sia nelle cellule somatiche sia nei gameti.

Natura della mutazione

• Le mutazioni avvengono spontaneamente per cause endogene.
• Durante la divisione cellulare, prima che la cellula incontri un ambiente in cui essa può essere selezionata.
• Casualmente in ogni tratto di DNA, indipendentemente dal fatto che possa risultare vantaggiosa o svantaggiosa.

Mutazione in un gene

Gene normale: prodotto e fenotipo normale.

Mutazione: trascrizione e traduzione producono un prodotto e un fenotipo genico alterato. Gene mutato, anormale o assente.

Non tutte le mutazioni causano un'alterazione del fenotipo e non tutte le mutazioni avvengono nella regione codificante del gene.

Tasso e frequenza di mutazione

• Probabilità di una mutazione in funzione del tempo: numero di mutazioni per coppia di nucleotidi per generazione.
• Numero di eventi di un tipo di mutazione: frazione di cellule o individui mutati in una popolazione.

Tipi di mutazione

• Mutazione genica o puntiforme: fenotipo selvatico, sequenza nucleotidica.
• Mutazione cromosomica: struttura dei cromosomi.
• Mutazione genomica: fenotipo mutato, numero dei cromosomi.

Basi molecolari della mutazione genica

• Cambiamento qualitativo: sostituzione di una coppia di basi (transizione, transversione).
• Cambiamento quantitativo: perdita o aggiunta di una o poche coppie di basi (inserzione, delezione).
• Cambiamento dinamico: aumento del numero di triplette attraverso le generazioni (espansione di triplette).

Sostituzione di basi

Transversione e transizione:

• Purina con pirimidina
• Purina con purina
• Pirimidina con purina
• Pirimidina con pirimidina

Inserzione-delezione di basi

Esempio di DNA normale:

  C C A A A A C C C 
  G G T T T T G G G

Esempio con inserzione:

  + A - A