TEMA 1. INTRODUCCIÓ (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Mutagènesi
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 20/02/2015
Descargas 18

Vista previa del texto

TEMA 1: INTRODUCCIÓ, ALGUNES DATES IMPORTANTS En aquesta assignatura parlarem de les mutacions que es poden donar de forma espontània o induïdes per agents, però que en cap cas tenen alguna finalitat (per exemple en un treball de laboratori). És a dir, aqueta assignatura no és mutagènesi dirigida.
- - - - 1924: Müller és el primer científic que demostra que un agent provoca modificacions heretables. Müller i la seva dona van demostrar que els raigs X (són agents ionitzants) aplicats sobre Drosophila, són capaços d’induir mutacions letals (concretament al cromosoma X, és a dir, lligades al sexe).
El 1924 el DNA encara no s’havia descobert, per tant aquest descobriment no es podia interpretar del tot correctament, perquè faltava una base molecular, material, per acabar d’entendre-ho.
1924-1947: el 1944 es descobreix que el DNA és el material hereditari. El 1947 Auerbach i Robson publiquen un treball científic on demostren el mateix que Müller, però tractant amb el gas mostassa, que és una agent químic (el gas mostassa s’utilitzava en guerres com a arma química, i molts països van fer estudis, perquè els que ho utilitzaven volien saber si a part de matar l’enemic podia tenir efectes perjudicials sobre ells).
Els efectes tòxics i citotòxics d’aquest gas eren molts semblants als dels raigs X. Però encara s’havia d’estudiar més el DNA a nivell molecular per poder explicar per què.
1953: es descobreix l’estructura del DNA.
1957: es descobreix el mecanismes de síntesi de proteïnes.
1958: es descobreix la replicació semiconservativa del DNA.
1961: es descobreix el model de l’operó.
1964: (es desxifra el codi genètic). Un professor d’Holanda, Fritz Sobels, crea una revista: Mutation Research. És la revista que més quantitat de descobriments i estudis sobre mutagènesi ha publicat i publica. Publica tant articles d’investigació científica com reviews (són repassos que expliquen com està actualment el món de l’estudi de la mutagènesi).
1967: síntesi de DNA in vitro.
1969: Alexander Holaender funda la Environmental Mutagen Society (EMS) a EEUU.
1970: Fritz Sobels funda la European Environmental Mutagen Society (EEMS).
1975: correlació mutagenicitat-carcinogenicitat.
1979: a EEUU es crea la revista Environmental Mutagenesis (Seymour Abrahamson) per fer la competència a la revista holandesa (europea).
1982: oncogens.
1986: James M. Parry crea la revista Mutagenesis a Anglaterra, juntament amb la fundació de l’òrgan oficial de mutagènesi de UK.
1988: Fundació de la Sociedad Española de Mutagénesis Ambienta (SEMA).
En aquest punt, encara falten bastants coneixements sobre la base de tot això (que és el DNA) per saber com funciona exactament.
Els agents mutagènics es poden dividir en agents químics, físics (radiacions) i vírics.
Dins la mutagènesi, és interessant el concepte de la toxicologia genètica: acció tòxica sobre el material genètic (DNA, RNA... però sobretot DNA). Quan algú fa servir el terme tòxic, és que el dany produït per un agent té efectes perjudicials.
CRONOLOGIA DE LA TOXICOLOGIA GENÈTICA - Final dels anys 60: s’estudia si els mutàgens ambientals provoquen mutacions en humans, i es desenvolupen tests genètics.
1975 al 1985: es desenvolupa el test d’Ames, els experiments in vitro i els experiments en bateria (s’explica millor a continuació).
Anys 90: s’implementen testos i mètodes d’avaluació de riscos per definir l’impacte de les genotoxines ambientals. També s’apliquen testos genètics per entendre la carcinogènesi...
Un agent, quan actua sobre el material genètic, produeix un dany primari, però aquest no té perquè convertir-se en una mutació, ja que es pot reparar. Si un sistema de reparació pot ser que cometi errors, llavors s’anomena sistema de reparació. Però si mai comet cap error, i torna sempre a la situació original, s’anomena sistema de reversió.
Per tant, que hi hagi un dany genotòxic primari no és una evidència segura de que hi hagi una mutació.
Una substància tòxica pot ser molt tòxica, fins al punt de provocar la mort. Els casos interessants per la toxicologia genètica són els agents tòxics que no actuen a nivell sistèmic, és a dir, que no provoquen la mort, que provoquen mutacions a nivell germinal o somàtic, i que per tant creen unes mutacions que es poden transmetre.
Entre el 1975 i el 1985 es van posar de moda els assaigs in vitro. Però les conclusions d’aquests assajos s’han d’extrapolar a organismes vius. I fins i tot, els assajos in vivo, si es fan amb rates, s’han d’extrapolar a humans. Aquesta extrapolació produeix una incertesa. És millor fer experiments en els quals no s’hagi d’extrapolar.
Els experiments de mutagènesi es fan en bateries, és a dir, es fan molts experiments alhora, per poder fer una predicció global. Els experiments en bateria es fan in vivo.
Avaluar l’acció de dosis gran ja que és probable que els organismes morin. Per exemple, si en un experiment moren més del 50% de ratolins, o cèl·lules, o mosques... la dosi és massa gran, i no serveix per fer un estudi.
A partir dels anys 90 es van introduir noves tècniques en els experiments de mutagènesi.
El terme genotòxic es va començar a fer servir de manera generalitzada a partir de la publicació del treball de Lars Ehrenberg, el 1973, que parlava sobre la relació entre el càncer i el dany genètic (com mutacions espontànies o induïdes en gens específics poden induir un procés cancerigen).
El 1983 la Comissió Internacional per la Protecció contra els Mutàgens i Carcinògens Ambientals (ICPEMC) va establir una definició més detallada del terme genotòxic: els agents genotòxics són tots els que capacitat per interaccionar amb el DNA (no sempre directament). Ara bé, això no constitueix necessàriament una prova de perillositat pel que fa a la salut.
TEST D’AMES El 1979, Bruce Ames volia estudiar la síntesi d’histidina. Per crear mutants de Salmonella typhimurium va fer servir un test ràpid de mutació gènica. Va observar que per mutació espontània o degut a tractaments, alguns mutants his- mutaven i tornaven a ser his+, per tant es donava un procés de reversió. Així, va identificar un bon nombre de contaminants químics capaços de causar mutacions en organismes procariotes i càncer en mamífers.
Qualsevol sistema d’assaig mesura només una mutació, i no altres. Per tant, pot ser que estiguem veient com muta un caràcter en concret, però ens estiguem perdent altres efectes.
Per tenir una visió global dels efectes necessitem mirar cromosomes.
Es va observar que hi havia una correlació enorme entre els resultats d’un assaig de carcinogènesi i els del test d’Ames. Un assaig de carcinogènesi in vivo costa diners i dura molt.
El test d’Ames va començar a fer-se servir molt per identificar casos de carcinogènesi.
A causa d’aquesta correlació es va arribar a dir que un mutagen és un carcinogen, però això no és cert. Un mutagen pot ser un carcinogen, però no té perquè.
El 1982 un grup de recerca dirigit per Mariano Barbacid va demostrar que una mutació puntual era la responsable de que un proto-oncogen, implicat en el càncer de bufeta en humans, adquirís la seva capacitat transformadora i induís al càncer de bufeta.
Quan ningú coneixia encara el que era el DNA, els oncòlegs ja sabien què era el que passava en les cèl·lules tumorals, que començaven a créixer descontroladament i per això creaven tumors.
Però pensar que una sola mutació ja és carcinogènica és simplificar. Normalment, en humans necessiten com a mínim 4 mutacions diferents per provocar un càncer: 2 mutacions en oncogens i 2 mutacions en gens supressors de tumors.
El càncer és un procés: - Multifàsic.
Multigènic.
Multicausal.
Un producte químic pot ser que directament arribi al DNA, interaccionar-hi i crear un dany (futura mutació). Però també hi ha agents que de per si no interaccionen amb el DNA, però dins una cèl·lula, pot modificar l’acció d’alguns enzims, i aquests creen uns subproductes del metabolisme que sí que es poden unir al DNA i crear una mutació.
En un estudi in vivo hi ha tota la maquinària metabòlica que pot crear metabòlits que danyin el DNA, però in vitro no hi és. Per aconseguir que els assaigs in vitro siguin més realistes, als cultius cel·lulars se’ls ha d’afegir alguns substància que sigui una font d’acció metabòlica (ex: extracte de fetge de rata).
Els estudis epidemiològics són estudis de fets que ja han passat. S’agafen els historials mèdics de persones que, per exemple, han patit un tipus de càncer, i s’estudia a veure si hi ha alguna causa en comú (per exemple una procedència, l’hàbit de fumar...).
Per estudiar com sorgeix un càncer, no ens podem dedicar només a un àmbit d’estudi, ja que llavors arribarem a conclusions poc extrapolables i fiables. Hem de combinar la carcinogenicitat, la mutagenicitat i la epidemiologia.
INTERCANVIS DE CROMÀTIDES GERMANES Aquests intercanvis no suposen cap conseqüència negativa per si sols, però si en una persona hi trobem molts intercanvis de cromàtides germanes, voldrà dir que en les seves cèl·lules, espontàniament o induïdament, hi ha molts trencaments. I aquests trencaments, si no s’arreglen adequadament o no s’intercanvien per cromàtides germanes, poden ocasionar anomalies.
ADDUCTES Un adducte es pot produir en el DNA o en proteïnes. Un adducte és la unió d’un radical o d’un grup químic a alguna base (si parlem de DNA) o aminoàcid (si parlem de proteïnes). Els adductes poden ser petits o grans (els grans s’anomenen bulkys). Els adductes grans poden ser eliminats més fàcilment per les cèl·lules perquè són més fàcils de detectar. En comptes, són els adductes petits els que es queden.
Si detectem adductes en proteïnes, podem estar segurs que, si aquella molècula arriba al nucli, també podrà formar adductes al DNA i crear un mal major.
...