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En biología, un mutágeno (Latín, literalmente origen del cambio) es un agente físico o químico que altera o cambia la información genética (usualmente ADN) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones causan el cáncer adquieren la denominación de carcinógenos. No todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Hay "mutaciones espontáneas", llamadas así debido a errores en la reparación y la recombinación del ADN.

Tipos de mutágenos

Los mutágenos se clasifican de acuerdo al tipo de medio del que provienen.Los más frecuentes son:

Mutágenos biológicos

Son aquellos que se encuentran en el ambiente y mutan a lo largo de millones de años.Suelen ser organismos de tamaño minúsculo,como bacterias,virus,hongos,etc.

Mutágenos químicos

Son compuestos o elementos químicos los cuales pueden alterar rápidamente la estructura genética de los organismos vivientes, como los fármacos, las drogas, etc.

Mutágenos físicos

Son los más dañinos, ya que originan mutaciones peligrosas en los seres vivos, como enfermedades hereditarias y enfermedades congénitas. Figuran entre ellos la radiación ultravioleta y la radiación nuclear.

Efectos de las mutaciones

Los cambios en un la secuencia de un ácido nucleico debidos a una mutación contempla la sustitución de nucleótidos pares-base e inserciones u omisiones de uno o más nucleótidos dentro de la secuencia de ADN. Aunque muchas de estas mutaciones sean mortales o causen una enfermedad grave, algunas solo tienen efectos secundarios, como los cambios que ocasionan en la sucesión de proteínas codificadas sin significancia alguna. Muchas mutaciones no causan ningún efecto visible, ya sea porque ocurren en los intrones o porque ellos no cambian la sucesión de aminoácidos debido a la redundancia de codones.

Deriva genética

El cambio de material genético en una población debido a la acumulación de errores aleatorios es llamada deriva y sirve como un reloj molecular. En general la mayoría de las diferencias nucleótidas entre dos organismos van desde un tiempo elapsado desde su último ancestro común.

Aunque esto es muy difícil de determinar en muchos organismos, tasas de mutación han sido estimadas para E.Coli y eucariotas. Se ha estimado que en esos organismos aproximadamente un nucleótido de cada 10¹⁰ ha cambiado y continuará a través de la reproducción de futuras generaciones de células.

Descubrimiento de la mutagénesis

En la década de 1920, Hermann Müller, descubrió que los rayos X, causaban mutaciones en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) que utilizó en sus estudios de genética, y que también tenían efectos en la constitución genética de los humanos.

Naturaleza de los mutágenos

Los mutágenos son usualmente compuestos químicos o radiación ionizante y pueden ser divididos dentro de diferente categorías de acuerdo a su efecto en la replicación del ADN.

Algunos mutágenos actúan como base análoga y se insertan en la cadena de ADN durante la replicación en lugar de los sustratos.
Algunos reaccionan con el ADN causando cambios estructurales que llevan a un copiado erróneo de la secuencia en la cadena cuando el ADN es replicado.
Otros lo hacen indirectamente al causar que las células sinteticen químicos que tiene un efecto mutagénico directo.

La prueba de Ames es un recurso para determinar cuan mutagénico puede ser un agente.

Ejemplos

Ácido nitroso. Agente deaminizante
Radiación Ultravioleta. Origina dímeros de pirimidina (generalmente de timina)
Radiación Gamma y Alfa. Radiaciones ionizantes.
Transposones. Fragmentos autónomos de ADN
Brominas y algunos de sus compuestos.

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 [[Archivo:DNA UV mutation.gif |thumb|right|219px|Mutación causada por la radiación [[Ultravioleta]]]]
-Hay que decir, que gracias a las mutaciones actualmente existe gran biodiversidad. Si no fuera por las variaciones que producen las alteraciones en el ADN, no habría variabilidad fenotípica, ni adaptación a los cambios ambientales.
-Por lo tanto, no hay que ver de forma negativa las mutaciones, ya que todo proceso biológico tienes sus ventajas e inconvenientes. Aunque también hay que decir que el "cáncer" es considerado como el producto final de uno o más fenómenos de mutación.
-Hay varios tipos de mutaciones:
-*Espontáneas: son las que se producen de manera natural, son debidas a cambios aleatorios de la secuencia nucleotídica de los genes.  Estos errores ocurren con una frecuencia de 10-7 – 10 -11 por pares de bases durante una replicación.
-*Inducidas: son las mutaciones que se producen por la influencia de cualquier factor externo que pueden ser agentes naturales o artificiales.
 En biología, un '''mutágeno''' ([[Latín]], literalmente ''origen del cambio'') es un agente físico o químico que altera o cambia la información genética (usualmente [[ADN]]) de un organismo y ello incrementa la frecuencia de mutaciones por encima del nivel natural. Cuando numerosas mutaciones causan el cáncer adquieren la denominación de [[carcinógeno]]s. No todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Hay "mutaciones espontáneas", llamadas así debido a errores en la reparación y la recombinación del [[ADN]].
-Estos agentes mutagénicos se pueden clasificar en:
-*'''Mutágenos químicos''': son compuestos químicos capaces de alterar las estructuras del ADN de forma brusca.
-*'''Mutágenos físicos''': son radiaciones que pueden alterar la secuencia y estructura del ADN.
-*'''Mutágenos biológicos''': son aquellos organismos “vivos” que pueden alterar las secuencias del material genético de su hospedador; como por ejemplo; virus, bacterias y hongos.
+== Tipos de mutágenos ==
+Los mutágenos se clasifican de acuerdo al tipo de medio del que provienen.Los más frecuentes son:
-==Mutágenos químicos==
-La mutagénesis química se descubre en 1942 cuando Carlota Averbach y J. M. Robson descubrieron que la mostaza nitrogenada (un ingrediente de los gases asfixiantes que se han utilizado en las guerras) producía mutaciones.
-Al final de la 2ª Guerra Mundial se conocían de 30 a 40 compuestos mutagénicos. Actualmente hay más de 6 millones de sustancias químicas de ese tipo, de los que 500000 se utilizan en los procesos de fabricación.
+=== Mutágenos biológicos ===
-En 1977 se creó la International Commission for Protection against Environmental Mutagens and Carcinogens que se dedica a la elaboración de normas de evaluación y de reglamentos sobre el uso y distribución de los agentes químicos Mutágenos.
+Son aquellos que se encuentran en el ambiente y mutan a lo largo de millones de años.Suelen ser organismos de tamaño minúsculo,como [[bacteria]]s,[[virus]],hongos,etc.
-Se pueden clasificar según su modo de acción en:
+=== Mutágenos químicos ===
-===Análogos de bases===
-Tienen similitud estructural con las bases, como por ejemplo el 5-Bromouracilo o la 2-Aminopurina, que se incorporan en el ADN que se replica en lugar de las bases correspondientes timina y adenina.
+Son compuestos o elementos químicos los cuales pueden alterar rápidamente la estructura genética de los organismos vivientes, como los fármacos, las drogas, etc.
-Cuando uno de estos análogos de bases se introducen en el ADN, la replicación ocurre normalmente aunque se pueden producir errores de lectura que resultan en la incorporación de bases erróneas en la copia de ADN. Es decir, el 5-Bromouracilo, análogo de la timina, se puede aparear con una guanina, ésta en otra replicación se apareará con su correspondiente citosina. Por lo tanto, se ha producido una transición de AT a GC.
+=== Mutágenos físicos ===
-===Agentes que reaccionan con el ADN===
-Son moléculas que reaccionan directamente con el ADN, el cual no está replicándose, ocasionando cambios químicos en las bases lo que provoca apareamientos incorrectos.  Estos agentes son el ácido nitroso, hidroxilamina, agentes alquilantes y otros.
-Agentes alquilantes, junto con la luz ultravioleta son los sistemas mutagénicos más potentes. Los compuestos más conocidos son el etil metano sulfonato (EMS), metil metano sulfonato (MMS), dietil sulfato (DES) …
-===Agente intercalantes===
-Son moléculas planas que se insertan entre dos pares de bases del ADN, separándolas entre sí. Durante la replicación, esta conformación anormal puede conducir a inserciones o deleciones en el ADN, originando mutaciones por corrimiento de lectura.
-Las sustancias más características de este grupo son las acridinas (naranja de acridina),  bromuro de etidio y proflavina.
-===Reacciones oxidativas===
-Las formas reactivas del oxígeno (superóxidos, peróxidos y radicales hidroxilo) que se producen durante el metabolismo normal, la radiación, el ozono, los peróxidos y ciertas drogas pueden dañar el DNA e inducir mutaciones provocando cambios químicos en el DNA. Por ejemplo: 8-oxi-7,8 dihidrodesoxiguanina.
-==Detección de mutágenos (Test de Ames)==
-El [[test de Ames]] hace un uso práctico de las mutaciones bacterianas para detectar sustancias químicas potencialmente peligrosas en el medio.
-Como las grandes poblaciones bacterianas se pueden detectar mutantes con sensibilidad muy alta; las bacterias se pueden utilizar para buscar productos químicos con mutagenicidad potencial. Esto es importante porque muchas sustancias mutágenas son también cancerígenas es decir, capaces de causar cáncer en humano y otros animales.
-==Radiación==
-La radiación es un proceso físico mediante el cual la energía  viaja por el espacio.
-Hay 2 formas principales de esta energía:
-*Electromagnética: se describe como ondas de energía eléctrica. Por ejemplo: [[rayos gamma]], [[rayos X]], [[radiación ultravioleta]].
-*La corpuscular: está formado por partículas atómicas y subatómicas que se mueven a grandes velocidades y provocan daños cuando chocan con otras partículas incluyendo las moléculas biológicas. Por ejemplo: [[partículas alfa]] y [[partículas beta]].
-Ambos se conocen como radicaciones ionizantes, porque producen iones capaces de reaccionar física y químicamente al ponerse en contacto con las moléculas biológicas.
- Pero no todos las formas mutagénicas de la radiación producen iones. La luz ultravioleta es un potente mutágeno con menos energía que la radiación iónica.
-Las longitudes de ondas con baja frecuencia tienen poca energía mientras que  las longitudes de ondas de alta frecuencia tienen mucha energía.
-==Medidas de la radiación==
-Dosimetría: es el método para medir la radiación. En biología las unidades que se suelen utilizar son; el roentgen, rad, rem, gray y sievert.
-*Roentgen: Cantidad de radiación ionizante que produce 2083x109 pares de iones en 1 cc de aire.
-*Rad: es la dosis de radiación que se absorbe, es decir, mide la radiación absorbida por el organismo y no la radiación producida. Es una cantidad igual a 100 ergios de energía absorbida por gramo de tejido irradiado.
-*Rem: equivalente humano del roentgen, la cantidad de radiación ionizante que produce los mismos efectos biológicos que un rad de rayos.
-*Sievert: es una unidad derivada del Sistema Internacional que mide la dosis de radiación absorbida por la materia.
-La exposición habitual en países desarrollados es de 2 a 3 milisieverts en la población general.
-==Fuentes de la radiación==
-El simple hecho de estar vivos nos expone a radiaciones que pueden causar mutación.
-Estamos expuestos constantemente a las radiaciones:
-*Radiaciones ambientales, proceden de fuentes naturales de la radiación como; los rayos cósmicos, la luz solar y los minerales radiactivos de la corteza terrestre como el radón (Torio y Uranio).
-*Radiaciones producidas por el hombre, de las cuales incluimos; exploraciones médicas, (son aquellas que se produce cuando nos hacemos una radiografía, un TAC), laboratorios de investigación, plantas nucleares y algunas plantas de manufactura.  Muchos productos de consumo producen radiación y pueden ser un factor de exposición a la misma: equipos de TV, detectores de humo, los relojes de esfera luminosa.
-Contribuciones del uso médico de los rayos X y los riesgos de irradiación en el trabajo son comparativamente menores a la exposición natural.
-Fuentes de exposición	Dosis anual efectiva
-(mSv)
-Radiación cósmica	0.38
-Radiación terrestre	0.46
-Radionucleidos en el cuerpo (con la excepción del radón)	0.23
-Radón y productos de desintegración	1.28
-Total	2.35
-==Efecto biológico de la radiación==
-Los efectos biológicos de la radiación consisten en alteraciones a diversos niveles de organización, como son las moléculas, los orgánulos y las células.
-===Radiación ionizante===
-'''Reacciones oxidativas:'''
-Es el principal mecanismo por el que la radiaciones interaccionan con la materia orgánica (y por lo tanto con el ADN)
-Como el 80% de la célula es agua, la radiación ionizante suele generar radicales libres, en forma de hidrógeno o de radicales hidroxilo (OH) ionizados, derivados ambos del agua.
-Estos radicales reaccionan con otras moléculas de su misma clase para formar peróxido de hidrógeno (H2O2) cuyas moléculas tienen gran poder de reacción y puede destruir la estructura de las proteínas y del ADN.
-La lesión producida por la radiación induce trastornos del funcionamiento de los procesos metabólicos celulares llevándola a la muerte.
-'''Daños cromosómicos:'''
-Dependiendo del momento de la división en el que se irradien las células, una aberración cromosómica puede incluir una  o dos cromátidas. Ejemplo: a) la irradiación en interfase, antes de que comience la síntesis de DNA, normalmente da lugar a roturas que más tarde aparecen como si se hubiesen producido cuando los cromosomas todavía no se hubiesen replicado (roturas cromosómicas). b) las roturas producidas en el período de interfase después de comenzar la síntesis del DNA normalmente aparecen separadamente en cada una de las dos cromátidas de un cromosoma (rotura de cromátidas)
-Se ha sugerido que la irradiación, en lugar de roturas físicas únicas, ocasiona “lesiones” cromosómicas que luego estimulan intercambios entre partes del mismo cromosoma o de diferentes cromosomas, dando lugar, a su vez, a deleciones, translocaciones y otras aberraciones cromosómicas. Así pues, las cromátidas de un cromosoma irradiado pueden solaparse en un punto donde coinciden dos lesiones, dando lugar a intercambios completos o incompletos.
-Si el intercambio es completo, no se observa un daño morfológico aparente ya que hay una transferencia simétrica de material cromosómico entre las cromátidas hermanas. Tales intercambios pueden detectarse mediante técnicas de tinción diferencial.
-Los intercambios incompletos dan lugar a la pérdida de material en una o en las dos cromátidas. De igual manera, los intercambios inducidos por rayos X pueden dar lugar a inversiones o a translocaciones, aunque en este último caso debería ocurrir entre cromátidas no homólogas. La radiación puede producir aneuploidía por pérdida de cromosomas.
-===Radiación no ionizante===
-'''Radiación ultravioleta'''
-La radiación ultravioleta puede dar lugar también a aberraciones cromosómicas, su efecto es considerablemente más suave que el de los rayos X y por consiguiente ha sido utilizada principalmente para estudiar mutaciones puntuales.
-Teniendo una longitud de onda demasiado larga como para producir iones, la radiación UV parece actuar afectando tan solo a aquellos compuestos que la absorben directamente. En la célula, la absorción directa de los rayos UV está principalmente confinada a compuestos orgánicos con estructuras en forma de anillo, tales como los nucleótidos.
-Esta íntima relación entre la radiación UV y los componentes del DNA también aparece al comparar el espectro de absorción de la radiación UV del DNA y las tasas de mutación ocasionadas por las longitudes de onda UV.
-Estudios in vitro indican que la formación de dímeros de timina puede ser el principal efecto mutagénico producido por los rayos UV. Tales dímeros distorsionan la hélice de DNA e impiden su replicación, como resultado la célula no se divide y puede morir.
+Son los más dañinos, ya que originan mutaciones peligrosas en los seres vivos, como [[enfermedad hereditaria|enfermedades hereditarias]] y [[enfermedad congénita|enfermedades congénitas]]. Figuran entre ellos la [[radiación ultravioleta]] y la [[radiación nuclear]].
 == Efectos de las mutaciones ==
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 En la década de [[Años 1920|1920]], [[Hermann Müller]], descubrió que los [[rayos X]], causaban mutaciones en las moscas de la fruta ([[Drosophila melanogaster]]) que utilizó en sus estudios de genética, y que también tenían efectos en la constitución genética de los humanos.
+== Naturaleza de los mutágenos ==
+Los mutágenos son usualmente [[Compuesto químico|compuestos químicos]] o [[radiación ionizante]] y pueden ser divididos dentro de diferente categorías de acuerdo a su efecto en la replicación del ADN.
+*Algunos mutágenos actúan como base análoga y se insertan en la cadena de ADN durante la replicación en lugar de los sustratos.
+*Algunos reaccionan con el ADN causando cambios estructurales que llevan a un copiado erróneo de la secuencia en la cadena cuando el ADN es replicado.
+*Otros lo hacen indirectamente al causar que las células sinteticen químicos que tiene un efecto mutagénico directo.
+La prueba de Ames es un recurso para determinar cuan mutagénico puede ser un agente.
 == Ejemplos ==
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 [[Categoría:Radiactividad]]
 [[Categoría:Genética]]
-==Enfermedades==
-*[[Xeroderma pigmentosum]]: variedad de procesos hereditarios que se caracteriza por gran sensibilidad a la luz solar, los pacientes tienen pigmentaciones cutáneas y formación de cánceres cutáneos. Los individuos afectados por este proceso no son capaces de reparar normalmente los daños causados al ADN por la luz ultravioleta.
-*[[Sindrome de Cockayne]]: proceso autosómico rara caracterizado por sensibilidad a la luz, retraso mental y muerte temprana.
-*[[Anemia de Fanconi]]: proceso autosómico rara caracterizado por disminución de las células sanguíneas circulantes y anomalías cromosómicas. Los individuos son sensibles a los rayos X y a otras radiaciones ionizantes. La reparación del ADN es defectuosa.
-*[[Síndrome de Bloom]]: proceso autosómica recesivo caracterizado por enanismo, deterioro de la inmunidad y sensibilidad a la luz solar. La fragilidad y translocación de los cromosomas indican una reparación defectuosa del ADN.
-==Bibliografía==
-*Monroe. W. Strickberger.  (1988) “Genética” 3ª edición. Ed: omega.
-*Pierce, Benjamín A. (2005). “Genética: un enfoque conceptual”. Ed: Panamericana.
-*Alberto Juan Solari. (2004) “Genética humana. Fundamentos y aplicaciones en medicina.” Ed: Panamericana.
-*Lewis, R. (2007) “Human genetics. Concepts and applications”. Ed: Mc Graw-Hill international edition.
-*Cummings, Michael. R. (1995) “Herencia humana”. Ed: Mc Graw-hill.
-*Griffiths, A.J.F. (2008) “Genética” 9ª edición. Ed: Mc Graw-Hill.
 [[ar:مطفّر]]