Mutágeno para niños

Un mutágeno es algo (puede ser una sustancia química, un tipo de energía o un ser vivo muy pequeño) que puede cambiar la información genética de un organismo, como su ADN. Estos cambios se llaman mutaciones. Los mutágenos hacen que las mutaciones ocurran con más frecuencia de lo normal.

A veces, muchas mutaciones pueden llevar a enfermedades como el cáncer. Sin embargo, no todas las mutaciones son causadas por mutágenos. Algunas son "mutaciones espontáneas", que ocurren por errores naturales cuando el ADN se copia o se repara.

Es importante saber que las mutaciones también son muy útiles. Gracias a ellas, existe una gran biodiversidad en la Tierra. Los cambios en el ADN permiten que los seres vivos se adapten a nuevos ambientes. Así que, aunque a veces causen problemas, las mutaciones son una parte natural y necesaria de la vida.

¿Cómo se descubrieron los mutágenos?

En la década de 1920, un científico llamado Hermann Joseph Muller descubrió algo muy importante. Se dio cuenta de que los rayos X podían causar mutaciones en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), que él usaba en sus estudios. También notó que estos rayos podían afectar la información genética de los humanos. Este fue un gran paso para entender cómo los agentes externos pueden cambiar nuestro ADN.

Tipos de agentes mutágenos

Los agentes que causan mutaciones se pueden clasificar en diferentes grupos:

Mutágenos químicos

Son sustancias químicas que pueden alterar directamente la estructura del ADN. Algunos ejemplos son el ácido nitroso o ciertas sustancias como las brominas.

El descubrimiento de que las sustancias químicas podían causar mutaciones ocurrió en 1942. Carlota Averbach y J. M. Robson encontraron que una sustancia llamada mostaza nitrogenada (usada en algunas guerras) producía mutaciones. Al final de la Segunda Guerra Mundial, se conocían entre 30 y 40 compuestos mutagénicos. Hoy en día, hay millones de estas sustancias, y muchas se usan en la fabricación de productos.

En 1977, se creó una comisión internacional para proteger contra los mutágenos y sustancias que causan cáncer en el ambiente. Esta comisión ayuda a establecer reglas sobre cómo usar estas sustancias de forma segura.

¿Cómo actúan los mutágenos químicos?

Los mutágenos químicos pueden actuar de varias maneras:

Análogos de bases

Son moléculas que se parecen mucho a las bases nitrogenadas normales del ADN (adenina, timina, citosina, guanina). Por ejemplo, el 5-bromouracilo es similar a la timina. Cuando el ADN se copia, estas moléculas pueden incorporarse por error en lugar de las bases correctas. Esto puede llevar a que se produzcan errores en la siguiente copia del ADN, cambiando la secuencia original.

Agentes que reaccionan con el ADN

Estas moléculas se unen directamente al ADN y causan cambios químicos en las bases, incluso cuando el ADN no se está copiando. Esto puede provocar que las bases se emparejen de forma incorrecta. Algunos de estos agentes son el ácido nitroso y los agentes alquilantes. Los agentes alquilantes, junto con la luz ultravioleta, son de los mutágenos más potentes.

Agentes intercalantes

Son moléculas planas que se meten entre los pares de bases del ADN, como si fueran una cuña. Esto separa las bases y distorsiona la forma del ADN. Cuando el ADN se copia, esta forma extraña puede hacer que se añadan o se quiten bases, lo que cambia completamente el mensaje genético. Ejemplos de estas sustancias son la naranja de acridina y el bromuro de etidio.

Reacciones oxidativas

Ciertas formas de oxígeno (como los superóxidos o los radicales hidroxilo) que se producen en el cuerpo o por la radiación, pueden dañar el ADN. Estos daños pueden causar cambios químicos en el ADN y provocar mutaciones.

Mutágenos físicos

Son tipos de energía que pueden alterar el ADN. La radiación es un ejemplo importante.

Radiación

La radiación es energía que viaja por el espacio. Hay dos tipos principales:

• Electromagnética: Viaja en forma de ondas de energía. Ejemplos son los rayos gamma, los rayos X y la radiación ultravioleta.
• Corpuscular: Está formada por partículas atómicas y subatómicas que se mueven muy rápido. Causan daño al chocar con otras moléculas, incluyendo las del ADN. Ejemplos son las partículas alfa y partículas beta.

Ambos tipos pueden ser radiaciones ionizantes, lo que significa que producen iones (átomos con carga eléctrica) que pueden reaccionar con las moléculas biológicas. Sin embargo, no toda la radiación mutagénica produce iones. La luz ultravioleta, por ejemplo, es un mutágeno potente pero tiene menos energía que la radiación ionizante.

Los rayos X pueden causar esterilidad en plantas y animales, y también afectan tejidos como huesos, nervios y músculos.

Fuentes de radiación

Estamos expuestos a la radiación constantemente, incluso sin darnos cuenta:

• Radiaciones ambientales: Vienen de fuentes naturales como los rayos cósmicos del espacio, la luz solar y minerales radiactivos en la corteza terrestre (como el torio y el uranio), y el gas radón.
• Radiaciones producidas por el ser humano: Se usan en exploraciones médicas (como radiografías o TACs), en laboratorios de investigación, en centrales nucleares (donde se producen rayos alfa, beta y gamma), y en algunas fábricas. Muchos productos de uso diario también emiten radiación, como televisores antiguos o detectores de humo.

Efecto biológico de la radiación

La radiación puede causar daños a diferentes niveles en los seres vivos, desde las moléculas hasta las células.

Radiación ionizante

Este tipo de radiación tiene mucha energía y es muy "penetrante". Cuando choca con los átomos, hace que liberen electrones, creando iones. Como las células tienen mucha agua, la radiación ionizante a menudo crea "radicales libres" (moléculas muy reactivas) a partir del agua. Estos radicales pueden dañar las proteínas y el ADN, lo que puede llevar a que la célula funcione mal o incluso muera.

También puede causar daños en los cromosomas, que son las estructuras que contienen el ADN. Estos daños pueden ser roturas o cambios en la forma de los cromosomas.

Radiación no ionizante

La radiación ultravioleta (UV) es un ejemplo. Es menos penetrante que los rayos X y no produce iones de la misma manera. La radiación UV es absorbida directamente por los componentes del ADN, especialmente por las bases citosina y timina. Un efecto común es la formación de "dímeros de timina", donde dos timinas se unen. Esto distorsiona la forma del ADN y puede impedir que se copie correctamente, lo que puede llevar a la muerte de la célula.

Mutágenos biológicos

Son organismos vivos que pueden cambiar el material genético de su hospedador. Ejemplos incluyen algunos virus, bacterias y hongos. También están los transposones, que son fragmentos de ADN que pueden moverse y cambiar de lugar dentro del genoma.

Se ha visto que algunos virus pueden causar anomalías en los cromosomas. Por ejemplo, la contaminación viral por hepatitis puede producir roturas cromosómicas.

Efectos de las mutaciones

Las mutaciones son cambios en la secuencia del ADN. Pueden ser la sustitución de una base por otra, o la adición o eliminación de una o más bases.

Aunque muchas mutaciones pueden ser dañinas o causar enfermedades graves, otras tienen efectos menores o incluso ningún efecto visible. Esto puede ocurrir si la mutación está en una parte del ADN que no codifica proteínas (llamada intrón), o si el cambio en el ADN no altera la proteína final debido a que el código genético tiene "redundancia" (varias combinaciones de bases pueden dar el mismo resultado).

Enfermedades relacionadas con mutaciones

Algunas enfermedades genéticas están relacionadas con la incapacidad del cuerpo para reparar el daño causado por mutágenos:

• Xeroderma pigmentosum: Las personas con esta condición son muy sensibles a la luz solar y desarrollan cáncer de piel fácilmente. Su cuerpo no puede reparar bien el daño del ADN causado por la luz ultravioleta.
• Síndrome de Cockayne: Es una enfermedad rara que causa sensibilidad a la luz, retraso en el desarrollo y una vida más corta.
• Anemia de Fanconi: Es una enfermedad rara que afecta las células de la sangre y causa anomalías cromosómicas. Las personas con esta condición son sensibles a los rayos X y otras radiaciones.
• Síndrome de Bloom: Causa baja estatura, problemas con el sistema inmune y sensibilidad a la luz solar. Los cromosomas son frágiles, lo que indica un problema en la reparación del ADN.

Factores que influyen en las mutaciones

Algunos factores no son mutágenos por sí mismos, pero pueden influir en si una mutación ocurre o no:

• Presión de oxígeno: El oxígeno puede formar peróxidos durante la radiación, y estos peróxidos pueden causar mutaciones.
• Temperatura: Temperaturas muy altas o muy bajas pueden aumentar la frecuencia de mutaciones en algunos organismos.
• Envejecimiento: Las semillas o el polen guardados por mucho tiempo pueden mostrar un aumento en la tasa de mutación, ya que las mutaciones espontáneas se acumulan con el tiempo.

Mutágenos en productos comerciales

Algunos productos que usamos o con los que entramos en contacto pueden contener mutágenos:

Productos para el control de plagas

Las personas pueden exponerse a ellos al comer alimentos con residuos o por contacto directo. Algunos ejemplos son:

• Hidracida maleica: Usada como herbicida y fungicida. Puede causar mutaciones en plantas y moscas.
• Captán: Fungicida. Ha mostrado ser mutagénico en bacterias y células en laboratorio.
• DDT: Insecticida. Se ha probado su capacidad mutagénica en ratas y células humanas.

Alimentos y aditivos alimentarios

Algunos aditivos o sustancias presentes en los alimentos pueden ser mutagénicos:

• Ciclamato y ciclohexilamina: Edulcorantes que pueden causar roturas cromosómicas.
• Sacarina: Otro edulcorante que ha mostrado ser mutagénico en algunas pruebas.
• Nitritos y ácido nitroso: Usados para conservar carne, pescado y queso. Pueden causar mutaciones al cambiar las bases del ADN.
• Hidrocarburos aromáticos polinucleares: Como el benzopireno, que se encuentra en el aire por la combustión incompleta y en algunos alimentos ahumados. Es un potente agente que puede causar mutaciones.

Medicamentos

Algunos medicamentos, especialmente los usados en tratamientos contra el cáncer, pueden ser mutagénicos debido a su forma de actuar sobre las células:

• Antibióticos como la mitomicina o la estreptonigrina, usados en tratamientos contra el cáncer.
• Vinca-alcaloides (Vincristina y Vinblastina), usados en quimioterapia.
• Antagonistas del ácido fólico como la aminopterina, también usados en quimioterapia.

Productos industriales

Varias sustancias usadas en la industria pueden ser mutagénicas:

• Formaldehído: Usado en resinas sintéticas, textiles y como desinfectante.
• Acetaldehído: Usado como disolvente en industrias como la del caucho.
• Estireno: Usado en la industria del plástico y resinas.

Dosis necesaria para causar mutación

La cantidad de mutágeno necesaria para causar una mutación varía.

• Radiaciones ionizantes: Para algunos tipos de daño en el ADN, una mayor dosis de radiación se relaciona directamente con más mutaciones. Para otros daños, se necesitan múltiples impactos de radiación.
• Radiaciones no ionizantes: En el caso de la radiación ultravioleta, la relación entre la dosis y la tasa de mutación no es lineal, lo que sugiere que se necesitan varios impactos para que ocurra una mutación.

Grado de peligrosidad de los mutágenos

La tasa de mutación que puede causar la radiación depende de la etapa de la célula. Los tejidos que se dividen rápidamente son más sensibles a la radiación. También se ha visto que las plantas con cromosomas más grandes son más sensibles.

Además, la combinación de diferentes tipos de radiación puede tener un efecto mucho mayor. Por ejemplo, una pequeña dosis de rayos X combinada con una pequeña dosis de UV puede causar tantas mutaciones como una dosis mucho mayor de rayos X solos.

También es importante saber que no todos los genes responden de la misma manera a los mutágenos, y algunas partes de los cromosomas son más propensas a sufrir daños.

Véase también

En inglés: Mutagen Facts for Kids

• Mutante
• Contaminación química
• Contaminación radiactiva
• Genotoxicidad
• Teratología