Todos somos mutantes
En 1935, uno de los fundadores de la genética moderna, J. B. S. Haldane, estudiaron a unos hombres en Londres con hemofilia, y estimaron que una de cada 50.000 incidencias de mutaciones causaban hemofilia en el gen afectado, el equivalente a una tasa de mutación de tal vez uno de 25 millones de nucleótidos del genoma. Otros han medido las tasas de algunos genes específicos más, o comparado el ADN de los humanos y los chimpancés, para producir las estimaciones generales de la tasa de mutación que se expresan más directamente en los nucleótidos del ADN.Sorprendentemente, la nueva investigación, publicada recientemente en Current Biology, muestra que estas primeras estimaciones eran acertadas, en total, todos llevamos unas 100 a 200 nuevas mutaciones en nuestro ADN. Esto es equivalente a una mutación por cada uno de 15 a 30 millones de nucleótidos. Afortunadamente, la mayoría de ellos son inofensivos y no tienen ningún efecto aparente sobre nuestra salud o apariencia.
"La cantidad de datos que generamos hubiera sido inimaginable pocos años atrás", destaca el Dr. Yali Xue del Wellcome Trust Sanger Institute, y uno de los líderes del proyecto; "sin embargo, hallar este pequeño número de mutaciones fue realmente difícil".
Los miembros del equipo de Qiuju Wang reclutaron a una familia de China que había vivido en el mismo pueblo durante siglos. El equipo estudió a dos hombres, parientes lejanos, separados por trece generaciones, cuyo ancestro común vivió hace doscientos años.
Para establecer el ratio de mutación, el equipo estudió un área del cromosoma Y. El cromosoma Y es el único en el que, además de mutaciones raras, se transmite sin cambios de padres a hijos, de modo que las mutaciones se acumulan lentamente a lo largo de las generaciones.
A pesar de las muchas generaciones de separación, los investigadores encontraron sólo 12 diferencias entre todas las letras de ADN examinadas. Los dos cromosomas Y seguían idénticos en 10.149.073 de las 10.149.085 letras examinadas. De las 12 diferencias, ocho habían surgido de las líneas celulares utilizadas para el trabajo. Sólo cuatro mutaciones verdaderas se había producido de manera natural a través de las generaciones.
Sabemos desde hace mucho tiempo, que las mutaciones ocurren de vez en cuando en cada uno de nosotros, pero habían tenido que adivinar exactamente con qué frecuencia. Ahora, gracias a los avances en la tecnología para la lectura del ADN, es posible llevar a cabo esta nueva investigación.
Entender las tasas de mutación es la clave para muchos aspectos de la evolución humana y la investigación médica: la mutación es la fuente última de variación genética de todos nuestros, y proporciona un reloj molecular para medir las escalas de tiempo evolutivo. Las mutaciones también pueden conducir directamente a enfermedades como el cáncer. Con una mejor medición de las tasas de mutación, se podría mejorar la calibración del reloj molecular, o probar formas distintas para reducir las mutaciones, por ejemplo.
Incluso con la última tecnología de secuenciación del ADN, los investigadores tuvieron que diseñar una estrategia especial para buscar las casi inexistentes raras mutaciones. Usaron la siguiente generación de la secuencia para establecer el orden de las letras en los dos cromosomas Y, después los compararon con la secuencia de referencia del cromosoma Y.Identificaron 23 candidatos SNPs (cambios de una sola letra en el ADN), que amplificaban las regiones que contenían estos candidatos y comprobaron las secuencias utilizando el método estándar de Sanger. Sucedieron un total de cuatro mutaciones naturales que fueron confirmados. Al conocer este número de mutaciones, la longitud del área que habían buscado y el número de generaciones que separan a los individuos, el equipo fue capaz de calcular la tasa de mutación.
"Estas cuatro mutaciones nos dio la tasa de mutación exacta que esperábamos, uno de cada 30 millones de nucleótidos en cada generación", afirma el coordinador del estudio, Chris Tyler-Smith, también del Wellcome Trust Sanger Institute. "Fue reconfortante, porque los métodos que utilizamos, el aprovechamiento de la tecnología de secuenciación de siguiente generación, no había sido probado para este tipo de investigación. Las nuevas mutaciones son responsables de una serie de enfermedades genéticas. La capacidad de medir, de manera fiable, los ratios de mutación del ADN, significa que podemos comenzar a preguntarnos, cómo dichas tasas de mutación varían entre las diferentes regiones del genoma y quizá también entre los diferentes individuos".
- Adaptado del artículo de ScienceDaily, de 27/08/09
- Referencia:
. Xue Y et al. Human Y chromosome base substitution mutation rate measured by direct sequencing in a deep-rooting pedigree. Current Biology.
. Adaptado de Wellcome Trust Sanger Institute, a través de EurekAlert!.
- Imagen: Gráfico de secuenciación del ADN, de Wikipedia
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