En los seres humanos, ¿cuál es la probabilidad de que una célula en particular tenga una secuencia diferente a la que originalmente se transmitió al organismo de sus padres?

El fenómeno de las células somáticas / germinales que tienen un genoma ligeramente diferente del de sus padres se llama mutación de novo .

La frecuencia de mutación varía dependiendo de varios factores, incluida la edad de los padres (la investigación muestra, de manera bastante interesante, que la edad del padre en la concepción se correlaciona positivamente con el riesgo de mutación de novo ), la longitud de las secuencias que mutan (la mutación que involucra secuencias más largas es menos probable que mutación que involucra un solo nucleótido) y líneas celulares (las células que se dividen activamente tienen más probabilidades de tener una mutación de novo ). La mayoría de los factores de riesgo conocidos son explicables por modelos probabilísticos, y se estima que en una vida, una célula somática mediana habrá experimentado al menos una mutación de novo .

Aunque de naturaleza ubicua, la mayoría de las mutaciones de novo son inofensivas. Hay factores que explican este fenómeno. Primero, la mayoría de las mutaciones ocurren fuera del gen. Estas mutaciones no afectan directamente la secuencia de genes y su producto (ya sea proteína o ARN funcional). Ya se sabe que las regiones fuera del gen tienen efectos funcionales en el organismo (a través de un complejo proceso de regulaciones genéticas), sin embargo, la extensión de este fenómeno no se conoce completamente. En general, se supone que las mutaciones de novo que ocurren fuera de los dominios gen / funcionales conocidos son silenciosas.

Segundo, la mutación que ocurre dentro de los dominios gen / funcional podría tener varios efectos, dependiendo de cómo ocurra la mutación. La inserción / eliminación desplaza el marco de lectura abierto (ORF) y casi con certeza afecta el gen. La sustitución puede ser sinónimo, no sinónimo o una sustitución errónea. Sólo la sustitución sinónima sinónima y fisioquímicamente similar afecta mínimamente al gen. Múltiples necleobases mutaciones casi ciertamente afectan el gen.

Dado que la detección de la mutación de novo es bastante difícil (la comparación cruzada de nucleobase a nucleobase del genoma de la muestra con los genomas de los padres, los hermanos y otras células del paciente), la investigación sobre la mutación de novo en todo el genoma solo comenzó a despegar después de Los avances en la secuenciación de próxima generación hace un par de años. Hasta la fecha, se sabe que la mutación de novo causa diversas enfermedades y cáncer. Se sugiere que la mayoría de las enfermedades extremadamente raras y relacionadas con el desarrollo son causadas por la mutación de nov o.

Debido a que la mutación de novo es desconocida hasta las pruebas y análisis posteriores a la concepción, esto podría generar preguntas morales para los padres. Las enfermedades conocidas causadas por la mutación suelen ser bastante graves. La pregunta sigue siendo, ¿qué harían los padres sabiendo que el cambio de fenotipo de la mutación de novo ya sucedió en el embrión / feto?

Para obtener más información, sugiero leer el artículo de revisión de Veltman & Brunner sobre el estado actual de la investigación sobre la mutación de novo .

Para lanzar algunos números de la parte posterior de la servilleta sobre este problema, un humano adulto está compuesto de algo del orden de 40 billones de células [1], que da

[math] log_2 (4e13) \ approx 45 [/ math]

Divisiones desde el cigoto progenitor hasta el organismo final. Cada división implica la replicación de 2 (diploides) 3 mil millones de genomas de nucleótidos, con una tasa de error de división por nucleótido de 10 ^ {- 10} [2]. Esto conduce a la probabilidad de que no haya mutaciones para una célula en particular en:

[math] ((1-10 ^ {- 10}) ^ {6e9}) ^ {45} \ approx 1e-12 [/ math]

o uno en un trillón. Por supuesto, esto es una gran simplificación, pero nos da un punto de partida.

Curiosamente [2] responde a una pregunta similar (pero distinta) y llega a la respuesta de que hay aproximadamente 130 mutaciones únicas en cada nueva generación.

Además, ambos análisis ignoran las variaciones estructurales, etc.

[1] – Una estimación del número de células en el cuerpo humano.
[2] – Estimación de la tasa de mutación humana: método bioquímico

100%. Cada división dará lugar a errores de replicación. Editar, en respuesta al comentario a continuación.
Mike Adams
Mike Adams
Lo siento, lo dije mal: para la edad adulta, cada celda es el resultado de múltiples eventos de replicación del cigoto original. Acumulativamente, significan que cada célula en el adulto llevará al menos una mutación en relación con los padres