En biología molecular , la mutagénesis por inserción es la creación de mutaciones de ADN mediante la adición de uno o más pares de bases . Tales mutaciones de inserción pueden ocurrir naturalmente, mediadas por virus o transposones , o pueden crearse artificialmente con fines de investigación en el laboratorio.
Esta es una técnica utilizada para estudiar la función de los genes . Se permite que un transposón como el elemento P de Drosophila melanogaster se integre en ubicaciones aleatorias en el genoma del organismo que se está estudiando. Los mutantes generados por este método luego se analizan para detectar cualquier fenotipo inusual . Si se encuentra tal fenotipo, entonces se puede suponer que la inserción ha provocado que el gen relacionado con el fenotipo habitual se inactive. Debido a que se conoce la secuencia del transposón, el gen se puede identificar, ya sea secuenciando el genoma completo y buscando la secuencia, o usando la reacción en cadena de la polimerasa para amplificar específicamente ese gen.
Debido a que muchos virus integran sus propios genomas en los genomas de sus células huésped para replicarse, la mutagénesis causada por infecciones virales es un hecho bastante común. Sin embargo, no todos los virus que se integran causan mutagénesis por inserción.
Algunas inserciones de ADN no conducirán a ninguna mutación perceptible. En ensayos recientes de terapia génica, los vectores lentivirales utilizados para insertar ADN terapéutico no mostraron tendencia a alterar la función génica ni a promover el desarrollo oncogénico . [1] [2] Debido a estos avances, ahora se considera seguro usar dichos vectores de integración para la terapia génica. Una ventaja es que los vectores lentivirales integran el ADN de forma permanente, mientras que el efecto de otros virus que no se integran es transitorio. Para aquellos virus como gammaretrovirusesque tienden a integrar su ADN en lugares genéticamente desfavorables, la gravedad de cualquier mutación resultante depende completamente de la ubicación dentro del genoma del huésped en la que se inserta el ADN viral. Si el ADN se inserta en medio de un gen esencial, los efectos sobre la célula serán drásticos. Además, la inserción en la región promotora de un gen puede tener efectos igualmente drásticos. Asimismo, si el ADN viral se inserta en un represor , el gen correspondiente del promotor puede sobreexpresarse, lo que lleva a una sobreabundancia de su producto y una actividad celular alterada. Si el ADN se inserta en la región potenciadora de un gen, el gen puede estar subexpresado, lo que lleva a una ausencia relativa de su producto, lo que puede interrumpir significativamente la actividad de la célula.
La alteración de diferentes genes tendrá efectos variables en la célula. No todas las mutaciones afectarán significativamente la proliferación de la célula. Sin embargo, si la inserción ocurre en un gen esencial o un gen que está involucrado en la replicación celular o la muerte celular programada , la inserción puede comprometer la viabilidad de la célula o incluso hacer que la célula se replique interminablemente, lo que lleva a la formación de un tumor. que puede volverse canceroso.