Punto de mutación aceptada
Una mutación puntual aceptada , también conocida como PAM, es el reemplazo de un solo aminoácido en la estructura primaria de una proteína por otro solo aminoácido, que es aceptado por los procesos de selección natural . Esta definición no incluye todas las mutaciones puntuales en el ADN de un organismo. En particular, las mutaciones silenciosas no son mutaciones aceptadas puntualmente, ni son mutaciones letales o que son rechazadas por la selección natural de otras formas.
Una matriz PAM es una matriz en la que cada columna y fila representa uno de los veinte aminoácidos estándar. En bioinformática , las matrices PAM se utilizan a veces como matrices de sustitución para puntuar las alineaciones de secuencias de proteínas. Cada entrada en una matriz PAM indica la probabilidad de que el aminoácido de esa fila sea reemplazado por el aminoácido de esa columna a través de una serie de una o más mutaciones puntuales aceptadas durante un intervalo evolutivo específico, en lugar de que estos dos aminoácidos se alineen debido al azar. Las diferentes matrices de PAM corresponden a diferentes períodos de tiempo en la evolución de la secuencia de la proteína.
Las instrucciones genéticas de cada célula que se replica en un organismo vivo están contenidas en su ADN. [1] A lo largo de la vida de la célula, esta información se transcribe y replica mediante mecanismos celulares para producir proteínas o para proporcionar instrucciones a las células hijas durante la división celular , y existe la posibilidad de que el ADN se altere durante estos procesos. [1] [2] Esto se conoce como mutación . A nivel molecular, existen sistemas reguladores que corrigen la mayoría, pero no todos, de estos cambios en el ADN antes de que se replique. [2] [3]
Una de las posibles mutaciones que se produce es la sustitución de un solo nucleótido , conocida como mutación puntual. Si ocurre una mutación puntual dentro de una región expresada de un gen , un exón , entonces esto cambiará el codón que especifica un aminoácido particular en la proteína producida por ese gen. [2] A pesar de la redundancia en el código genético , existe la posibilidad de que esta mutación cambie el aminoácido que se produce durante la traducción y, como consecuencia, la estructura de la proteína cambiará.
La funcionalidad de una proteína depende en gran medida de su estructura. [4] Cambiar un solo aminoácido en una proteína puede reducir su capacidad para llevar a cabo esta función, o la mutación puede incluso cambiar la función que realiza la proteína. [2] Cambios como estos pueden afectar severamente una función crucial en una célula, causando potencialmente la muerte de la célula y, en casos extremos, del organismo. [5]Por el contrario, el cambio puede permitir que la célula continúe funcionando aunque de manera diferente, y la mutación puede transmitirse a la descendencia del organismo. Si este cambio no resulta en ninguna desventaja física significativa para la descendencia, existe la posibilidad de que esta mutación persista dentro de la población. También existe la posibilidad de que el cambio de función resulte ventajoso. En cualquier caso, mientras se somete a los procesos de selección natural, la mutación puntual ha sido aceptada en el acervo genético.
Los 20 aminoácidos traducidos por el código genético varían mucho según las propiedades físicas y químicas de sus cadenas laterales. [4] Sin embargo, estos aminoácidos se pueden clasificar en grupos con propiedades fisicoquímicas similares. [4] Es más probable que la sustitución de un aminoácido por otro de la misma categoría tenga un impacto menor en la estructura y función de una proteína que la sustitución por un aminoácido de una categoría diferente. En consecuencia, la aceptación de mutaciones puntuales depende en gran medida del aminoácido que se reemplaza en la mutación y del aminoácido de reemplazo. Las matrices PAM son una herramienta matemática que explica estas tasas variables de aceptación al evaluar la similitud de las proteínas durante la alineación.
