Universidad Simón Bolívar
Departamento de Física
Física para Biólogos
FIS-3151
EFECTOS MUTAGÉNICOS DE LAS
RADIACIONES SOBRE SISTEMAS
BIOLÓGICOS
Realizado por:
Sandra López Pereney
El ADN
Ácido desoxirribonucleico
Constituida por dos largas cadenas de nucleótidos
unidas entre sí formando una doble hélice, que se
mantienen unidas por la formación de puentes de
hidrogeno entre las bases nitrogenadas de ambas
cadenas que quedan enfrentadas. Este apareamiento
está condicionado químicamente de forma que la
adenina (A) sólo se puede unir con la Timina (T) y la
Guanina (G) con la Citosina (C).
La estructura de un determinado ADN está definida
por la "secuencia" de las bases nitrogenadas en la
cadena de nucleótidos, residiendo precisamente en
esta secuencia de bases la información genética del
ADN. El orden en el que aparecen las cuatro bases a
lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto,
crítico para la célula, ya que este orden es el que
constituye las instrucciones del programa genético de
los organismos.
Figura de arriba
emparejamiento de las bases
nitrogenadas por los puentes
de H. Figura de la izquierda
estructura de las bases
nitrogenadas
Las Mutaciones
Una mutación se refiere a
un cambio en el material
genético de una célula
(ADN), el cual puede ser
heredable o no según el
tipo o nivel en donde
ocurre.
Figura superior oveja central
con la mutación recesiva de
patas cortas. Figura inferior
izquierda mosca de fruta
salvaje, derecha con mosca
de fruta con alas cortas
Tipos:
 Según el nivel en donde ocurren:
- Cromosomas
- Nucleótidos:

Según el tipo de célula donde
ocurren:
- Gaméticas.
- Somáticas.
gameto masculino
(superior), femenino
(inferior)

Según su origen:
- Espontáneas.
- Inducidas.
Izquierda
transposon
(Espontánea),
derecha
cambio de
base
(inducido)
Consecuencias:
Como ocurre en muchas áreas, los cambios en el
ADN pueden tener consecuencias beneficiosas o
perjudiciales. En algunos casos la simple
mutación de un nucleótido por otro puede
resultar en la aparición de una enfermedad.
Algunos ejemplos de esto son la anemia
falciforme, la fibrosis quística, la fenilcetonuria y
la enfermedad de Tay-Sachs. Sin embargo, las
mutaciones son también de alguna manera
responsables de la aparición de nuevas
actividades biológicas y junto con la selección
natural, de la aparición de nuevas formas de
vida, por lo que no debe perderse de vista, que la
aparición de especies nuevas no es producto de
la presencia de mutaciones aisladas sino de la
conjunción de la aparición de mutaciones y
mecanismos de selección.
Radiaciones
Otro factor altamente mutagénico es
el producido por las radiaciones en
general. En física, las radiaciones se
refieren a la propagación de la
energía en forma de ondas a través
del espacio, incluyendo desde la luz
visible a los de espectros no visibles,
como se muestra en la figura
Niveles a los que afecta:
Las interacciones que ocurren entre la materia expuesta a
diferentes radiaciones es de forma compleja, ya que es sabido,
que la exposición a estas fuentes a varios niveles pueden ser
capaces de destruir tejidos, donde en el mejor de los casos,
ocurren quemaduras leves o enfermedades crónicas tratables,
hasta en el peor escenario, donde se produce la muerte por
diversos mecanismos, como las mutaciones del material
genético entre otros.
Por principio todos los cuerpos son capaces de absorber o
emitir la luz que se propaga a manera de radiaciones, por tanto
los sistemas biológicos no quedan exentos de este principio,
esto se debe principalmente gracias a la composición química
de los compuestos y en este caso al de las biomoléculas, las
cuales por sus características, son capaces de absorberlas a
determinadas longitudes de onda con mayor intensidad y
reflejar otra gran cantidad de ellas por el efecto fotoeléctrico.
ADN absorbe a 260 nm
Tipos de radiaciones:
• No ionizantes (Luz UV)
• Ionizantes (protones, electrones, rayos x, etc.)
Tipos de mutaciones producidas por efecto de las
radiaciones:

No ionizantes:
El único tipo de radiación
capaz de producir mutaciones
es la luz UV.
Su principal mecanismos es la
inducción a la formación de
dímeros de pirimidina en el
ADN. Este mecanismo
consiste en la unión
covalente de dos bases
pirimidínicas adyacentes, de
manera que incrementa la
probabilidad de que las
proteínas encargadas de la
síntesis de ácidos nucleicos
(DNA polimerasa) inserte
nucleótidos de manera
incorrecta en esa posición
cambiando la información
contenida en ese triplete

Ionizantes
Los efectos mutagénicos de este tipo de radiaciones son de tipo
indirecto, ya que la incidencia de estas, ocasionan la ionización del
agua y de otras sustancias, los cuales son los responsables como
tal de que ocurran estas mutaciones. Estos radicales libres
formados interaccionan con moléculas como el ADN y las inactivan,
donde si se absorben grandes dosis puede incidir no solo en el
impacto de varias de las biomoléculas sino en la muerte celular.
Una de los mayores peligros que se presentan con este
tipo de radiaciones es que es capaz de penetrar diversos tipos de
materiales ofreciendo muy pocas opciones para la protección ante
las mismas, a diferencia de cómo ocurre con la luz UV.
Dosis Equivalente
Existen formas de medir cuantitativamente el efecto de las
radiaciones ionizantes en los tejidos vivos, considerando dos
factores, el primero es midiendo las dosis absorbidas de
radiación y el segundo utiliza un factor numérico llamado
efectividad biológica relativa (EBR) o factor de calidad (FC),
el cual determina la magnitud del efecto biológico para
diferentes radiaciones, considerando que energías iguales
provenientes de diferentes fuentes, producen diferencias en
las magnitudes del mismo, dependiendo también del tipo de
tejido afectado.
Según el sistema internacional (SI) las unidades de dosis
equivalente son los Sievert (Sv) y el de las dosis absorbidas
el Gray (Gy).
Dosis equivalente = EBR * dosis absorbida (Gy)
Efectividad biológica relativa
(1Gy = 1J/Kg) o en rad (1rad = 0.01Gy)
(1rem = 0.01Sv)
Conclusiones:
• Existen diversos tipos de radiaciones, naturales como artificiales,
que son capaces de producir alteraciones el los tejidos expuestos a
ellos, pudiendo producir como consecuencia una mutación.
• Este fenómeno depende del tipo de radiación a la que se esta
expuesto, así como a el tiempo y el tejido afectado, por lo que se
cuenta con el término de dosis equivalente, que determina la
magnitud del daño producido por la radiación considerando todos
estos factores descritos.
• Por otra parte es imposible no desligar el nivel de importancia que
debieron tener las radiaciones naturales en la producción de
mutaciones, como cofactores evolutivos de lo que hoy por hoy
conocemos.
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