mutación pequeña

petite (ρ–) es un mutante descubierto por primera vez en la levadura Saccharomyces cerevisiae . Debido al defecto en la cadena respiratoria, las levaduras 'petite' no pueden crecer en medios que contengan solo fuentes de carbono no fermentables (como glicerol o etanol) y forman colonias pequeñas cuando se cultivan en presencia de fuentes de carbono fermentables (como glucosa). El fenotipo petite puede ser causado por la ausencia o mutaciones en el ADN mitocondrial (denominado "petites citoplasmáticos"), o por mutaciones en genes codificados en el núcleo involucrados en la fosforilación oxidativa . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Un petite neutro produce toda la descendencia de tipo silvestre cuando se cruza con tipo silvestre.

Las mutaciones puntuales pueden inducirse mediante diversos mutágenos, incluidos agentes intercalantes del ADN , así como sustancias químicas que pueden interferir con la síntesis de ADN en las células en crecimiento.^{[ 2 ]} Los mutágenos que crean Petites están implicados en el aumento de las tasas de enfermedades degenerativas y en el proceso de envejecimiento.

Una mutación que produce colonias pequeñas (petite > petite) de tipo anaeróbico se mostró por primera vez en la levadura Saccharomyces cerevisiae y fue descrita por Boris Ephrussi y sus colaboradores en 1949 en Gif-sur-Yvette , Francia. ^{[ 3 ]} Las células de las colonias petite eran más pequeñas que las de las colonias de tipo silvestre, pero el término "petite" se refiere solo al tamaño de la colonia y no al tamaño de la célula individual. ^{[ 3 ]}

Hace más de 50 años, en un laboratorio de Francia, Ephrussi y colaboradores descubrieron un factor de herencia no mendeliana esencial para la respiración en la levadura Saccharomyces cerevisiae .  La S. cerevisiae sin este factor, conocido como factor ρ, se caracteriza por el desarrollo de colonias pequeñas en comparación con la levadura de tipo silvestre. ^{[ 4 ]}   Estas colonias más pequeñas se denominaron colonias petite. Se observó que estos mutantes petite se producían espontáneamente de forma natural a una tasa del 0,1 % al 1,0 % en cada generación. ^{[ 4 ] [ 5 ]} También descubrieron que el tratamiento de la S. cerevisiae de tipo silvestre con agentes intercalantes de ADN producía esta mutación más rápidamente. ^{[ 4 ]}

En 1964, Schatz identificó una región del ADN nuclear de la levadura asociada a las mitocondrias. Posteriormente, se descubrió que los mutantes sin el factor ρ carecían de ADN mitocondrial (denominados aislados ρ ⁰ ), o que presentaban una diferencia en la densidad o cantidad de ADN mitocondrial (denominados aislados ρ ⁻ ). El uso de la microscopía electrónica para visualizar el ADN en la matriz mitocondrial permitió verificar la existencia del genoma mitocondrial. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Desde entonces , S. cerevisiae se ha convertido en un modelo útil para el estudio del envejecimiento. Se ha demostrado que, a medida que la levadura envejece, pierde ADN mitocondrial funcional, lo que conduce a la senescencia replicativa, o la incapacidad de replicarse. ^{[ 4 ]}   Se ha sugerido que existe un vínculo entre la pérdida de ADN mitocondrial y la vida útil replicativa (RLS), o el número de veces que una célula puede reproducirse antes de morir, ya que se ha descubierto que un aumento en la RLS se establece con los mismos cambios en el genoma que mejoran la propagación de células que no contienen ADN mitocondrial. Los cribados genéticos de genes y vías asociados a la vida útil replicativa podrían hacerse más fáciles y rápidos seleccionando supresores genéticos de los mutantes negativos petite. ^{[ 4 ]}  

La levadura petite se caracteriza por una deficiencia en citocromos (a, a3 + b) y una falta de enzimas respiratorias que participan en la respiración en las mitocondrias. ^{[ 7 ]} Debido al error en la vía de la cadena respiratoria, la levadura 'petite' es incapaz de crecer en medios que contienen solo fuentes de carbono no fermentables (como glicerol o etanol) y forma pequeñas colonias cuando se cultiva en presencia de fuentes de carbono fermentables (como glucosa). ^{[ 8 ]} La ausencia de mitocondrias puede causar el fenotipo petite, o por mutaciones de deleción en el ADN mitocondrial (denominadas "petites citoplasmáticas") que es una mutación de deleción, o por mutaciones en genes codificados en el núcleo involucrados en la fosforilación oxidativa .

Los mutantes petite se pueden generar en el laboratorio mediante tratamientos de alta eficiencia como la acriflavina, el bromuro de etidio y otros agentes intercalantes. ^{[ 9 ]} Sus mecanismos actúan para degradar y causar la eventual pérdida del ADN mitocondrial: si aumenta el tiempo de tratamiento, la cantidad de ADN mitocondrial disminuirá. Tras un tratamiento prolongado, se obtuvieron mutantes petite sin ADN mitocondrial detectable. ^{[ 7 ]} Este es un enfoque útil para ilustrar la función del ADN mitocondrial en el crecimiento de la levadura.

El patrón de herencia de los genes que existen en los orgánulos celulares, como las mitocondrias, denominado herencia citoplasmática, difiere del patrón de los genes nucleares.