Reparación del ADN: lesiones, luz y supervivencia

Que una población sobreviva mejor después de recibir luz no demuestra por sí solo que se haya reparado una lesión concreta del ADN. Para sostener esa interpretación hay que separar la medida molecular de daño, la supervivencia y los controles de exposición. También hay que distinguir una lesión reversible de una mutación ya fijada en la secuencia.

Esta práctica utiliza poblaciones celulares ficticias y datos didácticos originales. No propone exposiciones a radiación ni procedimientos de cultivo. Es una ampliación de genética molecular orientada a interpretar controles, no una descripción de todos los mecanismos que puede presentar cualquier organismo.

Una lesión no es automáticamente una mutación heredable

La radiación ultravioleta puede favorecer lesiones como los dímeros de pirimidina. Una lesión altera la estructura química del ADN; no significa que cada célula haya incorporado ya una sustitución permanente de bases. Si se repara antes de que provoque un cambio estable, la secuencia puede conservarse.

La fotorreparación mediante fotoliasa utiliza energía luminosa para revertir determinadas lesiones. Su presencia y alcance dependen del organismo y de la enzima: no debe atribuirse a todas las células. El resumen de Sancar sobre fotoliasa, consultado como abstract, explica el uso de luz visible en la reparación directa de dímeros.

Otra estrategia es la reparación por escisión de nucleótidos, que retira un segmento dañado y lo reemplaza. La explicación de OpenStax sobre reparación del ADN permite distinguir reparación, corrección de errores y alteración estable de la secuencia.

En los ejercicios, «señal de dímeros» designa una medida calibrada proporcional al número medio de lesiones en el ADN analizado. No la confundimos con porcentaje de células mutantes ni con porcentaje de células muertas.

Ejercicio 1: calcula reparación y supervivencia por separado

Una población ficticia con fotoliasa funcional recibe la misma exposición inicial en dos grupos. Inmediatamente después, ambos presentan 80 unidades de señal de dímeros. Tras un intervalo igual, obtenemos:

Condición posterior	Señal final de dímeros	Supervivencia relativa
Oscuridad	60	40 %
Luz compatible con fotoliasa	20	75 %

Paso 1. Disminución en oscuridad. La señal baja 80 − 60 = 20 unidades. La reducción respecto al daño inicial es 20/80 × 100 = 25 %.

Paso 2. Disminución con luz. Baja 80 − 20 = 60 unidades. La reducción es 75 % de la señal inicial.

Paso 3. Efecto adicional asociado a la luz. La diferencia entre las señales finales es 60 − 20 = 40 unidades. Respecto a las 80 iniciales equivale a 50 puntos porcentuales adicionales de reducción, comparados con la condición oscura.

Paso 4. Supervivencia. Aumenta de 40 % a 75 %, una diferencia de 35 puntos porcentuales. El aumento relativo respecto al 40 % inicial es 35/40 × 100 = 87,5 %.

El 75 % de reducción de lesiones no significa 75 % de supervivencia por definición. En esta tabla ambos números coinciden casualmente. Son variables distintas, con denominadores y significado diferentes.

Los datos son compatibles con reparación estimulada por luz, pero aún no aíslan la participación de la fotoliasa. La luz podría modificar otros procesos. El siguiente ejercicio añade un control pertinente.

Ejercicio 2: pérdida de función y restitución

Se comparan tres líneas celulares equivalentes salvo por la intervención declarada. Todas parten de señal 80 y reciben la misma condición luminosa. Al final: línea funcional, 20; línea sin fotoliasa funcional, 58; línea sin función a la que se restituye la fotoliasa, 22.

Paso 1. Contraste de pérdida. La ausencia de función se asocia con 58 − 20 = 38 unidades más de lesión residual. Bajo los controles del modelo, apoya que la fotoliasa contribuya a la reducción observada con luz.

Paso 2. Contraste de restitución. La señal baja de 58 a 22, una recuperación de 36 unidades. Respecto a la diferencia funcional perdida, 36/38 × 100 = 94,7 %.

Paso 3. Evita otro denominador. La restitución reduce 36/58 × 100 = 62,1 % de la señal residual de la línea sin función. Este porcentaje también es correcto, pero responde a otra pregunta.

Paso 4. Límite. Una señal final de 22 frente a 20 no demuestra una restitución molecular absolutamente completa. Para decidir si esa diferencia es relevante harían falta réplicas, incertidumbre y una comparación adecuada. Aquí podemos describirla como una recuperación cercana al valor funcional.

Conviene incluir líneas no expuestas y controles de la manipulación. Si la intervención también modificase crecimiento, cantidad de ADN recogida o sensibilidad del ensayo, el contraste podría tener explicaciones adicionales. El modelo declara comparabilidad para permitir el razonamiento; una tabla aislada no la garantiza en un experimento real.

Ejercicio 3: señal por cantidad de ADN

Una preparación A contiene 40 unidades de señal en 2 unidades de cantidad de ADN. Otra B contiene 30 unidades de señal en 1 unidad de ADN. ¿Cuál presenta mayor señal normalizada?

Paso 1. Normalización. A tiene 40/2 = 20 unidades de señal por unidad de ADN. B tiene 30/1 = 30.

Paso 2. Comparación. Aunque B tiene menor señal total, su valor normalizado es un 50 % mayor que A: (30 − 20)/20 × 100.

Paso 3. Interpretación. Con calibración y preparación comparables, B presenta más lesiones por cantidad de ADN analizada. El total bruto no permite concluir lo contrario.

Esta corrección no autoriza traducir 30 unidades a treinta dímeros por célula. Para eso harían falta una calibración absoluta y conocer cuánto ADN corresponde a cada célula. Una unidad de señal no es automáticamente una molécula.

Ejercicio 4: no confundas sobrevivir y conservar secuencia

En dos grupos sobreviven 800 de 1000 células iniciales. Entre las supervivientes evaluadas, el grupo A presenta 8 células portadoras de variantes estables y B presenta 24 células portadoras. Se han evaluado las 800 células supervivientes de cada grupo.

Ambos tienen supervivencia del 80 %. La frecuencia de variantes entre supervivientes es 8/800 = 1 % en A y 24/800 = 3 % en B. Si se usa como denominador la población inicial, las proporciones son 0,8 % y 2,4 %. Debe indicarse cuál se informa.

Los grupos comparten supervivencia, pero no la frecuencia observada de variantes. Tampoco sabemos por estos datos si todas las variantes se deben a la exposición: haría falta un control basal y conocer el ensayo. Reparación, supervivencia y mutación no son tres nombres de una misma medida.

Para conectar el tema con cambios de secuencia, consulta CRISPR: corte, reparación y alelos. Puedes ordenar mecanismos y controles con los esquemas de Biología.

Preguntas frecuentes

¿Un dímero de pirimidina es siempre una mutación ya fijada?

No. Es una lesión química. Puede repararse sin dejar un cambio estable de secuencia; su presencia no equivale automáticamente a una mutación heredable.

¿Mayor supervivencia demuestra reparación directa por fotoliasa?

No por sí sola. Hace falta medir lesiones y añadir controles que distingan la función enzimática de otros efectos de la luz.

¿Por qué se normaliza la señal por cantidad de ADN?

Para comparar preparaciones que contienen cantidades distintas de ADN. Una menor señal total puede corresponder a más lesiones por unidad de ADN.

Compara la lesión, la célula y la secuencia

Al leer una tabla, escribe qué variable se ha medido y cuál es su denominador. Busca después controles que distingan luz, función enzimática y viabilidad. Para continuar con genética molecular, consulta Biología de Galicia, disponible para compra en su ficha. Los modelos de esta práctica no sustituyen el programa ni los criterios de evaluación de tu comunidad.