Las mutaciones pueden ser espontáneas mediante varios mecanismos diferentes, incluyendo errores de replicación del DNA y lesiones fortuitas de éste; o mediante mutágenos. Los mutágenos son agentes que aumentan la frecuencia de mutagénesis, generalmente alterando el DNA y en este caso son inducidas.
Errores en la replicación del DNA
Durante la síntesis del DNA puede producirse un error en la replicación porque se forme un emparejamiento ilegítimo de nucleótidos como A-C que da lugar a la sustitución de una base por otra.
Cada una de las bases aparece en el DNA en una de varias formas llamadas tautómeros que son isómeros que se diferencian en las posiciones de sus átomos y en los puentes que se forman entre ellos. Esas formas están en equilibrio. La forma ceto es la que se encuentra normalmente en el DNA mientras que las formas imino o enol son menos frecuentes. La capacidad del tautómero menos frecuente de una base de emparejarse erróneamente y producir mutaciones durante la replicación del DNA fue puesta de manifiesto por primera vez por Watson y Crick. A estos emparejamientos erróneos se les llama cambios tautoméricos.
También pueden ocurrir emparejamientos erróneos cuando una de las bases se ioniza, esto sucede con más frecuencia que los cambios tautoméricos.
Transiciones
Todos los emparejamientos erróneos anteriores producen mutaciones por transición, en las que una purina es sustituida por otra purina y una pirimidina es sustituida por otra pirimidina.
Transversiones
No pueden realizarse por emparejamientos erróneos como los debidos a cambios tautoméricos.
Pero sí pueden realizarse si una base sufre un cambio tautomérico mientras que la otra base rota sobre su enlace glucosídico y quedan enfrentadas sus cargas.
Desaminación
Es una de las más frecuentes debido a la inestabilidad química, afectando gravemente a la replicación del ADN provocando transiciones. En este caso la base se modifica antes de la replicación debido a los radicales que provoca el metabolismo.
La desaminación de citosina produce uracilo, así los resíduos de uracilo que no sean reparados se emparejarán con adenina durante la replicación produciendo la conversión de un par GC en uno AT, se produce una transición.
Cambios de fase
Estas mutaciones pueden ser inserciones o deleciones.
Las inserciones se producen por un deslizamiento o "resbalón" de la cadena sintetizada con lo que se forma un lazo de varios pares de bases. En la siguiente ronda de replicación se añadirán tantas bases como comprenda el lazo ya que cuando se produce el "resbalón" sigue replicándose por donde se quedó antes del "resbalón".
Las deleciones se producen por un deslizamiento o "resbalón" de la cadena molde, como las que hay que copiar no se pueden no se añaden a la caden hija.
Despurinización
El ADN pierde de alguna manera alguna de sus bases y si hay un hueco la reparación introduce una base.
La frecuencia de las mutaciones espontáneas es generalmente baja.
EFECTOS DE LOS CAMBIOS
Se expresan cuando el gen pasa a su proteína correspondiente. Los efectos de los cambios pueden ser:
- Cambios de sentido: se cambia un aminoácido por otro
- Sin sentido: la mutación se produce porque se transforma en un codón de terminación.
- Desfases: si hay una deleción de la base, la pauta de lectura cambia y se produce un gran cambio en la proteína y es muy grave.
- Mutaciones silenciosas: son mutaciones sin efecto: UUU (Phe)---> UUC (Phe)
- El aminoácido que cambia es muy parecido y la proteína sigue funcionando.
En eucariotas tienen un efecto muy grave ya que pueden provocar enfermedades, se dan sobre todo, cuando hay una deleción de 5.000 pb (pares de bases) que afecta a dos genes y producen la enfermedad como problemas respiratorios de inteligencia.
MUTACIONES EN UN SEGMENTO DE CROMOSOMA
DELECCION 
TRASLOCACION 
INVERSION
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