16.1: Regulación de la expresión génica - El proceso y propósito de la regulación de la expresión génica

Objetivos de aprendizaje

• Discutir cómo el genoma y el proteoma contribuyen a la especialización de una célula

Cada célula somática en el cuerpo generalmente contiene el mismo ADN. Algunas excepciones incluyen los glóbulos rojos, que no contienen ADN en su estado maduro, y algunas células del sistema inmunitario que reordenan su ADN mientras producen anticuerpos. En general, sin embargo, los genes que determinan si tienes ojos verdes, cabello castaño, y qué tan rápido metabolizas los alimentos son los mismos en las células de tus ojos y tu hígado, a pesar de que estos órganos funcionan de manera bastante diferente. Si cada célula tiene el mismo ADN, ¿cómo es que las células u órganos son diferentes? ¿Por qué las células en el ojo difieren tan drásticamente de las células en el hígado?

Figura\(\PageIndex{1}\): Expresión génica: El contenido genético de cada célula somática en un organismo es el mismo, pero no todos los genes se expresan en todas las células. El control de qué genes se expresan dicta si una célula es (a) una célula ocular o (b) una célula hepática. Son los patrones diferenciales de expresión génica que surgen en diferentes células los que dan lugar a (c) un organismo completo.

Mientras que cada célula comparte el mismo genoma y secuencia de ADN, cada célula no enciende, ni expresa, el mismo conjunto de genes. Cada tipo de célula necesita un conjunto diferente de proteínas para realizar su función. Por lo tanto, solo un pequeño subconjunto de proteínas se expresa en una célula que constituye su proteoma. Para que las proteínas se expresen, el ADN debe transcribirse en ARN y el ARN debe traducirse en proteína. En un tipo de célula dado, no todos los genes codificados en el ADN se transcriben en ARN o se traducen en proteína porque las células específicas de nuestro cuerpo tienen funciones específicas. Las proteínas especializadas que componen el ojo (iris, cristalino y córnea) solo se expresan en el ojo, mientras que las proteínas especializadas en el corazón (células de marcapasos, músculo cardíaco y válvulas) solo se expresan en el corazón. En un momento dado, sólo un subconjunto de todos los genes codificados por nuestro ADN son expresados y traducidos en proteínas. La expresión de genes específicos es un proceso altamente regulado con muchos niveles y etapas de control. Esta complejidad asegura la expresión adecuada en la célula adecuada en el momento adecuado.

En esta sección, aprenderá sobre los diversos métodos de regulación génica y los mecanismos utilizados para controlar la expresión génica, tales como: controles epigenéticos, transcripcionales, postranscripcionales, traduccionales y postraduccionales en la expresión génica eucariota, y control transcripcional en gen procariota expresión.

Puntos Clave

• Cada célula dentro de un organismo comparte el mismo genoma (con excepciones, es decir, glóbulos rojos maduros), pero tiene variación entre sus proteomas.
• La expresión génica implica el proceso de transcribir ADN en ARN y luego traducir ARN en proteínas.
• La expresión génica es un proceso altamente complejo y fuertemente regulado.

Términos Clave

• somático: parte de, o relacionado con el cuerpo de un organismo
• genoma: la información genética completa de la célula empaquetada como una molécula de ADN bicatenario
• proteoma: el conjunto completo de proteínas codificadas por un genoma particular