6.7: Regulación de la Expresión Génica
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¿Qué es la expresión génica?
El uso de un gen para producir una proteína se llama expresión génica. Incluye la síntesis de la proteína por los procesos de transcripción de ADN y traducción de ARNm. También puede incluir el procesamiento adicional de la proteína después de la síntesis.
La expresión génica está regulada para asegurar que las proteínas correctas se elaboran cuando y donde se necesitan. La regulación puede ocurrir en cualquier punto de la expresión de un gen, desde el inicio de la fase de transcripción de la síntesis de proteínas hasta el procesamiento de una proteína después de que se produzca la síntesis. La regulación de la transcripción es una de las partes más complicadas de la regulación génica en las células eucariotas y es el foco de este concepto.
Regulación de la Transcripción
Como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\), la transcripción está controlada por proteínas reguladoras o factores de transcripción. Estas proteínas se unen a regiones del ADN, llamadas elementos reguladores que se encuentran cerca de promotores. El promotor es la región de un gen donde la ARN polimerasa se une para iniciar la transcripción del ADN a ARNm. Después de que las proteínas reguladoras se unen a elementos reguladores, las proteínas pueden interactuar con la ARN polimerasa. Las proteínas reguladoras son típicamente activadores o represores. Los activadores son proteínas reguladoras que promueven la transcripción potenciando la interacción de la ARN polimerasa con el promotor. Los represores son proteínas reguladoras que previenen la transcripción al impedir el progreso de la ARN polimerasa a lo largo de la cadena de ADN por lo que el ADN no puede transcribirse a ARNm.
Potenciadores
Aunque las proteínas y elementos reguladores suelen ser los actores clave en la regulación de la transcripción, también pueden estar involucrados otros factores. Por ejemplo, la regulación de la transcripción también puede implicar potenciadores. Los potenciadores son regiones distantes de ADN que pueden retroceder para interactuar con el promotor de un gen y mejorar la transcripción.
Regulación Durante el Desarrollo
La regulación de la expresión génica es extremadamente importante durante el desarrollo temprano de un organismo. Las proteínas reguladoras deben activar ciertos genes en células particulares en el momento justo para que el individuo desarrolle órganos y sistemas orgánicos normales. Los genes homeobox son un gran grupo de genes que regulan el desarrollo durante la etapa embrionaria. En humanos, se estima que hay 235 genes homeobox funcionales. Están presentes en todos los cromosomas y generalmente agrupados en racimos. Los genes homeobox contienen instrucciones para hacer cadenas de 60 aminoácidos llamadas homeodominios. Las proteínas que contienen homeodominios son factores de transcripción que se unen y controlan las actividades de otros genes. El homeodominio es la parte de la proteína que se une al gen diana y controla su expresión.
Revisar
- Definir la expresión génica.
- ¿Por qué se debe regular la expresión génica?
- Explicar cómo las proteínas reguladoras pueden activar o reprimir la transcripción.
- Describir los genes homeobox y su papel en el desarrollo de un organismo.
- Discutir el papel de las mutaciones génicas reguladoras en el cáncer.
- Explicar la relación entre protooncogenes y oncogenes.
- Si un óvulo recién fertilizado contenía una mutación en un gen homeobox, ¿qué efecto cree que esto podría tener en el embrión en desarrollo? Explica tu respuesta.
- ¿Cuáles de las siguientes son proteínas?
- Represores
- Promotores
- Elementos regulatorios
- Todo lo anterior
- ¿Cuál de las siguientes es una región de ADN?
- Homeodominio
- Activador
- Caja TATA
- Tanto A como C
- Comparar y contrastar potenciadores y activadores.
- Verdadero o Falso. Las mutaciones en genes que normalmente promueven o suprimen la división celular pueden causar cáncer.
- Verdadero o Falso. La expresión génica solo está regulada en la etapa transcripcional.
- Verdadero o Falso. Si la ARN polimerasa no puede unirse al promotor de un gen, no puede transcribir ese gen en ARNm.
Explora más
Las mutaciones en la regulación de la expresión génica pueden conducir a una división celular incontrolada, también conocida como cáncer. Conoce más aquí:
Atribuciones
- Variedad celular animal de Sunshineconnelly, con licencia CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
- Gen de transcripción eucariota por OpenStax vía Lumen Learning, CC BY 4.0
- Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0