16.0: Preludio a la expresión génica

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\(\PageIndex{1}\): 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. 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.