4.2: Expresión génica
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¿Puede cambiar tu expresión en algún momento?
Como saben, la expresión de una persona puede cambiar momento a momento. La expresión que se demuestra suele ser apropiada para los sentimientos de ese momento. La expresión génica es el uso de un gen cuyo producto es necesario para ese momento. Puede ser un momento durante el desarrollo, puede ser un momento de mayor ansiedad, o puede ser en respuesta a un cambio ambiental. Siempre que se necesita una proteína en particular, la expresión génica la proporciona.
Expresión Génica
Cada una de tus células tiene al menos 20,000 genes. De hecho, todas tus células tienen los mismos genes. ¿Todas tus células producen las mismas proteínas? Obviamente no. Si lo hicieran, entonces todas tus celdas serían iguales. En cambio, tienes celdas con diferentes estructuras y funciones. Esto se debe a que diferentes células producen diferentes proteínas. Lo hacen usando, o expresando, diferentes genes. El uso de un gen para producir una proteína se llama expresión génica.
Cómo se regula la expresión génica
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 transcripción hasta el procesamiento de una proteína después de la traducción. A continuación se presenta una lista de etapas donde se regula la expresión génica:
- Modificación química y estructural de ADN o cromatina
- Transcripción
- Traducción
- Modificación postranscripcional
- Transporte de ARN
- Degradación de ARNm
- Modificaciones postraduccionales
Como se muestra en la Figura siguiente, la transcripción está controlada por proteínas reguladoras que se unen al ADN. Específicamente, la regulación génica a nivel de la transcripción controla cuándo se produce la transcripción así como cuánto ARN se crea. Una proteína reguladora, o un factor de transcripción, es una proteína involucrada en la regulación de la expresión génica. Por lo general, se une a un elemento cis-regulador, que forma parte del ADN. Las proteínas reguladoras a menudo deben unirse a un elemento cis-regulador para activar un gen (activador), o para apagar un gen (represor).
La transcripción de un gen por ARN polimerasa puede regularse por al menos cinco mecanismos:
- Los factores de transcripción (proteínas) alteran la especificidad de la ARN polimerasa por un promotor o conjunto de promotores, lo que hace que sea más o menos probable que se una al promotor y comience la transcripción.
- Las proteínas activadoras potencian la interacción entre la ARN polimerasa y un promotor particular.
- Las proteínas represoras se unen a secuencias no codificantes en el ADN que están cerca o se superponen a la región promotora, impidiendo el progreso de la ARN polimerasa a lo largo de la cadena.
- Los factores basales son factores de transcripción que ayudan a posicionar la ARN polimerasa al inicio de un gen.
- Los potenciadores son sitios en la cadena de ADN que están unidos por activadores con el fin de bucle del ADN, aportando un factor de transcripción específico al complejo de iniciación. Un complejo de iniciación está compuesto por ARN polimerasa y numerosos (generalmente más de uno) factores de transcripción.
A medida que el organismo se vuelve más sofisticado, la regulación génica se vuelve más compleja, aunque los organismos procariotas poseen algunos sistemas altamente regulados. Algunos genes humanos están controlados por muchos activadores y represores que trabajan juntos. Obviamente, una mutación en una región cis-reguladora, como el promotor, puede afectar en gran medida la expresión adecuada de un gen. Puede mantener el gen permanentemente apagado, de tal manera que no se puede producir ninguna proteína, o puede mantener el gen permanentemente encendido, de tal manera que la proteína correspondiente se elabora constantemente. Ambos pueden tener efectos detrementarios en la célula.
Regulación de la Transcripción. Las proteínas reguladoras se unen a elementos reguladores para controlar la transcripción. Los elementos reguladores están incrustados dentro del ADN. Resumen
- La transcripción génica está controlada por proteínas reguladoras que se unen a elementos reguladores en el ADN.
- Las proteínas suelen activar o reprimir la transcripción.
Revisar
- ¿Qué es la expresión génica?
- ¿Por qué está regulada la expresión génica?
- Enumere tres etapas donde se regula la expresión génica.
- Describir cómo las proteínas reguladoras regulan la expresión génica.
- Compara activadores con represores.
| Imagen | Referencia | Atribuciones |
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[Figura 1] | Crédito: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats) para Fundación CK-12; Usuario:Ktbn/Wikimedia Commons Fuente: Fundación CK-12; Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Antennapedia.jpg Licencia: Dominio público |
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[Figura 2] | Crédito: Mariana Ruiz Villarreal (LadyOFHats) para Fundación CK-12 Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0 |