Celula eucarionte

Principios de la regulación génica en eucariontes, las similitudes con procariontes y las diferencias que proveen mayor complejidad y posibilidades de control.

Muchos de los principios de la transcripción descubiertos inicialmente en bacterias se aplican a eucariontes. Sin embargo, es necesario apreciar que en las bacterias, el control génico sirve principalmente para permitir a unacélula ajustarse a cambios en su ambiente nutricional, de tal manera que tanto su crecimiento como su división pueden ser optimizados. En organismos multicelulares, el control de la actividad génica está más relacionado con la regulación de un programa genético que subyace al desarrollo embriológico y la diferenciación de los distintos tejidos, tal como se expuso en la primera unidad. La variedad decélulas distintas en plantas y animales se debe a la expresión de distintos genes en células distintas.
El genoma de una célula contiene en su ADN la información para fabricar muchos miles de proteínas y moléculas de ARN diferentes. Sin embargo, es característico que un tipo de célula exprese sólo una fracción de sus genes. De hecho, los diferentes tipos de células en organismos multicelularesse originan porque expresan diferentes subconjuntos de genes. Más aún, las células pueden cambiar el patrón de genes que expresan dependiendo de las señales recibidas de otras células. La expresión de ciertos genes, tales como los de proteínas importantes en casos de estrés térmico o ayuno de glucosa, es también sensible a cambios ambientales tales como la temperatura y la disponibilidad denutrientes. Como en bacterias, la iniciación de la transcripción es el punto más importante y frecuente de regulación.
Tal como en bacterias, la regulación de los niveles de expresión de genes en eucariontes se hace principalmente a nivel de la iniciación de la transcripción. Una región de control génica consiste en un promotor más secuencias reguladoras. El promotor es la región donde seensamblan la polimerasa y los factores de transcripción generales, formando complejos que inician la transcripción. Una secuencia altamente conservada, llamada caja TATA, se encuentra generalmente a 25-30 pares de bases del sitio donde la ARN polimerasa inicia la transcripción. La caja TATA box es el elemento más importante del promotor ya que posiciona a la ARN polimerasa para el inicio de latranscripción. Las secuencias reguladoras unen proteínas reguladoras que controlan la velocidad del ensamblaje de los complejos de iniciación.
La transcripción de genes individuales se activa o se reprime por proteínas regulatorias llamadas factores de transcripción que se unen a secuencias específicas del ADN. Estas proteínas son equivalentes a los represores y activadores que controlan latranscripción en los operones de los procariontes.
Sin embargo, el control de la transcripción en eucariontes es mucho más compleja, gracias a dos diferencias fundamentales:
a) la ARN polimerasa eucarionte no tiene la capacidad de iniciar la transcripción por sí misma sino que requiere un conjunto de otras proteínas, que se han llamado factores generales de la transcripción. El conjunto debeensamblarse en el promotor antes de iniciar la transcripción. El proceso de ensamblaje del complejo de transcripción provee numerosas oportunidades para que el inicio de la transcripción sea acelerada o retardada en respuesta a señales regulatorias;
b) los sitios de regulación (promotores) generalmente se encuentran más alejados, varios kilobases aparte del gen que regulan, y comprendensegmentos de ADN que pueden unir numerosos factores de transcripción, permitiendo mayores niveles de complejidad en el control de la expresión génica. Elementos promotores proximales se encuentran aproximadamente a 200 pares de bases del sitio de inicio de la transcripción (elementos promotores ascendentes o UPE) . Además, otros sitios de regulación pueden encontrarse a varios miles de kilobases del...