Expresion genica

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Mecanismos de regulación de la Expresión Genica Los organismos eucariotas pluricelulares contienen de decenas a cientos de tejidos diferentes con millones de celulas que, a pesar de contener la misma información genética, han de utilizarla de manera diferente para satisfacer tanto los requerimientos funcionales propios de su particular homeostasis celular, así como para responder adecuadamente amultiples señales (electricas, mecanicas, termicas, hidrostaticas, hormonales, de nutrientes, minerales, patogenos, etc) que continuamente son percibidas por las células. La integración y coordinación de estas señales requiere de complejos sistemas bioquimicos de regulación que conserven la armonia celular y orgánica denominados en conjunto como “mecanismos de regulación de la expresión génica”.Si consideramos que para las células las moleculas funcionales mas importantes corresponden a las proteínas y analizamos el proceso completo de fabricación de las mismas, evidenciamos que cada evento de expresión génica contempla la participación de tres tipos de macromoléculas: El DNA que almacena la información, los RNAs son transportadores de dicha información del DNA a las proteínas y lasproteínas ejecutan funciones asignadas específicamente. Podemos por tanto encontrar que las células han desarrollado mecanismos bioquímicos que funcionando como sistemas de control tienen la capacidad para regular la aparición y funcionamiento de un producto génico en los distintos niveles del proceso de expresión génica: trasncripcional, post-transcripcional y post-traduccional. Dentro de los sistemasde control transcripcionales que implican esencialmente la regulación de la formación del RNAm, podemos indicar: i) las modificaciones estructurales de la cromatina, que comprenden inactivaciónes por superenrrollamiento de la cromatina mediada a traves de metilación, fosforilación y acetilación de histonas y la modificación química de la hebra de DNA a través de la metilación de citocinas queimpide el reconocimiento de dichas regiones por los factores que promueven la trasncripción; este tipo de regulación es preferentemente usada en regiones cromatínicas que permanentemente no van a ser utilizadas por el tipo celular en cuestion (Ej. Los genes de miosina, especificos de músculo, serían “inactivados” de esta manera en todos los demas tejidos animales); ii) la capacidad de inicio de latranscripción, que para la mayoria de los genes representa el principal sistema de control, depende de las interacción entre proteinas promotoras e inhibidoras del proceso con regiones genómicas y donde pueden verse involucradas hasta cientos de proteínas y regiones del DNA localizadas tanto en la sección promotora del gen como en zonas bastante alejadas del mismo. La interaccíon entre los diversosestimuladores y represores del proceso trancripcional conlleva no solo la capacidad de “encender” o “apagar” el sistema, sino tambien regular directamente la cantidad de mRNAs producidos permitiendo entonces a la célula regular la aparición de un producto génico en un tiempo (etapa celular) y cantidad definidos y, iii) la capacidad de termino de la transcripción, que implica el “desprendimiento”temprano de la RNApol, generandose mRNAs incompletos. Los sistemas de control post-transcripcionales, incluyen la regulación de la estabilidad, maduración y transporte del mRNA y el evento mismo de formación de la proteína en el ribosoma; y finalmente, la célula puede regular post-traduccionalmente la funcionalidad del producto génico, a traves de mecanismos que comprenden la correcta “maduración” ylocalización de la proteina, así como la disponibilidad de grupos prostéticos (cofactores o coenzimas) y la degradación misma de la proteína. Estos últimos sistemas de control son utilizados normalmente por la célula en respuesta a señales percibidas y/o integradas al sistema de forma posterior al proceso transcripcional y sirven principalmente como mecanismos de regulación negativa de la...
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