Guia de regulación genica

GUÍA DE ESTUDIO SOBRE ESTRUCTURA Y REGULACIÓN GÉNICA

Contenidos
Estructura y organización de los genes.
Regulación de la transcripción.
Control hormonal de la transcripción.

Aprendizajes esperados y conceptos clave:
En procariontes, genes que codifican proteínas relacionadas funcionalmente se encuentran agrupados en regiones (operón) que se transcriben desde un sitio único generando unARNm para varias proteínas. En eucariontes, cada gen se transcribe desde su propio sitio de inicio y origina un ARN que debe ser procesado antes de ser traducido en proteína, debido a que las regiones que codifican un gen eucarionte (exones) se encuentran físicamente separadas por regiones no codificantes (intrones). La organización en exones e intrones hace posible la generación de mayordiversidad por recombinación genética o procesamiento alteARNtivo del ARN recién transcrito.
En las bacterias, el control génico sirve principalmente para permitir a una célula ajustarse a cambios en su ambiente nutricional. En organismos multicelulares, su función más característica está relacionada con la regulación de un programa genético que determina la diferenciación celular y la morfogénesisdurante el desarrollo embriológico.
La iniciación de la transcripción es el punto más importante y frecuente de regulación génica. El promotor es la secuencia de ADN desde donde la ARN polimerasa inicia la transcripción. Los promotores de genes distintos varían en su secuencia y esto se refleja en mayor o menor nivel de transcripción en los distintos genes. Otras proteínas factores de transcripcióninfluencian la unión de la ARN polimerasa a los distintos promotores y ejercen control induciendo o reprimiendo la transcripción luego de unirse a secuencias específicas reguladoras, localizadas ya sea cerca o lejos de los genes que regulan.
La expresión de numerosos genes eucariontes está bajo control hormonal, que puede hacer variar la concentración y/o la función activadora o represora de losfactores de transcripción.

Habilidades clave:
Informarse en distintas fuentes.
Razonar, inferir y hacer conjeturas en base a conocimientos previos y problemas.

Figura 1. Relación entre organización, estructura y expresión de los genes en procariontes y eucariontes



Figura 2. Procesamiento del ARN eucarionte recién transcrito: el gen de globina como ejemplo





Figura 3.Evidencias experimentales de segmentación en exones e intrones en los genes eucariontes

Datos clave en torno a las figuras 1 y 2
Un gen es la unidad de ADN que contiene información que especifica la síntesis de una cadena polipeptídica. Luego utilizar las figuras para ilustrar que la organización de los genes en el ADN presenta importantes diferencias en procariontes y eucariontes. Explicar que, enel ejemplo, la serie de enzimas que sintetizan el aminoácido triptofano se encuentran codificadas en secuencias continuas y están todas bajo una misma región reguladora en bacterias; en cambio, en levaduras estos mismos genes se encuentran en cromosomas distintos.
En el ADN procarionte los genes que codifican proteínas relacionadas funcionalmente se encuentran agrupados en regiones que funcionancomo una unidad que se transcribe desde un sitio único y genera un ARNm codificante de numerosas proteínas. Cada sección del ARN mensajero representa una unidad (gen) que instruye al aparato de síntesis de proteína para la construcción de una proteína particular. Este arreglo de genes en serie, funcionalmente relacionados, se llama operón, porque actúa como una unidad con un solo sitio de inicio dela transcripción para varios genes.
En el ejemplo, el operón de triptofano es un segmento continuo del cromosoma de E. coli, que contiene 5 genes, los cuales codifican las enzimas necesarias para las distintas etapas de la síntesis de triptofano. El operón entero es transcrito desde un sitio del ADN y origina un largo y continuo ARNm. La traducción de este ARNm empieza en cinco sitios...