Regulación genética del desarrollo

Introducción:

El desarrollo de un individuo multicelular ocurre a partir de un cigoto que prolifera mediante mitosis y mediante el proceso de determinación celular. En un principio todas y cada una de las células que constituyen el embrión pueden convertirse en cualquier tipo celular, son células pluripotentes, pero en la mayoría de los individuos tras algunas divisiones del embrión cadacélula determina a qué tipo celular corresponderá y ya no podrá volver a formar otro tipo de célula.

Control del desarrollo de los seres vivos:
La regulación genética es esencial para todos los organismos procariotas, eucariotas y los virus porque ella asegura la adaptibilidad biológica, al permitir que la cédula produzca las proteínas especifícas para determinadas funciones justo cuando seanecesario.

El interés por la regulación genética y la expresión génica bajo el control directo de las proteínas se remonta a principios del siglo XX. En la década de los 1930 el genetista y el embriólogo Thomas Morgan expuso la idea paradójica según la cual es dificil comprender cómo todas las células de un organismo pluricelular poseen exactamente los mismos genes aun cuando no las mismascaracterísticas. Ciertamente, iguales a las del tejido óseo y, sin embargo, ambas células junto con todas las de los demas órganos corporales de este individuo poseen exactamente la misma información genetica.

Es evidente entonces que cada tipo de célula está adaptada para expresar sólo una parte de ese contenido genético y para bloquear la expresión de otros genes. A partir de ese momento losgenetistas y bioquímicos se han interesado en buscar evidencias que les permitan generar modelos que sirvan de herramienta para explicar lo que sucede durante la diferenciación celular y el desarrollo de los organismos.

La regulación de la expresión génetica está asiciada con la manera en que las células y los virus traducen la información de los genes para la generación de productos metabólicosespecifícos, dirigiendo los procesos de diferenciación celular y morfogénesis para la creación de diferentes tipos de celulas en los organismos pluricelulares.

Modelo del operón lac:
En 1961 Francois Jacob y Jacques Monod, propusieron un modelo para explicar la iducción y represión de l síntesis enzimática al tratar de comprender el mecanismo bajo el que opera la síntesis de la enzimaB-galactosidasa utilizada en el metabolismo de la lactosa en la bacteria Escherichia coli.

Cuando E. Coli se encuentra en presencia de lactosa como sustrato, los organismos son capaces de producir la enzima B-galactosidasa para su catálisis en galactosa y glucosa. Si la lactosa es remplazada en el medio por glucosa, al cabo de algún tiempo la enzima desaparece.

Al agregar lactosa de nuevo, se verificaun rápido incremento de la enzima B-galactosidasa dentro de la célula. En este caso el sustrato actúa como un inductor en la producción de su enzima.

Ya a finales de la década de 1950, Jacob y Monod había sido capaces de reconocer una secuencia de tres cistrones: el primer llamado “z” asociado con la transcripción para la producción de B-galactosidasa, seguido de otro sitio denominado “y”asociado con la producción de galactosido permeasa, la cual es una proteína que actúa como bomba al concentrar lactosa transportándola hacia adentro de la célula. Y finalmente un tercer sitio llamado “a” que transcribe para la produccion de la galactosido transacelitasa, asociada igualmente con el metabolismo de la lactosa. De esta manera se estableció la secuencia de transcripción de estos tres genesestructurales: z – y – a.

Posteriormente pudo establecerse que la secuencia de producción de las enzimas asociadas con el metabolismo de la lactosa estaba asociada con un sitio de control ubicado justo antes de la secuencia z – y – a. Este sitio de control reconocido como un gen operador O. Se definió entonces como operón a la unidad que coordina la síntesis proteica o bien la unidad de...