Definición
La regulación genética es el término informal utilizado para describir cualquier mecanismo utilizado por una célula para aumentar o disminuir la producción de productos génicos específicos (proteína o ARN). Las células pueden modificar sus patrones de expresión genética para desencadenar vías de desarrollo, responder a estímulos ambientales o adaptarse a nuevas fuentes de alimentos. Todos los puntos de expresión génica pueden regularse. Esto incluye transcripción, procesamiento y transporte de ARN, traducción y modificación postraduccional de una proteína y degradación de ARNm.
Regulación de la transcripción
La regulación de la transcripción permite que una célula determine cuándo se transcribe un gen. También permite que una célula aumente o disminuya la cantidad de ARNm generado a partir de cada gen. Hay cinco formas diferentes en que la ARN polimerasa (la enzima que produce ARN a partir de una plantilla de ADN) puede verse afectada:
1. Una célula puede cambiar la especificidad de la ARN polimerasa por los promotores. Lo hace utilizando factores de especificidad. Estas proteínas reguladoras harán que la ARN polimerasa sea más o menos probable que se una a un promotor. Un ejemplo son los factores sigma utilizados en la transcripción procariota.
2. Las proteínas represoras se pueden utilizar para unir una secuencia codificante corriente arriba, llamada operador, para inhibir la capacidad de la ARN polimerasa para transcribir el gen. Esto provoca una disminución de la expresión de un gen.
3. Las proteínas activadoras, que son opuestas a las proteínas represoras, pueden unirse a la región operadora para aumentar la atracción de la ARN polimerasa por el promotor. Esta acción puede ser directa o indirecta pero siempre aumenta la expresión del gen. Si es indirecto, probablemente se haga cambiando la estructura del ADN.
4. También hay regiones reguladoras que se encuentran mucho más arriba de su gen objetivo. Se denominan regiones potenciadoras. La unión de un activador a un potenciador hace que el ADN forme un bucle, lo que lleva al potenciador al lado de su gen objetivo. Esto provoca una mayor expresión del gen diana.
5. Cuando una célula quiere desactivar completamente la expresión de un gen, utiliza regiones silenciadoras. Cuando una región de silencio está unida por factores de transcripción, el gen se silencia. Esto significa que no hay expresión del gen.
Regulación postranscripcional
Un ARN recién transcrito no está listo para la traducción (si va a ser una proteína) o como una molécula de ARN funcional. El ARN recién creado se llama pre-ARN . Necesita ser procesado para convertirse en ARN maduro. Cualquier enzima involucrada en este proceso puede inhibirse, lo que da como resultado una disminución de la expresión del gen asociado con la transcripción de ARN.
Regulación de la traducción y modificaciones postraduccionales
La traducción se puede regular de muchas formas diferentes. Por ejemplo, la unión de los ribosomas al transcrito se puede prevenir mediante la unión del ARN antisentido al transcrito. Los ribosomas solo pueden procesar ARN monocatenario. Además, existe una gran cantidad de proteínas de unión a ARN que también pueden inhibir la traducción. Una vez producida, una proteína suele sufrir modificaciones postraduccionales. La inhibición de estos procesos evitará la formación de una proteína funcional.
Regulación de la degradación del ARNm
La estabilidad del ARNm determina cuántas proteínas se pueden producir a partir de esa transcripción. El ARNm se puede destruir de muchas formas diferentes. Un ejemplo son las enzimas que se dirigen específicamente al ARNm y al microARN. La unión del microARN al ARNm hace que el ARNm se vuelva bicatenario. Esto evita la traducción de la transcripción y también hace que el ARNm sea un objetivo para las enzimas que se dirigen al ARN bicatenario.
Resumen de la lección
La regulación genética es el término informal que se utiliza para describir cualquier mecanismo utilizado por una célula para aumentar o disminuir la producción de productos genéticos específicos. Todos los puntos de expresión génica pueden regularse. La regulación de la transcripción permite que una célula determine cuándo se transcribe un gen. Durante la transcripción, la ARN polimerasa puede verse afectada para aumentar, disminuir o detener la expresión genética.
Un ARN recién transcrito, o pre-ARN , no está listo para la traducción o como una molécula de ARN funcional. Debe procesarse para convertirse en ARN maduro. La estabilidad del ARNm determina cuántas proteínas se pueden producir a partir de esa transcripción.
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