INTRODUCCIÓN
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA
Los
eucariontes, en su mayoría, son organismos complejos. Los organismos eucariotas
superiores están constituidos por numerosos órganos diferenciados, estando cada
órgano constituido por diferentes tipos de célula. Sin embargo, los miles de
millares de células que constituyen estos organismos provienen de una sola
célula diploide y para llegar a este resultado, se ponen en juego dos procesos:
la multiplicación celular y la diferenciación. La diferenciación
debería ser el resultado de "encender" y "apagar"
diferentes genes. Pero para obtener un organismo "funcional" no es
suficiente que sus células se diferencien. También hace falta que éstas
respondan de manera adecuada al ambiente. Para esto es necesario que la
expresión de cada uno de los genes autorizados a expresarse para la
diferenciación esté perfectamente regulado.
En
las bacterias, los sistemas de regulación de expresión de los genes son
relativamente sencillos, porque la regulación se limita casi exclusivamente a
un control de la transcripción, traduciéndose todo mensaje transcrito
inmediatamente en proteínas. El objetivo de la regulación de genes se convierte
en el ajuste de la maquinaria enzimática de la célula al ambiente nutricional y
físico inmediato con el fin de permitir el crecimiento y la división de la
célula bacteriana. En eucariontes, la cosa no es tan sencilla. En estos
organismos, el objetivo de la regulación de la expresión génica es garantizar
la ejecución de las decisiones precisas del desarrollo que llevan a la
diferenciación celular. En otras palabras, garantizar que el gen correcto se
active en la célula correcta en el momento correcto.
Los
organismos eucariotas tienen determinadas características que hacen que sus
mecanismos de regulación génica sean diferentes de los procariotas. Así, vemos
que del genoma eucariota, sólo el 7% del DNA es codificador. El resto del
genoma está constituido por secuencias, muchas de ellas repetidas de 103
a 106 veces, a veces en tándem, cuyo rol aún se desconoce en su gran
mayoría. Por ejemplo, el DNA satélite representa el 15% del genoma. El gen y la
proteína eucariotas no son colineal es ya que el transcrito primario del mRNA
posee intrones que se pierden durante la maduración de esta molécula. Los mRNA
eucariotas son monocistrónicos a diferencia de los procariotas y no poseen
operones. El hecho de poseer un número diploide de cromosomas, hace que se
establezcan relaciones entre los alelos.
En
eucariontes, los sistemas de regulación y selección son multietapa y a menudo
son arborescentes. Esto disminuye considerablemente el esfuerzo de la selección
estando ya preseleccionados determinados genes en una célula dada
(diferenciación). Esta preselección y la multiplicidad de niveles sucesivos de
regulación permiten un ajuste de la velocidad y de la intensidad de la reacción
a los estímulos. La arborescencia permite la obtención de respuestas
pleiotrópicas cuando los estímulos se dirigen a un nivel elevado, es decir a
las primeras etapas de la regulación y de una respuesta fina, muy selectiva y
muy rápida cuando se dirigen a un nivel bajo, es decir, a las últimas etapas de
la regulación. No existe, pues, un modelo general de regulación como es el caso
de los procariontes sino toda una serie de posibilidades que se encadenan,
desde una estructura especial de la cromatina (nivel alto de regulación) hasta
una regulación postraduccional (última etapa posible de regulación).
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