Regulación de la expresión génica: cómo operan los mecanismos epigenéticos

DEDICATORIA

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INDICE

CARATULA        2

DEDICATORIA        3

INTRODUCCIÓN        5

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA: CÓMO OPERAN LOS MECANISMOS EPIGENÉTICOS        6

OPERON MER        9

OPERÓN ARABAD        11

CONCLUSIÓN        12

BIBLIOGRAFIA        13

INTRODUCCIÓN

En el trabajo analizado a continuación, discutimos la regulación génica, el proceso de controlar el momento, la ubicación y el nivel de expresión génica. Este proceso puede ser complejo y ocurre a través de una variedad de mecanismos, incluidas las proteínas reguladoras y las modificaciones químicas del ADN. La regulación de genes es fundamental para la capacidad de un organismo para responder a los cambios en su entorno. La expresión génica constante se denomina expresión génica constitutiva. ` Regula la expresión génica. (Algunos productos génicos aumentan y disminuyen en respuesta a señales moleculares) Un producto génico cuya concentración aumenta en un entorno molecular determinado se denomina inducible; inducible; el proceso de expresión creciente se llama inducción. Se dice que el producto génico que responde a una disminución en la concentración de la señal molecular está reprimido, proceso conocido como represión

Otro mecanismo epigenético clave es la modificación post-traduccional de las histonas, las proteínas alrededor de las cuales el ADN se enrolla para formar la cromatina. Las modificaciones químicas, como la acetilación, metilación, fosforilación y ubiquitinación de las histonas, pueden influir en la estructura de la cromatina y regular el acceso de los factores de transcripción a los sitios de unión en el ADN. Estas modificaciones histónicas pueden actuar de manera sinérgica o antagónica para determinar si un gen se encuentra en un estado activo o silenciado.

Además de la metilación del ADN y las modificaciones de las histonas, otros mecanismos epigenéticos incluyen el silenciamiento génico mediado por ARN no codificante, los complejos de remodelado de cromatina dependientes de ATP y los complejos proteicos Polycomb y Trithorax. Cada uno de estos mecanismos desempeña un papel único en la regulación de la expresión génica y está sujeto a una compleja red de interacciones y retroalimentaciones.

En este artículo, exploraremos en detalle cómo operan los mecanismos epigenéticos más conocidos para modificar el estado de la cromatina y, por ende, regular la expresión génica. Además, discutiremos la importancia de comprender estos mecanismos para avanzar en el conocimiento de la biología celular y su relevancia en enfermedades humanas, como el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas. El estudio de los mecanismos epigenéticos representa un campo emocionante y en constante evolución que promete revelar nuevos conocimientos  sobre  la  regulación  precisa  de  la  expresión  génica.

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA: CÓMO OPERAN LOS MECANISMOS EPIGENÉTICOS

Una cromatina relajada y permisiva, con promotores accesibles a la maquinaria de transcripción, permitirá la expresión del gen. El propósito de este artículo es comprender el funcionamiento de los mecanismos epigenéticos más conocidos para modificar el estado de la cromatina y, en última instancia, regular la expresión de los genes. Uno de los enfoques más actuales se centra en el estudio de los cambios heredables en la expresión génica, que no se pueden atribuir a cambios en la secuencia del ADN.

Hasta ahora, se han identificado más de veinte mecanismos epigenéticos que desempeñan un papel crucial en la regulación de la transcripción y, por lo tanto, en la expresión génica. Estos mecanismos incluyen la metilación del ADN, modificaciones post-traduccionales de las histonas, el silenciamiento génico mediado por ARN no codificantes, los complejos de remodelado de la cromatina basados en adenosín trifosfato (ATP), y los complejos proteicos Polycomb y Trithorax, entre otros. A pesar de estos avances, aún hay mucho por descubrir y comprender acerca de las implicancias de esta regulación.

Además, proteínas no histónicas contribuyen a la condensación adicional para formar los cromosomas. Al observar la cromatina con técnicas de tinción especial bajo un microscopio óptico, se puede distinguir la heterocromatina (intensamente teñida y compacta) de la eucromatina (menos teñida y menos compacta).

Para que ocurra la transcripción, es necesario que las proteínas mencionadas tengan acceso al promotor del gen a expresar, lo que destaca la importancia de su relación con la estructura de la cromatina. Por lo tanto, el estado de la cromatina, ya sea activo o inactivo, regula parcialmente la accesibilidad de los factores necesarios para una transcripción adecuada y, en consecuencia, la expresión génica. Aunque la regulación epigenética es más común a nivel de la síntesis de ácido ribonucleico (ARN) a partir de ADN (transcripción), también se da a nivel post-transcripcional (corte y empalme), traduccional (síntesis de proteínas a partir de un ARN mensajero) y post-traduccional (modificaciones post-traduccionales). Un aspecto fundamental de la regulación epigenética radica en la modulación de la estructura de la cromatina, ya que los mecanismos epigenéticos tienen un impacto directo en su organización y mantenimiento. Aunque algunos mecanismos epigenéticos están más estudiados que otros, aún queda mucho por descubrir y resulta difícil determinar cuántos mecanismos epigenéticos quedan por descubrir.

Metilación del ADN

Implica la adición de grupos metilo (-CH3) en la posición 5 de una citosina. Por lo general, la metilación ocurre en dinucleótidos CpG, que se encuentran fuera de las regiones llamadas islas CpG ubicadas en los promotores y que carecen de 5- metilcitosinas.

Modificación post-traduccional de las histonas

La modificación post-traduccional de las histonas implica cambios químicos en las histonas que forman parte de los nucleosomas, como acetilación, fosforilación, metilación, glucosilación, ADP-ribosilación, entre otros. Estas modificaciones pueden combinar de diversas formas para regular el acceso de la maquinaria de transcripción al ADN. Al igual que la metilación del ADN, estas modificaciones en las histonas no solo están presentes en procesos fisiológicos, como la diferenciación celular y la regulación de la transcripción, sino que también forman parte de un "código de histonas" que complementa el código genético del ADN. Varios tipos de enzimas están involucradas en este proceso debido a la diversidad de modificaciones post-traduccionales.

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