Descifrando el Código Genético: Expresión y Regulación

Código Genético y Expresión del Mensaje Genético

El código genético es la relación entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos que forman la cadena polipeptídica. Es la clave que permite la traducción del mensaje genético a su forma funcional: las proteínas.

Traducción

La traducción es la síntesis de proteínas y se lleva a cabo en los ribosomas de la célula.

Traducción en Procariotas

En procariotas, los aminoácidos que van a ser unidos se activan en el citoplasma. Cada aminoácido se une a una molécula de ARNt específica, y después tiene lugar la síntesis de proteínas. Este proceso tiene tres etapas:

• Iniciación: Todo el sistema se prepara para realizar la síntesis de proteínas. El ARNm se une a los ribosomas citoplasmáticos, cuyas dos subunidades deberán acoplarse.
• Elongación: Se sintetiza la cadena peptídica por la unión de los sucesivos aminoácidos que se van situando en el ribosoma.
• Terminación: Finaliza la síntesis de la cadena peptídica.

Traducción en Eucariotas

En eucariotas:

• Existe una separación entre el lugar de transcripción y el de traducción.
• Los ARNm son más estables que los ARNm procariotas.
• Los ARNm solo contienen información para una proteína.

Expresión del Mensaje Genético

La hipótesis de colinealidad establece una correspondencia entre la secuencia de aminoácidos de la proteína que el gen codifica y la secuencia de nucleótidos de ADN. Los procesos involucrados son:

• Transcripción: Se realiza una copia de la secuencia de nucleótidos del ADN a la del ARNm.
• Traducción: En los ribosomas se obtiene la secuencia de aminoácidos (excepto en retrovirus).

Modelo del Operón

Existen dos tipos de genes:

• Estructurales: Codifican enzimas y proteínas estructurales.
• Reguladores: Codifican proteínas represoras que impiden que se transcriba el ARN.

Regulación de la Expresión Genética

Regulación en Eucariotas

En eucariotas:

• Las hormonas proteicas se unen a receptores de membrana y activan la síntesis de adenosín monofosfato cíclico.
• Las hormonas lipídicas atraviesan la membrana y se unen a receptores en el citoplasma.
• Distintos receptores reconocen distintas hormonas que controlan la expresión génica.
• Las zonas de ADN que no se van a transcribir permanecen condensadas.
• Los receptores de membrana son distintos en cada célula.
• La información del ADN no se manifiesta de la misma forma en todas las células, lo que explica la diferenciación de tejidos.

Transcripción

Transcripción en Procariotas

• Iniciación: El promotor es la región que no se transcribe y determina qué cadena se va a transcribir. El ARN polimerasa se fija, se desenrolla y se transcribe la cadena patrón.
• Elongación: La actividad sintetizadora del ARN recorre la cadena de ADN en sentido 3'-5'.
• Terminación: La formación de ARN finaliza cuando la polimerasa llega a la señal de terminación.
• Maduración: Enzimas cortan determinados segmentos y los sobrantes se empalman, aunque no siempre ocurre.

Transcripción en Eucariotas

• ARN polimerasa I: Transcribe la información correspondiente a los ARN ribosómicos.
• ARN polimerasa II: Se encarga de la transcripción de los genes origen de los ARN mensajeros.
• ARN polimerasa III: Es responsable de la producción de los ARNt y realiza la transcripción de los genes que portan información para las histonas.