Mecanismos Fundamentales de la Biología Celular: Transcripción, Histonas y Ciclo Celular

Factores de Transcripción en Eucariotas

Los factores de transcripción son proteínas esenciales que se unen a los promotores en un orden específico, formando el complejo de preiniciación de la transcripción. Este complejo es crucial porque favorece la unión de la ARN polimerasa al promotor y su reconocimiento, iniciando así el proceso de transcripción.

Activadores

Los activadores son proteínas modulares que se unen a los intensificadores (secuencias de ADN) para formar el complejo de intensificación. Además, interactúan directamente con la ARN polimerasa, potenciando la transcripción.

Tipos de Factores de Transcripción

• Factores Basales

  Son aquellos necesarios para el comienzo de la transcripción en todos los genes.

• Factores que Actúan Aguas Arriba

  Reconocen secuencias consenso cortas situadas antes del punto de iniciación. Su actividad no está regulada, lo que significa que pueden unirse a cualquier promotor que contenga estas secuencias.

• Factores Inducibles

  Reconocen secuencias consenso cortas o elementos de respuesta ubicados antes del punto de iniciación. A diferencia de los anteriores, su actividad sí está regulada. Estos factores son sintetizados o activados en diferentes tejidos y momentos del desarrollo, controlando así los patrones de transcripción en lugares y etapas específicas de los organismos.

Histonas

Las histonas son pequeñas proteínas con carga positiva, siendo las más abundantes en la cromatina. Existen cinco tipos principales: H1, H2A, H2B, H3 y H4.

Estas proteínas son componentes fundamentales del nucleosoma, que consiste en ADN envuelto 1.65 veces alrededor de un octámero de histonas. El nucleosoma, a su vez, forma parte del cromatosoma.

• Histonas Centrales

  Incluyen a todas las histonas excepto la H1 (es decir, H2A, H2B, H3 y H4). Poseen un elevado porcentaje de arginina y lisina, dos aminoácidos que les confieren una carga neta positiva. Esta carga es crucial, ya que atrae las cargas negativas de los fosfatos del ADN, permitiendo su empaquetamiento.

• Histona H1

  No forma parte de la partícula central del nucleosoma. Se une al ADN en los puntos donde este entra y sale del octámero, actuando como una "grapa" que asegura el ADN alrededor del octámero del nucleosoma.

La relación estructural se puede resumir como: Nucleosoma + H1 = Cromatosoma.

Ciclo Celular

El ciclo celular describe la secuencia de eventos por los cuales una célula pasa desde una división hasta la siguiente. Es un proceso crítico, ya que asegura que las células progenitoras transmitan las instrucciones genéticas completas a sus células hijas.

Un nuevo ciclo se inicia cuando una célula se ha dividido, produciendo dos células hijas. El ciclo celular se divide en dos fases principales:

Fases Principales del Ciclo Celular

• Interfase

  Es el periodo entre dos divisiones celulares. Durante esta fase, la célula crece, se desarrolla y se prepara para la división. La interfase se subdivide en:

  • G1 (Gap 1): La célula crece y sintetiza las proteínas necesarias para la división celular.
  • S (Síntesis): Se produce la duplicación de los cromosomas; cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas hermanas.
  • G2 (Gap 2): Ocurren varios acontecimientos bioquímicos preparatorios para la división celular.

• Fase Mitótica (M)

  Es el periodo de división celular activa, que incluye la mitosis (división nuclear) y la citocinesis (división citoplasmática). La mitosis se subdivide en:

  • Profase: Los cromosomas se condensan y se forma el huso mitótico.
  • Prometafase: La membrana nuclear se desintegra. El huso se une a las cromátidas a través de los cinetocoros.
  • Metafase: Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula.
  • Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y migran hacia polos opuestos de la célula.
  • Telofase: Los cromosomas llegan a los polos, la membrana nuclear se vuelve a formar alrededor de cada juego de cromosomas, y estos se descondensan.

  La Citocinesis es el proceso final de división del citoplasma, resultando en dos células hijas. En células animales, implica la estrangulación del citoplasma.

Puntos de Control del Ciclo Celular

El ciclo celular está regulado por puntos de control que aseguran la correcta progresión y evitan errores genéticos. Los principales puntos de control son:

• Control G1/S (o Punto R)

  Situado al final de la fase G1. Detiene la célula en G1 hasta que se han sintetizado todas las proteínas necesarias para la replicación del ADN y las condiciones ambientales son adecuadas. También verifica el tamaño de la célula.

• Control G2/M

  Ubicado al final de la fase G2. Solo permite que la célula avance a la fase M si el ADN no está dañado y la replicación se ha completado correctamente. También verifica el tamaño de la célula y que el ambiente extracelular sea adecuado.

• Control M (o Punto de Control del Huso)

  Se encuentra en la mitosis, específicamente entre la anafase y la telofase. Este punto de control verifica la correcta formación del huso acromático, su unión adecuada a los cromosomas y la alineación de los mismos en la metafase, asegurando una segregación cromosómica equitativa.