¿Están las células continuamente llevando a cabo procesos de transcripción y de traducción?, o por el contrario, ¿existe algún mecanismo que provoque que se desencadene todo y que otras veces lo impida?
Es necesario, para el equilibrio energético de la célula, que exista un control de la expresión génica. De lo contrario, todas las células estarían continuamente llevando a cabo procesos de transcripción y traducción innecesarios, lo que repercutiría en el balance energético de la célula.
Existen diversos tipos de regulación, tanto en procariotas como en eucariotas, si bien en estos últimos hay más puntos de control.
Pregunta de Elección Múltiple
¿Sabes quiénes fueron los primeros investigadores en proponer un modelo para explicar un sistema de regulación de la expresión génica?
Watson y Crick.
Ochoa y Cairns.
Jacob y Monod.
No es correcto. Estos investigadores descubrieron la estructura del ADN.
No, ninguno de estos investigadores se dedió a estudiar la regulación de la expresión génica.
¡Correcto!, Francois Jacob y Jacques Monod, en 1961, describieron un sistema de regulación para procariotas denominado Modelo del Operón.
En la siguiente presentación se describe la historia de estos dos investigadores y su descubrimiento:
Según este modelo, ¿cómo pueden regularse la transcripción y la consiguiente traducción en el interior de una célula procariota? En la siguiente página de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Córdoba, puedes descubrirlo.
Este modelo propone que en la región cercana a cada gen que se va a transcribir existe una región denominada promotor, lugar donde se une la ARN polimerasa en el momento de la transcripción.
Entre el promotor y el gen a transcribir existe otra región denominada operador.
Por otro lado, existen una serie de moléculas proteicas: represores e inductores, ambos codificadas por un gen regulador. Los primeros se pueden unir al operador e impedir la transcripción, ya que la ARN polimerasa no puede unirse, por tanto, al promotor. Los inductores son moléculas que se unen a los represores y, por tanto ,impiden que éstos se unan al operador, permitiendo así la unión de la ARN polimerasa y la transcripción.
Pregunta Verdadero-Falso
Según este modelo, puede existir una inducción y una represión enzimática. ¿Cómo se lleva a cabo cada uno de ellos?
La inducción supone que la célula va a fabricar enzimas justo en el momento de necesitarlas.
Verdadero
Falso
Correcto!
Incorrecto!
Se llama inducción enzimática porque sólo cuando están presentes los sustratos sobre los que actuar, se va a sintetizar la enzima. Un ejemplo es el operón lactosa.
En presencia de lactosa, se sintetiza las enzimas que la metabolizan, ya que la lactosa se une al represor, se inactiva y no se une al operador, pudiéndose transcribir todos los genes de las enzimas. En el siguiente vídeo lo puedes ver:
Cuando descienden los niveles de lactosa, el represor vuelve a activarse, uniéndose al operador y bloqueando la transcripción.
En la represión enzimática, la síntesis se bloquea cuando se ha
alcanzan ciertos niveles del producto final de la actividad de esas
enzimas.
Verdadero
Falso
Correcto!
Incorrecto!
Un ejemplo es el operón histidina, donde los genes reguladores codifican a un represor, pero en este caso está inactivo y no se une al operador, por lo que tiene lugar la síntesis de enzimas que catalizan la producción de histidina. Si las concentraciones de histidina aumentan, ésta se une al represor, activándolo, y es entonces cuando se bloquea la transcripción de los genes de las enzimas encargadas de la síntesis de histidina.
En la siguiente animación puedes ver paso a paso cómo se puede llevar a cabo la regulación según este modelo (haz clic sobre "Gene regulation"):
Pregunta de Selección Múltiple
En eucariotas existen también sistemas de regulación. ¿Cuáles de los siguientes crees que tienen lugar en una célula eucariota?
Control mediante hormonas.
Correcto
Incorrecto!
Control en la condensación de la cromatina.
Correcto
Incorrecto!
Separación de la ARN polimerasa antes de que finalice la transcripción.
Correcto
Incorrecto!
Inducción de la degradación del ARNm.
Correcto
Incorrecto!
Algunas hormonas, como la insulina o la progesterona, activan factores de la transcripción y éstos inducen la expresión de determinados genes.
En algunos casos, el que la cromatina esté o no empaquetada va a venir determinado por señales reguladoras del medio celular. Si están presentes, la cromatina se descondensará el tiempo suficiente para que la ARN polimerasa pueda llevar a cabo la transcripción.
Otros puntos de control recaen en provocar que la ARN polimerasa se separa de la hebra molde antes de tiempo o bien un control sobre el ARNm transcrito, eliminándolo antes de que sea traducido.
Pregunta de Elección Múltiple
Reflexión
