Código genético: características y regulación de la expresión génica (modelo del operón)
Resumen
El documento describe las características del código genético (lineal, sin separaciones, universal, degenerado y con excepciones) y explica por qué la síntesis de proteínas está regulada según las necesidades celulares. Se centra en la regulación de la transcripción en procariotas mediante el modelo del operón propuesto por Jacob y Monod, con sus tipos de genes y los sistemas inducible y represible.
Puntos clave
- El código genético está formado por una secuencia lineal de bases nitrogenadas, sin espacios entre codones.
- Es universal, salvo excepciones en mitocondrias, protistas y ciliados, y es degenerado: salvo Trp y Met, los aminoácidos están codificados por más de un triplete.
- Los genes solo se expresan cuando es necesario sintetizar proteínas, para evitar despilfarro de moléculas y energía.
- En pluricelulares, la diferenciación celular se basa en la activación e inhibición de genes distintos según el tipo de célula.
- La regulación se realiza sobre la transcripción: controlar la formación del ARNm controla la síntesis de proteínas.
- El modelo del operón (Jacob y Monod, 1960, en E. coli) incluye genes estructurales, promotor, operador y regulador.
- Según la ruta sea catabólica o anabólica, existen sistemas de regulación inducible y represible.
Características del código genético
• Formado por secuencia lineal de bases nitrogenadas
• Entre los codones no hay espacio ni separaciones de ningún tipo
• Carácter universal: mismo código genético para todas las clases de todas las especies (incluido virus)
• Origen de todos los seres vivos a partir de un precursor común
• Excepciones: mitocondrias, protistas y ciliados
• Está degenerado: no existe el mismo número de señales codificadoras en el ARN que aminoácidos van a ser codificados. Salvo Trp y Met que están codificados por un solo codón, los demás están codificados por más de un triplete.
Regulación expresión génica
La síntesis proteica no tiene lugar continuamente ya que depende de las necesidades celulares. La producción excesiva de proteínas ocasiona alteraciones. Para evitar despilfarro de moléculas y energía, los genes solo se expresan cuando es necesario sintetizar proteínas.
En seres pluricelulares los genes que se expresan son diferentes según el tipo de célula. La diferenciación celular se basa en la activación e inhibición de genes que permiten alcanzar un alto grado de especialización, lo que origina diversos tejidos.
El control de la expresión génica es imprescindible y es más complejo en organismos pluricelulares.
La regulación se realiza sobre transcripción: si se controla la formación del ARNm se controla la síntesis de proteínas.
Regulación en procariotas
En 1960, Jacob y Monod propusieron un modelo para explicar la regulación de la transcripción en cepas de E. coli.
El modelo se denomina operón. Existen unas proteínas reguladoras que controlan la transcripción de genes que codifican las enzimas implicadas en una ruta metabólica.
4 tipos de genes:
• Estructurales: contienen la información para la síntesis de las enzimas que intervienen en una ruta metabólica.
• Gen promotor: constituido por la secuencia de ADN donde se une la ARN polimerasa para comenzar la transcripción.
• Gen operador: lugar del ADN donde puede unirse una proteína reguladora e impedir la transcripción de los genes estructurales. Se sitúa delante de estos.
• Gen regulador: sintetiza la proteína reguladora. Puede encontrarse en un lugar distinto a los otros genes del operón.
Según sea ruta catabólica o anabólica se diferencian dos sistemas de regulación de la expresión génica: inducible y represible.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Por qué el código genético se considera degenerado?
Porque hay más señales codificadoras (tripletes) que aminoácidos a codificar. Salvo Trp y Met, que tienen un solo codón, los demás aminoácidos están codificados por más de un triplete.
¿Qué es un operón?
Es el modelo propuesto por Jacob y Monod en 1960 para explicar la regulación de la transcripción en E. coli, mediante proteínas reguladoras que controlan genes que codifican enzimas de una ruta metabólica.
¿Cuál es la función del gen operador?
Es el lugar del ADN donde puede unirse una proteína reguladora para impedir la transcripción de los genes estructurales, situándose delante de ellos.
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