Mecanismos de Control de la Expresión Génica en Procariotas y Eucariotas

Regulación de la Expresión Génica

Las células solo sintetizan las proteínas que necesitan en cada momento; por ello, debe existir un control riguroso en la expresión génica. La regulación de la expresión génica se realiza principalmente durante el proceso de transcripción.

Regulación en Procariotas: El Modelo del Operón

La regulación de la expresión génica en los procariotas sigue el modelo del operón, propuesto por Jacob y Monod. Un operón consta de los siguientes elementos fundamentales:

• Promotor. Es la secuencia de nucleótidos del ADN a la que se une la ARN-polimerasa para iniciar la transcripción del gen o de los genes.
• Genes Estructurales. Son los que codifican la síntesis de las proteínas (enzimas) que intervienen en un mismo proceso metabólico. Se transcriben sin interrupción, de manera que el ARN_m resultante lleva información para varias proteínas y se denomina ARN_m policistrónico.
• Gen Operador. Es la secuencia de nucleótidos del ADN a la que se puede unir una proteína reguladora e impedir la transcripción de los genes estructurales. Se sitúa entre el promotor y los genes estructurales.
• Gen Regulador. Se puede localizar en cualquier lugar del cromosoma. Codifica la proteína reguladora que actúa como represor. Cuando esta se une al operador, impide que la ARN-polimerasa se pueda unir al ADN y, con ello, imposibilita la transcripción.

Regulación en Eucariotas

La regulación en eucariotas se realiza principalmente al inicio de la transcripción. Los mecanismos utilizados actúan sobre la actividad de la ARN-polimerasa, cuya capacidad de iniciar la transcripción depende de:

• La separación de las histonas asociadas al ADN en los nucleosomas para facilitar el acceso de la ARN-polimerasa.
• La existencia de factores activadores que responden a diversas señales intra y extracelulares (por ejemplo, las hormonas). Estas provocan respuestas concretas en las células diana.

Mecanismos de Regulación Hormonal

Las hormonas son un ejemplo clave de factores activadores que modulan la expresión génica:

Hormonas Esteroideas

Las hormonas esteroideas penetran dentro de la célula y, tras su unión con ciertas proteínas citoplasmáticas receptoras, pasan al núcleo. Allí se fijan a determinadas secuencias del ADN, induciendo la transcripción de genes específicos.

Hormonas Peptídicas

Las hormonas peptídicas no atraviesan la membrana, sino que se unen a receptores específicos presentes en ella. Esta unión provoca la activación de la enzima adenilato ciclasa, que cataliza la síntesis de AMP_c (monofosfato de adenosina cíclico). El AMP_c actúa como un mensajero intracelular y activa proteínas reguladoras de la transcripción.