Regulación de la Expresión Génica, Mutaciones y Carcinogénesis

Regulación de la Expresión Génica y Operones

La regulación de la expresión génica se da a nivel de la transcripción tanto en eucariotas como en procariotas.

En procariotas, los genes no suelen ser independientes, sino que se agrupan en operones. Un operón es una región del ADN que incluye un promotor, donde se une la ARN polimerasa, y varios genes estructurales.

En eucariotas, existen diferentes tipos celulares y tejidos donde se expresan genes distintos. A diferencia de los procariotas, los genes eucariotas no se organizan en operones.

Existen dos tipos principales de operones:

• Inducibles: La proteína del gen inhibidor es activa, por lo que los genes no se expresan. Sin embargo, si aparece el inductor (sustrato de la ruta catabólica), este se une al represor, permitiendo la expresión de los genes.
• Reprimibles: Son operones de rutas anabólicas. La proteína inhibidora es inactiva, es decir, se crea pero no es funcional.

Características del Código Genético

• Universal: El código genético es el mismo para casi todos los organismos.
• No solapado: Los tripletes que codifican los aminoácidos no se superponen.
• Sin espacios: Los codones que codifican aminoácidos se suceden sin espacios.
• Degenerado: Un aminoácido puede estar codificado por varios codones diferentes.
• No ambiguo: Cada codón codifica un solo aminoácido.
• Codones especiales: Existen 4 codones especiales: AUG (inicio), UAA, UAG y UGA (terminación).

Traducción (Iniciación, Elongación, Liberación)

La traducción es el proceso de síntesis de proteínas, donde se convierte la secuencia de bases de un ARNm en la secuencia de aminoácidos de un polipéptido. Este proceso se lleva a cabo en los ribosomas, tanto en eucariotas como en procariotas.

La traducción requiere de aminoácidos activados y energía para que las subunidades ribosómicas se ensamblen y se lleve a cabo la síntesis de proteínas.

Activación de los Aminoácidos

Antes de la traducción, los aminoácidos deben ser activados. Este proceso implica la unión del aminoácido a un ARNt específico.

Replicación en Eucariotas

La replicación del ADN en eucariotas presenta algunas diferencias con respecto a la replicación en procariotas:

• El ADN de los eucariotas es más extenso.
• Existen múltiples burbujas de origen de replicación por cada cromosoma.
• Los enzimas que intervienen son distintos.
• Los fragmentos de Okazaki son más cortos.
• Problemas con los telómeros: la molécula de ADN es lineal, lo que genera un problema en los extremos durante la replicación. La telomerasa es una enzima que ayuda a solucionar este problema.
• El ADN está asociado a histonas, por lo que es necesario separar las histonas para replicarse.
• No todas las células eucariotas replican su ADN constantemente.

Mutaciones

Mutaciones Génicas

• Sustituciones: Pueden ser transiciones (purina por purina o pirimidina por pirimidina) o transversiones (purina por pirimidina o viceversa).
• Deleciones: Pérdida de uno o más nucleótidos.
• Inserciones: Adición de uno o más nucleótidos.

Efectos Fenotípicos de las Mutaciones Génicas

• Sustituciones sinónimas: No alteran la secuencia de aminoácidos (mutaciones silenciosas).
• Sustituciones no sinónimas: Alteran la secuencia de aminoácidos.

Mutaciones Cromosómicas

• Inversiones: Un segmento del cromosoma cambia de orientación.
• Deleciones: Pérdida de un fragmento del cromosoma.
• Duplicaciones: Presencia de una copia extra de un segmento del cromosoma.
• Translocaciones: Una porción de un cromosoma se transfiere a otro cromosoma. Pueden ser recíprocas (intercambio entre dos cromosomas no homólogos) o no recíprocas.
• Transposiciones: Un segmento de ADN se mueve a otra parte del genoma.

Transposones

: secuencia de ADN que puede moverse a diferentes partes del genoma de una celula y que puede provocar mutaciones (genes saltarines) simples y complejos-Genomicas o cariotipos: euploidias (poliploidias, tri, tetra, monoploidia) aneuploidia (trisoma, monosomia, nulosomia)AGENTES MUTAGENICOS-Biologicos: seres vivos o entidades q provocan cambios en el ADN (oncogen, protoncogen)-Quimicos: cambios en molecula de ADN (desaminantes: hacen que aparezcan una base diferente, alquilante introducen radicales alquilo etilo metanosulfonato provocan transiciones y al hacerlo modifican el apareamiento durante repl, analogos de bases 5 bromouracilo, agentes intercalantes)-Fisicos: radiaciones alta energia y baja energiaCARCINOGENESIS Y CELULAS TUMORALESSe origina en unas o varias zonas del curpo q expresan unos o mas oncogenes, los precursores de oncogenes se transforman en estos en presencia de un mutageno que tiene naturaleza muy diversa cuando se expresa uno o mas se convierte en celula tumoral