Una bacteria intestinal no gasta energía en fabricar las enzimas que digieren la lactosa hasta que alguien toma un vaso de leche: ¿cómo sabe cuándo hacerlo? Tener un gen en el ADN no implica expresarlo siempre ni en todas las células. Las células encienden y apagan genes según sus necesidades y según su tipo celular, con mecanismos que actúan en distintos puntos del camino ADN → ARNm → proteína. Aquí veremos cómo se regula la expresión génica, tomando como modelo el operón lac bacteriano, y cómo se organiza la información en genomas de tamaños muy distintos.
La expresión génica es diferencial
Una neurona transmite impulsos eléctricos y una célula muscular se contrae con fuerza, pero ambas derivan del mismo cigoto y tienen el mismo ADN: ¿cómo pueden dos células con las mismas instrucciones ser tan distintas?
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Todas las células de tu cuerpo poseen el mismo ADN, sin embargo una neurona y una célula muscular son muy diferentes. Explica a qué se debe esta diferencia haciendo…
Todas las células de tu cuerpo poseen el mismo ADN, sin embargo una neurona y una célula muscular son muy diferentes. Explica a qué se debe esta diferencia haciendo referencia a la expresión génica.
¿Qué es un gen constitutivo y qué es un gen regulable? Pon un ejemplo de cada tipo y explica por qué conviene a la célula regular algunos de sus genes.
¿Qué es un gen constitutivo y qué es un gen regulable? Pon un ejemplo de cada tipo y explica por qué conviene a la célula regular algunos de sus genes.
En el esquema, el panel A es la situación sin lactosa y el panel B la situación con lactosa. La elipse bajo el promotor es la ARN polimerasa.
Vuelve al principio: la bacteria intestinal fabrica las enzimas de la lactosa solo cuando la lactosa está presente, porque esta inactiva al represor.
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¿Qué es un promotor y qué papel desempeña en la regulación de la transcripción? Explica qué puede ocurrir si una mutación inutiliza el promotor de un gen.
¿Qué es un promotor y qué papel desempeña en la regulación de la transcripción? Explica qué puede ocurrir si una mutación inutiliza el promotor de un gen.
En bacterias la transcripción se activa o reprime junto al promotor, pero en nuestras células una secuencia a decenas de miles de pares de bases puede encender un gen: ¿cómo se coordina esa activación a través de la cromatina?
Practica★☆☆Sin empezar
¿Qué es un factor de transcripción? Explica brevemente qué papel desempeña en la regulación de la expresión génica y a qué regiones del ADN se une.
¿Qué es un factor de transcripción? Explica brevemente qué papel desempeña en la regulación de la expresión génica y a qué regiones del ADN se une.
En las células eucariotas existen secuencias reguladoras llamadas potenciadores (enhancers) que pueden encontrarse a miles de pares de bases del gen que regulan. Explica…
En las células eucariotas existen secuencias reguladoras llamadas potenciadores (enhancers) que pueden encontrarse a miles de pares de bases del gen que regulan. Explica cómo pueden actuar a tanta distancia, haciendo referencia al plegamiento de la cromatina y a los factores de transcripción.
Compara la regulación de la expresión génica en procariotas y en eucariotas (número de niveles de control, velocidad de respuesta al medio, organización de los genes) y…
Compara la regulación de la expresión génica en procariotas y en eucariotas (número de niveles de control, velocidad de respuesta al medio, organización de los genes) y razona por qué en las células eucariotas existen más puntos posibles de regulación.
Maduración del ARNm y genes eucariotas en bacterias
Un laboratorio quiere que una bacteria fabrique una proteína humana. El gen humano tiene intrones y la bacteria no sabe eliminarlos: ¿qué hay que hacer?
Practica★☆☆Sin empezar
Define intrón y exón, e indica qué les ocurre a los unos y a los otros durante la maduración del ARNm en las células eucariotas.
Define intrón y exón, e indica qué les ocurre a los unos y a los otros durante la maduración del ARNm en las células eucariotas.
Los microARN son pequeños ARN que no codifican proteínas pero regulan la expresión génica. Explica cómo actúan sobre los ARNm diana, si su efecto es activador o…
Los microARN son pequeños ARN que no codifican proteínas pero regulan la expresión génica. Explica cómo actúan sobre los ARNm diana, si su efecto es activador o inhibidor, y por qué se consideran un nivel de regulación postranscripcional.
¿Qué significa que un gen está silenciado en una célula? Explica una forma en la que la célula puede impedir que un gen determinado llegue a transcribirse.
¿Qué significa que un gen está silenciado en una célula? Explica una forma en la que la célula puede impedir que un gen determinado llegue a transcribirse.
En las células eucariotas el ADN se empaqueta unido a histonas formando la cromatina. Explica cómo influye el grado de compactación de la cromatina en la expresión de…
En las células eucariotas el ADN se empaqueta unido a histonas formando la cromatina. Explica cómo influye el grado de compactación de la cromatina en la expresión de los genes.
La cebolla (Allium cepa) que compras en el mercado tiene unos $16{,}000$ millones de pares de bases de ADN, cinco veces más que una persona ($3{,}000$ millones): ¿significa que una cebolla necesita un manual biológico cinco veces más complejo que el nuestro?
Practica★☆☆Sin empezar
Nombra dos diferencias generales entre el genoma de una célula procariota y el de una célula eucariota (localización, forma del ADN, presencia de intrones).
Nombra dos diferencias generales entre el genoma de una célula procariota y el de una célula eucariota (localización, forma del ADN, presencia de intrones).
Solo alrededor del $1.5\ \%$ del genoma humano corresponde a secuencias codificantes de proteínas. Calcula a cuántos pares de bases equivale ese porcentaje en un genoma…
Solo alrededor del $1.5\ \%$ del genoma humano corresponde a secuencias codificantes de proteínas. Calcula a cuántos pares de bases equivale ese porcentaje en un genoma de $3 \times 10^9$ pares de bases y explica qué se sabe hoy del resto del genoma (secuencias reguladoras, intrones, elementos móviles, repeticiones).
Analiza la siguiente tabla con datos genómicos de tres organismos representativos: | Organismo | Tamaño del genoma (pb) | N.º estimado de genes | Proporción de ADN no…
Analiza la siguiente tabla con datos genómicos de tres organismos representativos:
Organismo
Tamaño del genoma (pb)
N.º estimado de genes
Proporción de ADN no codificante
Escherichia coli (bacteria)
4.6 × 10⁶
4,300
~12 %
Homo sapiens (humano)
3.2 × 10⁹
21,000
~98.5 %
Paris japonica (planta)
1.5 × 10¹¹
~30,000
>99 %
a) Un estudiante afirma que, dado que Paris japonica tiene un genoma casi 50 veces mayor que el humano, debe poseer una complejidad biológica y anatómica proporcionalmente superior. Rebate su afirmación a partir de los datos y explica en qué consiste la paradoja del valor C.
b) A la vista de los datos de la tabla, razona qué tipos de secuencias constituyen la gran mayoría del ADN no codificante en los eucariotas y por qué una bacteria no puede tolerar una proporción tan elevada de ADN no codificante.