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¿Es la regulación postranscripcional de la expresión génica un proceso epigenético?


¿Es la regulación postranscripcional de la expresión génica (por ejemplo, la regulación por microARN) un tipo de regulación epigenética de la expresión génica?

Creo que podemos categorizarlo como epigenético ya que la secuencia de ADN no cambia, pero nunca me he encontrado con ese término en ningún artículo. ¿Alguien tiene alguna idea o conoce algún artículo que clasifique la regulación postranscripcional como epigenética?


Los miARN y otros reguladores postranscripcionales son muy bien "genéticos". Están codificados por elementos genéticos, se expresan y se ven afectados por mutaciones. Solo porque este modo de regulación no era bien conocido anteriormente, no debería clasificarse como un mecanismo epigenético mientras que los factores de transcripción (TF) tradicionales basados ​​en proteínas no lo son.

La epigenética, como se define originalmente (la "definición formal") se trata de mecanismos que pueden perpetuar el estado de una célula hasta su próxima generación. La herencia de los programas de expresión génica es, por tanto, epigenética. Aunque los programas de expresión génica en sí pueden implementarse a través de diferentes factores, incluidos los reguladores basados ​​en proteínas y ARN, no constituirían necesariamente los mecanismos epigenéticos que conducen a la herencia de este estado.

El punto de vista de rg255 es que cualquier mecanismo que provoque una variación en los aspectos funcionales del genoma sin alterar la secuencia del genoma en sí, sería epigenético. Esto es técnicamente correcto, pero en ese caso todos los reguladores de la expresión génica, incluidos los TF, deberían constituir mecanismos epigenéticos.


Ahora, el problema principal es dónde trazar la línea entre regulación genética y epigenética?

En mi opinión, el epigenético Los mecanismos son una de las formas de regular la expresión génica. Aunque las modificaciones de histonas y la metilación del ADN regulan la expresión génica y también confieren heredabilidad al programa de expresión génica, la heredabilidad también se puede implementar sin ellas.

Puedes imaginar una célula como un recipiente que dirige un sistema de reacciones bioquímicas. Este sistema puede tener múltiples estados estacionarios (por ejemplo, múltiples destinos de una célula madre). Para perpetuar un estado, la nueva celda solo necesita tener las condiciones iniciales adecuadas. Esto también se puede demostrar matemáticamente. Este sistema también se puede implementar mediante los factores de transcripción tradicionales. Entonces ¿Qué es epigenético?

En mi humilde opinión epigenético era un término impreciso para denotar algo de lo que la gente no era plenamente consciente en ese momento. Todo lo que no fue mediado directamente por factores de transcripción se denominó epigenético, incluidos los reguladores de larga distancia, el ARN no codificante, etc.


LÍNEA DE FONDO

I no lo haría clasifican los ARN no codificantes como "epigenéticos" por la misma razón de que están codificados por genes y tienen un efecto más o menos directo sobre los genes diana, al igual que los TF (que aparentemente son no epigenético). En cuanto a los artículos, hubo muchos artículos que solían asignarlos bajo mecanismos epigenéticos, pero eso es, en mi opinión, demasiado vagamente arbitrario. (Irónicamente, me encontré con miRNA y lncRNA mientras estaba haciendo un proyecto de verano en epigenética y estaba leyendo artículos relevantes.)

Qué debiera ser considerado epigenético sería tema de otro debate.


Sobre los efectos epigenéticos y genéticos:

Los cambios en el genoma pueden ser de dos tipos clave: genéticos y epigenéticos. Los cambios genéticos son los que provocan cambios en la secuencia de nucleótidos. Epigenéticos son cambios en el genoma que no implican cambios en la secuencia de nucleótidos, p. Ej. procesamiento postranscripcional.

"Cambios funcionalmente relevantes en el genoma que no implican un cambio en la secuencia de nucleótidos. Ejemplos de mecanismos que producen tales cambios son la metilación del ADN y la modificación de histonas, cada una de las cuales altera la forma en que se expresan los genes sin alterar la secuencia de ADN subyacente".

La epigenética también se usa generalmente para referirse al estudio de la variación inducida por factores hereditarios no genéticos que afectan el genoma, como los efectos maternos y paternos. Las dos definiciones sutilmente diferentes son responsables de parte de la confusión común.

"Hoy en día, la epigenética se refiere al estudio de los cambios hereditarios en la expresión génica sin el cambio en la secuencia genética".

En microARN

Existe cierta controversia en torno a si el miARN es específicamente un mecanismo epigenético; lo ha usado como ejemplo; las modificaciones postranscripcionales generalmente se considerarían efectos epigenéticos. Vea el documento del que proviene el siguiente extracto que cubre también los mecanismos "clásicos":

"No está claro si la regulación de miARN es un mecanismo epigenético por derecho propio".

También vea whatisepigenetics.com:

"Actualmente se considera que al menos tres sistemas, incluida la metilación del ADN, la modificación de histonas y el silenciamiento génico asociado al ARN no codificante (ncRNA), inician y mantienen el cambio epigenético".

Y parte del conflicto se debe quizás a que los miARN aparentemente están involucrados en el control de los procesos epigenéticos:

"La epigenética se define como cambios hereditarios mitótica y meióticamente en la expresión génica que no implican un cambio en la secuencia del ADN. Se sabe que dos áreas principales de la epigenética, la metilación del ADN y las modificaciones de histonas, tienen efectos profundos en el control de la expresión génica. La metilación del ADN es participan en el control celular normal de la expresión, y la hipermetilación aberrante puede conducir al silenciamiento de genes supresores de tumores en la carcinogénesis. Las modificaciones de histonas controlan la accesibilidad de la cromatina y las actividades transcripcionales dentro de una célula. Los microARN (miARN) son pequeñas moléculas de ARN, ~ 22 nucleótidos durante mucho tiempo que pueda controlar negativamente la expresión de su gen objetivo postranscripcionalmente ...

En conjunto, los miARN pueden considerarse actores importantes en el control epigenético de la expresión génica ".

Desde el punto de vista del genetista cuantitativo, si afecta la variación fenotípica al alterar las propiedades genómicas pero no hay variación en la secuencia de ADN, entonces la modificación postranscripción basada en miARN es una fuente de variación epigenética. Parece que, para los biólogos moleculares, la modificación postranscripción por miARN queda fuera de la definición clásica de efectos epigenéticos, pero no he visto ninguna literatura que explique por qué ni la clasifique como un efecto genético.


Debería consultar este artículo de Adrian Bird, titulado Percepciones sobre la epigenética.

Extractos del artículo:

¿Debería ser obligatoria la heredabilidad en una visión contemporánea de la epigenética?

Para explicar por qué, es necesario introducir una tercera "definición" de la epigenética, algo informal, que ha cobrado un uso generalizado. Esta encarnación de la epigenética abarca la biología de la cromatina, incluido el complejo lenguaje de las marcas de cromatina (consulte la página 407), los efectos transcripcionales de la interferencia del ARN (consulte la página 399) y, en buena medida, los efectos de la estructura de orden superior de los cromosomas. y el núcleo (ver página 413)

Finalmente pasa a proponer una nueva definición:

La siguiente podría ser una definición unificadora de eventos epigenéticos: la adaptación estructural de regiones cromosómicas para registrar, señalar o perpetuar estados de actividad alterados.

Si consideramos que esta definición también podría ser una posible definición de lo que es la epigenética, entonces sí, el ARNi entraría dentro de los límites más amplios de la epigenética.


No estoy de acuerdo con rg255 en esto. La mayor parte, si no toda, de la modificación postranscripcional está codificada en la secuencia de ADN real. Esos microARN, por ejemplo, se pueden determinar leyendo las bases de ADN o encontrando las enzimas codificadas que editan el ARN (como C a U por las enzimas TPR). La secuencia de ADN ya codifica toda la información que determinará si se modificará o no.

Por otro lado, la regulación epigenética está codificada en las histonas y otras proteínas asociadas con el ADN y, por definición, no puede entenderse leyendo la secuencia (por ejemplo, acetilación y metilación). Esta información no codifica proteínas ni transcripciones.

EDITAR: Una búsqueda rápida en Pubmed subraya lo que la mayoría de los científicos piensan que es una búsqueda epigenética en Pubmed. Ves mucha investigación sobre metilación / histonas, pero los miARN o los factores de transcripción no se ven por ninguna parte.


Regulación epigenética y postranscripcional de la expresión de CD16 durante el desarrollo de células NK humanas

El receptor de superficie FcγRIIIA (CD16a) está codificado por el FCGR3A gen y es adquirido por células NK humanas durante la maduración. Las células NK se unen a la porción Fc de IgG a través de CD16a y ejecutan citotoxicidad mediada por células dependiente de Ab, que es fundamental para la eficacia de varias terapias con mAb antitumorales. Se desconoce el papel de los mecanismos reguladores epigenéticos que controlan la expresión de CD16 transcripcional y postranscripcional en las células NK. En este estudio, comparamos patrones específicos de metilación del ADN y expresión de FCGR3A con FCGR3B, que difieren en la expresión específica del tipo de célula a pesar de mostrar secuencias genómicas casi idénticas. Identificamos una secuencia dentro del FCGR3A promotor que muestra selectivamente una metilación reducida en células NK CD16a + frente a células NK CD16a - y neutrófilos. Esta región contenía el sitio de inicio de la transcripción de la isoforma CD16a más expresada en las células NK. Los ensayos de luciferasa revelaron una notable especificidad de tipo celular y actividad dependiente de metilación de FCGR3A- versus FCGR3B-secuencias derivadas. Diferencias genómicas entre FCGR3A y FCGR3B se enriquecen en dinucleótidos CpG, y la mutación de CpG variantes invierte la especificidad del tipo celular. Además, identificamos miR-218 como un regulador negativo postranscripcional de CD16a en células NK. La sobreexpresión forzada de miR-218 en células NK anuló la expresión de proteína y ARNm de CD16a. Además, miR-218 se expresó en gran medida en las células NK CD16a - en comparación con las células NK CD16a +. En conjunto, proponemos un sistema de FCGR3A regulación en células NK humanas en las que las secuencias de dinucleótidos CpG y la metilación concurrente del ADN confieren regulación transcripcional específica del tipo de célula y del desarrollo, mientras que miR-218 proporciona una capa adicional de regulación postranscripcional durante el proceso de maduración.

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Cifras

Las células NK adquieren CD16a durante ...

Las células NK adquieren CD16a durante la maduración normal. (A) Células mononucleares (CMN) de adultos ...

Metilación del ADN y expresión específica de isoformas ...

Metilación del ADN y expresión específica de isoformas dentro de las regiones promotoras de FCGR3A y FCGR3B…

Análisis de metilación del ADN y ...

Análisis de la actividad específica de linaje y metilación del ADN de las secuencias promotoras de FCGR3. A) Ilustración ...

Identificación del miR-218 como…

Identificación del miR-218 como potencial regulador de FCGR3A . (A) Relación de expresión ...

MiR-218 regula negativamente CD16a en…

MiR-218 regula negativamente CD16a en células NK humanas primarias. Células NK humanas primarias ...


79 Regulación de la expresión genética

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Analice por qué no todas las células expresan todos sus genes todo el tiempo.
  • Describir cómo se produce la regulación de genes procariotas a nivel transcripcional.
  • Discutir cómo se produce la regulación de genes eucariotas a nivel epigenético, transcripcional, postranscripcional, traduccional y postraduccional.

Para que una célula funcione correctamente, las proteínas necesarias deben sintetizarse en el momento y lugar adecuados. Todas las células controlan o regulan la síntesis de proteínas a partir de información codificada en su ADN. El proceso de activar un gen para producir ARN y proteínas se llama expresión génica. Ya sea en un organismo unicelular simple o en un organismo multicelular complejo, cada célula controla cuándo y cómo se expresan sus genes. Para que esto suceda, debe haber mecanismos químicos internos que controlen cuándo se expresa un gen para producir ARN y proteína, qué cantidad de proteína se produce y cuándo es el momento de dejar de producir esa proteína porque ya no es necesaria.

La regulación de la expresión génica conserva la energía y el espacio. Se requeriría una cantidad significativa de energía para que un organismo expresara todos los genes en todo momento, por lo que es más eficiente energéticamente activar los genes solo cuando son necesarios. Además, solo expresar un subconjunto de genes en cada célula ahorra espacio porque el ADN debe desenrollarse de su estructura en espiral para transcribir y traducir el ADN. Las células tendrían que ser enormes si cada proteína se expresara en cada célula todo el tiempo.

El control de la expresión génica es extremadamente complejo. Las fallas en este proceso son perjudiciales para la célula y pueden conducir al desarrollo de muchas enfermedades, incluido el cáncer.

Expresión génica procariota frente a eucariota

Para comprender cómo se regula la expresión génica, primero debemos comprender cómo un gen codifica una proteína funcional en una célula. El proceso ocurre tanto en las células procariotas como en las eucariotas, pero de maneras ligeramente diferentes.

Los organismos procarióticos son organismos unicelulares que carecen de núcleo celular y, por tanto, su ADN flota libremente en el citoplasma celular. Para sintetizar una proteína, los procesos de transcripción y traducción ocurren casi simultáneamente. Cuando la proteína resultante ya no es necesaria, la transcripción se detiene. Como resultado, el método principal para controlar qué tipo de proteína y qué cantidad de cada proteína se expresa en una célula procariota es la regulación de la transcripción del ADN. Todos los pasos posteriores ocurren automáticamente. Cuando se requiere más proteína, se produce más transcripción. Por lo tanto, en las células procariotas, el control de la expresión génica se realiza principalmente a nivel transcripcional.

Las células eucariotas, por el contrario, tienen orgánulos intracelulares que aumentan su complejidad. En las células eucariotas, el ADN está contenido dentro del núcleo de la célula y allí se transcribe en ARN. El ARN recién sintetizado se transporta fuera del núcleo al citoplasma, donde los ribosomas traducen el ARN en proteína. Los procesos de transcripción y traducción son físicamente separados por la membrana nuclear, la transcripción ocurre solo dentro del núcleo, y la traducción ocurre solo fuera del núcleo en el citoplasma. La regulación de la expresión génica puede ocurrir en todas las etapas del proceso ((Figura)). La regulación puede ocurrir cuando el ADN se desenrolla y se afloja de los nucleosomas para unirse a factores de transcripción (nivel epigenético), cuando el ARN se transcribe (nivel transcripcional), cuando el ARN se procesa y exporta al citoplasma después de su transcripción (nivel postranscripcional). ), cuando el ARN se traduce en proteína (nivel de traducción), o después de que se ha elaborado la proteína (nivel postraduccional).


Las diferencias en la regulación de la expresión génica entre procariotas y eucariotas se resumen en la (Figura). La regulación de la expresión génica se analiza en detalle en módulos posteriores.

Diferencias en la regulación de la expresión génica de organismos procariotas y eucariotas
Organismos procariotas Organismos eucariotas
Carecen de un núcleo unido a la membrana Contener núcleo
El ADN se encuentra en el citoplasma. El ADN está confinado al compartimento nuclear.
La transcripción de ARN y la formación de proteínas ocurren casi simultáneamente La transcripción del ARN ocurre antes de la formación de proteínas y tiene lugar en el núcleo. La traducción de ARN a proteína ocurre en el citoplasma.
La expresión génica está regulada principalmente a nivel transcripcional. La expresión génica está regulada en muchos niveles (epigenético, transcripcional, transporte nuclear, postranscripcional, traduccional y postraduccional)

Las células procariotas solo pueden regular la expresión génica controlando la cantidad de transcripción. A medida que evolucionaron las células eucariotas, aumentó la complejidad del control de la expresión génica. Por ejemplo, con la evolución de las células eucariotas llegó la compartimentación de importantes componentes celulares y procesos celulares. Se formó una región nuclear que contiene el ADN. La transcripción y traducción se separaron físicamente en dos compartimentos celulares diferentes. Por lo tanto, fue posible controlar la expresión génica regulando la transcripción en el núcleo y también controlando los niveles de ARN y la traducción de proteínas presentes fuera del núcleo.

La mayor parte de la regulación genética se realiza para conservar los recursos celulares. Sin embargo, otros procesos regulatorios pueden ser defensivos. Procesos celulares como los desarrollados para proteger a la célula de infecciones virales o parasitarias. Si la célula pudiera detener rápidamente la expresión génica durante un corto período de tiempo, podría sobrevivir a una infección cuando otros organismos no pudieron. Por lo tanto, el organismo desarrolló un nuevo proceso que lo ayudó a sobrevivir y pudo transmitir este nuevo desarrollo a la descendencia.

Resumen de la sección

Si bien todas las células somáticas de un organismo contienen el mismo ADN, no todas las células de ese organismo expresan las mismas proteínas. Los organismos procariotas expresan la mayoría de sus genes la mayor parte del tiempo. Sin embargo, algunos genes se expresan solo cuando son necesarios. Los organismos eucariotas, por otro lado, expresan solo un subconjunto de sus genes en una célula determinada. Para expresar una proteína, el ADN se transcribe primero en ARN, que luego se traduce en proteínas, que luego se dirigen a ubicaciones celulares específicas. En las células procariotas, la transcripción y la traducción ocurren casi simultáneamente. En las células eucariotas, la transcripción ocurre en el núcleo y está separada de la traducción que ocurre en el citoplasma. La expresión génica en procariotas se regula principalmente a nivel transcripcional (también está presente cierta regulación epigenética y postraduccional), mientras que en las células eucariotas, la expresión génica está regulada a nivel epigenético, transcripcional, postranscripcional, traduccional y postraduccional. .

Preguntas de revisión

¿En qué nivel (s) se produce el control de la expresión génica en células eucariotas?

  1. solo el nivel transcripcional
  2. niveles epigenéticos y transcripcionales
  3. niveles epigenéticos, transcripcionales y traslacionales
  4. niveles epigenéticos, transcripcionales, postranscripcionales, traslacionales y postraduccionales

El control postraduccional se refiere a:

  1. regulación de la expresión génica después de la transcripción
  2. regulación de la expresión génica después de la traducción
  3. control de la activación epigenética
  4. período entre la transcripción y la traducción

¿Cómo apoya la regulación de la expresión génica la evolución continua de organismos más complejos?

  1. Las células pueden especializarse dentro de un organismo multicelular.
  2. Los organismos pueden conservar energía y recursos.
  3. Las células crecen para adaptarse a la producción de proteínas.
  4. Tanto a como B.

Preguntas de pensamiento crítico

Nombra dos diferencias entre las células procariotas y eucariotas y cómo estas diferencias benefician a los organismos multicelulares.

Las células eucariotas tienen núcleo, mientras que las células procariotas no. En las células eucariotas, el ADN está confinado dentro de la región nuclear. Debido a esto, la transcripción y la traducción están físicamente separadas. Esto crea un mecanismo más complejo para el control de la expresión génica que beneficia a los organismos multicelulares porque compartimenta la regulación génica.

La expresión génica ocurre en muchas etapas en las células eucariotas, mientras que en las células procariotas, el control de la expresión génica solo ocurre a nivel transcripcional. Esto permite un mayor control de la expresión génica en eucariotas y el desarrollo de sistemas más complejos. Debido a esto, pueden surgir diferentes tipos de células en un organismo individual.

Describa cómo el control de la expresión génica alterará los niveles generales de proteína en la célula.

La célula controla qué proteínas se expresan y a qué nivel se expresa cada proteína en la célula. Las células procariotas alteran la tasa de transcripción para activar o desactivar genes. Este método aumentará o disminuirá los niveles de proteínas en respuesta a lo que necesita la célula. Las células eucariotas cambian la accesibilidad (epigenética), la transcripción o la traducción de un gen. Esto alterará la cantidad de ARN y la vida útil del ARN para alterar la cantidad de proteína que existe. Las células eucariotas también controlan la traducción de proteínas para aumentar o disminuir los niveles generales. Los organismos eucariotas son mucho más complejos y pueden manipular los niveles de proteínas cambiando muchas etapas en el proceso.

Glosario


Control de la estabilidad del ARN

Antes de que el ARNm abandone el núcleo, se le dan dos & # 8220caps & # 8221 protectores que evitan que el extremo de la hebra se degrade durante su viaje. La tapa 5 & # 8242, que se coloca en el extremo 5 & # 8242 del ARNm, generalmente se compone de una molécula de trifosfato de guanosina metilada (GTP). La cola poli-A, que está unida al extremo 3 & # 8242, generalmente se compone de una serie de nucleótidos de adenina. Una vez que el ARN se transporta al citoplasma, se puede controlar el tiempo que el ARN permanece allí. Cada molécula de ARN tiene una vida útil definida y se desintegra a un ritmo específico. Esta tasa de descomposición puede influir en la cantidad de proteína que hay en la célula. Si el ARN se descompone más rápidamente, la traducción tiene menos tiempo para ocurrir, por lo que se producirá menos proteína. Por el contrario, si el ARN se descompone con menos rapidez, se producirá más proteína. Esta tasa de descomposición se conoce como estabilidad del ARN. Si el ARN es estable, se detectará durante períodos de tiempo más prolongados en el citoplasma. La unión de proteínas al ARN puede influir en su estabilidad (Figura 3).

Figura 3 La región codificadora de proteínas del ARNm está flanqueada por regiones no traducidas (UTR) 5 & # 8242 y 3 & # 8242. La presencia de proteínas de unión a ARN en la UTR 5 & # 8242 o 3 & # 8242 influye en la estabilidad de la molécula de ARN.


Estabilidad del ARN y microARN

Además de las RBP que se unen y controlan (aumentan o disminuyen) la estabilidad del ARN, otros elementos llamados microARN pueden unirse a la molécula de ARN. Estos microARN, o miARN, son moléculas de ARN cortas que tienen solo 21-24 nucleótidos de longitud. Los miARN se producen en el núcleo como pre-miARN más largos. Estos pre-miARN se cortan en miARN maduros mediante una proteína llamada dicer. Al igual que los factores de transcripción y las RBP, los miARN maduros reconocen una secuencia específica y se unen al ARN; sin embargo, los miARN también se asocian con un complejo de ribonucleoproteína llamado complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). RISC se une junto con el miRNA para degradar el mRNA objetivo. Juntos, los miARN y el complejo RISC destruyen rápidamente la molécula de ARN.


Abstracto

La latencia de las semillas es un punto de control del desarrollo que evita que las semillas maduras germinen en condiciones que de otro modo serían favorables para la germinación. La temperatura y la luz son los factores ambientales más relevantes que regulan la latencia y la germinación de las semillas. Estas señales ambientales pueden desencadenar respuestas moleculares y fisiológicas, incluida la señalización hormonal, en particular la del ácido abscísico y la giberelina. El equilibrio entre el contenido y la sensibilidad de estas hormonas es la clave para la regulación de la latencia de las semillas. La temperatura y la luz regulan estrechamente la transcripción de miles de genes, así como otros aspectos de la expresión génica, como el empalme, la traducción y la estabilidad del ARNm. La remodelación de la cromatina determina salidas transcripcionales específicas, y el empalme alternativo conduce a diferentes resultados y produce transcripciones que codifican proteínas con funciones alteradas o perdidas. La regulación adecuada de la remodelación de la cromatina y el empalme alternativo pueden ser de gran importancia para la germinación de las semillas. Además, los microARN también son críticos para el control de la expresión génica en semillas. Esta revisión tiene como objetivo discutir las actualizaciones recientes sobre la regulación postranscripcional durante la maduración de la semilla, la latencia, la germinación y los eventos posteriores a la germinación. Proponemos perspectivas de futuro para comprender cómo diferentes procesos postranscripcionales en semillas de cultivos pueden contribuir al diseño de genotipos con mejor rendimiento y mayor productividad.


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¿Es la regulación postranscripcional de la expresión génica un proceso epigenético? - biología

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Conexión Evolution

Empalme de ARN alternativoEn la década de 1970, se observaron por primera vez genes que presentaban un empalme de ARN alternativo. El empalme alternativo de ARN es un mecanismo que permite que se produzcan diferentes productos proteicos a partir de un gen cuando se combinan diferentes combinaciones de exones para formar el ARNm (Figura). Este empalme alternativo puede ser fortuito, pero más a menudo se controla y actúa como un mecanismo de regulación genética, con la frecuencia de diferentes alternativas de empalme controladas por la célula como una forma de controlar la producción de diferentes productos proteicos en diferentes células o en diferentes etapas de desarrollo. Ahora se entiende que el empalme alternativo es un mecanismo común de regulación de genes en eucariotas, según una estimación, el 70 por ciento de los genes en humanos se expresan como proteínas múltiples a través del empalme alternativo. Aunque hay varias formas de empalmar alternativamente las transcripciones de ARN, el orden original 5'-3 'de los exones es siempre conservado. Es decir, una transcripción con exones 1 2 3 4 5 6 7 podría empalmarse 1 2 4 5 6 7 o 1 2 3 6 7, pero nunca 1 2 5 4 3 6 7.

Hay cinco modos básicos de empalme alternativo.


El panorama (ligeramente) más amplio: procesos epigenéticos en un contexto celular

Las impresionantes tecnologías de alto rendimiento que se abordarán en el próximo artículo de esta serie han proporcionado mapas lineales de marcas epigenéticas. Aunque estos mapas son muy reveladores, tenga en cuenta que el siguiente paso lógico sería pasar a las representaciones en 3D que vinculan los procesos epigenéticos con las cascadas de señalización celular y las pistas ambientales. Aunque los mecanismos epigenéticos tienen lugar en el núcleo, pueden ocurrir en respuesta a señales ambientales, como hormonas, nutrientes, estrés y daño celular. Esto indica que los factores extracelulares y citoplasmáticos también están en juego en la regulación epigenética.

Cómo exactamente las señales no epigenéticas inducen a las células a alterar sus epigenomas es una pregunta importante que debe responderse. ¿Cómo es posible que los genes estén generalmente bajo un estricto control epigenético y solo se activen y transcriban cuando sea necesario?

Ciertas vías de señalización celular ya han sido designadas como candidatos a reguladores de la remodelación epigenética. No es sorprendente que tiendan a ser factores con roles ya establecidos en el compromiso, el crecimiento y el desarrollo del linaje celular.

Entonces, ¿qué distingue la regulación epigenética de la transducción de señales clásica? Este último se refiere a cambios directos en la expresión génica debidos a niveles alterados, modificaciones postraduccionales o acciones de factores de transcripción, en respuesta al entorno o estado extracelular de la célula. Una vez que se ha cambiado la transcripción de genes, se puede establecer una nueva firma epigenética para estabilizar la transducción de la señal, haciéndola hereditaria e independiente de la señal de activación inicial.

Por supuesto, eso no es todo: dado que las enzimas de la maquinaria epigenética pueden regularse mediante moléculas de señalización, pero al mismo tiempo podrían afectar la actividad de las moléculas de señalización, la interacción entre las señales reguladoras clásicas y el control epigenético es, lo adivinó, compleja. y probablemente a menudo entrelazados. De hecho, se ha descubierto que ciertos efectores de transducción de señales, como los factores de transcripción y las moléculas de señalización, interactúan con las enzimas modificadoras de la cromatina.

En el próximo artículo de esta serie, discutiré algunas técnicas experimentales que nos han ayudado a comprender mejor estos procesos.

Fuentes / lectura adicional:

Portela A, Esteller M (2010) Modificaciones epigenéticas y enfermedad humana. Nat Biotechnol 28: 1057-1068.

Mohammad HP, Baylin SB (2010) Vinculación de la señalización celular y la maquinaria epigenética. Nat Biotechnol 28: 1033-1038.


Ver el vídeo: Regulacion de la expresión de los genes (Diciembre 2021).