Expresión génica

Expresión génica

proceso por medio del cual todos los organismos procariotas y células eucariotas transforman la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo y funcionamiento.

La expresión génica es el proceso por medio del cual todos los organismos, tanto procariotas como eucariotas transforman la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo, funcionamiento y reproducción con otros organismos. La expresión génica es clave para la creación de un fenotipo.

Transcripción 

Artículo principal: Transcripción genética

El gen en sí mismo es típicamente un tramo de ADN y no realiza un papel activo. La producción de copias de ARN mensajero (mARN) a partir de ADN se denomina transcripción, y se lleva a cabo por la ARN polimerasa, que añade un nucleótido de ARN a la vez a una cadena creciente de ARN. Este ARN es complementario a los nucleótidos de ADN que se transcriben, es decir, si hay una timina (T) en el ADN una Adenina (A) se añadirá al ARN. Sin embargo, si hay una A en la cadena de ADN en el ARN se insertará la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de T. Por tanto, en el ARNm complementario de la cadena de ADN "TAC" se transcribe como "AUG".

El procesamiento del ARN 

La transcripción de genes que codifican proteínas crea un transcrito primario de ARN en el lugar donde se encuentra el gen. Este puede ser alterado antes de ser traducido, esto es particularmente común en las células eucariotas. El procesamiento del ARN más común es el empalme para eliminar los intrones. Los intrones son segmentos de ARN que no se encuentran en el ARN maduro, a pesar de que pueden funcionar como precursores, por ejemplo, para ncARNs, que son ARN que realizan la modificación directa de los nucleótidos en otro ARNs. Los intrones son comunes en los genes eucariotas, pero rara en los procariotas.

Del mismo modo, se lleva a cabo la adición del caperuza 5', una metil-guanina. Y una cola poli-A, una seria de adeninas añadidas al final del mensajero para protegerlo de la degradación en el citoplasma.

El procesamiento del ARN extenso puede ser una ventaja evolutiva posible por el núcleo de los eucariotas. En los procariotas la transcripción y la traducción (ver abajo) suceden al mismo tiempo, mientras que en los eucariotas la envoltura nuclear separa los dos procesos que dan tiempo para que el procesamiento del ARN se produzca.

La exportación de ARN 

En los eucariotas más maduros el ARN debe ser exportados del núcleo al citoplasma. Si bien algunas funciones de ARN en el núcleo, muchas moléculas de ARN son transportados a través de los poros nucleares y en el citosol. En particular, esto incluye todos los tipos de ARN que participan en la síntesis de proteínas. En algunos casos el ARN es además transportado a una parte específica del citoplasma, como la sinapsis, que son luego arrastrados por las proteínas motoras a través de proteínas que se unen a secuencias específicas de vinculador ( llamados "códigos postales") en el ARN.

Traducción 

Artículos principales: Biosíntesis proteica y Traducción (genética).

La síntesis de proteínas consta de dos etapas: la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos arriban al ribosoma sobre ARN de transferencia de aminoácidos, donde se unen formando un polipéptido según la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero. La segunda etapa consta de modificaciones postraducción que sufren los polipéptidos hasta alcanzar su estado funcional o conformación nativa

Regulación

Artículo principal: Regulación de la expresión génica

La regulación genética comprende todos aquellos procesos que afectan la acción de un gen a nivel de traducción o transcripción, regulando sus productos finales.

Estos procesos incluyen: alteración de la cromatina, modificaciones de las histonas, metilaciones del DNA, etc.

Para fines biotecnológicos, se puede interactuar con estos procesos regulatorios y alterar la expresión de ciertos genes .