La expresion genica

La expresión génica es el proceso mediante el cual la información de un gen se utiliza en la síntesis de un producto génico funcional que le permite producir productos finales, proteínas o ARN no codificantes , y finalmente afectar un fenotipo , como efecto final. Estos productos son a menudo proteínas , pero en genes que no codifican proteínas, como el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN nuclear pequeño (ARNnn) , el producto es un ARN funcional no codificante . La expresión génica se resume en el dogma central de la biología molecular formulado por primera vez por Francis Crick en 1958, ^[1]más desarrollado en su artículo de 1970, ^[2] y ampliado por los descubrimientos posteriores de la transcripción inversa ^{[3] [4] [5]} y la replicación del ARN . ^[6]

El proceso de expresión génica lo utilizan todas las formas de vida conocidas, eucariotas (incluidos los organismos multicelulares ), procariotas ( bacterias y arqueas ) y los virus, para generar la maquinaria macromolecular para la vida.

En genética , la expresión génica es el nivel más fundamental en el que el genotipo da lugar al fenotipo , es decir , rasgo observable. La información genética almacenada en el ADN representa el genotipo, mientras que el fenotipo resulta de la "interpretación" de esa información. Estos fenotipos a menudo se expresan mediante la síntesis de proteínas que controlan la estructura y el desarrollo del organismo, o que actúan como enzimas que catalizan vías metabólicas específicas.

Todos los pasos del proceso de expresión génica pueden modularse (regularse), incluida la transcripción , el corte y empalme de ARN , la traducción y la modificación postraduccional de una proteína. La regulación de la expresión génica permite controlar el tiempo, la ubicación y la cantidad de un producto génico determinado (proteína o ARNc) presente en una célula y puede tener un efecto profundo en la estructura y función celular. La regulación de la expresión génica es la base de la diferenciación celular , el desarrollo , la morfogénesis y la versatilidad y adaptabilidad de cualquier organismo.. Por tanto, la regulación genética puede servir como sustrato para el cambio evolutivo.

La producción de una copia de ARN de una cadena de ADN se llama la transcripción , y se lleva a cabo por las ARN polimerasas , que añaden una ribo nucleótido a la vez a un ARN creciente hebra como por la complementariedad ley de las bases de nucleótidos. Este ARN es complementario de la cadena de ADN molde 3 '→ 5', ^[7] con la excepción de que las timinas (T) se reemplazan con uracilos (U) en el ARN.

En los procariotas, la transcripción se lleva a cabo mediante un solo tipo de ARN polimerasa, que necesita unirse a una secuencia de ADN llamada caja de Pribnow con la ayuda de la proteína del factor sigma (factor σ) para iniciar la transcripción. En eucariotas, la transcripción se realiza en el núcleo mediante tres tipos de ARN polimerasas, cada una de las cuales necesita una secuencia de ADN especial llamada promotor y un conjunto de proteínas de unión al ADN ( factores de transcripción) para iniciar el proceso (consulte la regulación de la transcripción a continuación). . La ARN polimerasa I es responsable de la transcripción de genes de ARN ribosómico (ARNr). La ARN polimerasa II (Pol II) transcribe todos los genes que codifican proteínas, pero también algunos ARN no codificantes ( p . Ej., snRNA, snoRNA o RNA largos no codificantes). La ARN polimerasa III transcribe ARNr 5S, genes de ARN de transferencia (ARNt) y algunos ARN pequeños no codificantes ( p . Ej. , 7SK ). La transcripción finaliza cuando la polimerasa encuentra una secuencia llamada terminador .