Gen temprano inmediato
Los genes tempranos inmediatos ( IEG ) son genes que se activan de forma transitoria y rápida en respuesta a una amplia variedad de estímulos celulares. Representan un mecanismo de respuesta permanente que se activa a nivel de transcripción en la primera ronda de respuesta a los estímulos, antes de que se sinteticen nuevas proteínas. Los IEG son distintos de los genes de "respuesta tardía", que solo pueden activarse más tarde, después de la síntesis de productos génicos de respuesta temprana. Por lo tanto, los IEG se han denominado la "puerta de entrada a la respuesta genómica". El término puede describir proteínas reguladoras virales que se sintetizan después de la infección viral de una célula huésped, o proteínas celulares que se producen inmediatamente después de la estimulación de una célula en reposo por señales extracelulares.
En su papel como "puertas de entrada a la respuesta genómica", muchos productos de IEG son factores de transcripción naturales u otras proteínas de unión al ADN . Sin embargo, otras clases importantes de productos IEG incluyen proteínas secretadas , proteínas del citoesqueleto y subunidades receptoras . Los IEG neuronales se utilizan predominantemente como marcador para rastrear las actividades cerebrales en el contexto de la formación de la memoria y el desarrollo de trastornos psiquiátricos. [1] Los IEG también son de interés como diana terapéutica para el tratamiento del citomegalovirus humano . [2]
Los primeros IEG identificados y mejor caracterizados incluyen c-fos , c-myc y c-jun , genes que resultaron ser homólogos a los oncogenes retrovirales . Por lo tanto, los IEG son bien conocidos como reguladores tempranos del crecimiento celular y las señales de diferenciación. Sin embargo, otros hallazgos sugieren funciones para los IEG en muchos otros procesos celulares. [3]
La expresión de IEG se produce en respuesta a señales celulares internas y externas, y se produce rápidamente sin necesidad de sintetizar nuevos factores de transcripción . [4] La secuencia genómica de los IEG es generalmente más corta (~19 kb) y exhibe un enriquecimiento de sitios de unión de factores de transcripción específicos, lo que ofrece redundancia en el inicio de la transcripción. [5] La traducción del ARNm de IEG en proteínas se produce independientemente de los inhibidores de la síntesis de proteínas, lo que interrumpe el proceso de producción de proteínas. [6] La expresión rápida de IEG también se atribuye a la accesibilidad de su secuencia promotora a través de la acetilación de histonas que es consistente antes y después de la expresión. [5]La regulación a la baja de la transcripción del ARNm se produce a través de la orientación redundante de la región UTR 3' por parte de los microARN , lo que da como resultado la represión y la degradación de la traducción. La expresión de la proteína IEG suele ser transitoria debido a la rápida regulación a la baja del ARNm y al aumento de la proteólisis de los productos traducidos. [5]
La activación de la transcripción génica es un sistema complejo de cascadas de señales y reclutamiento de componentes necesarios como la ARN polimerasa y los factores de transcripción . Los IEG suelen ser los primeros en responder a las señales reguladoras y muchos alcanzan la expresión máxima dentro de los 30 minutos posteriores a los estímulos en comparación con las 2-4 horas en el caso del gen de respuesta primaria retrasada. [7] Hay muchas vías de señalización que conducen a la activación de los IEG, muchas de las cuales ( MAPK/ERK , PI3K , etc.) se estudian en el contexto del cáncer. [5] Como tales, muchos IEG funcionan como factores de transcripción que regulan la expresión de genes aguas abajo o son protooncogenes .asociado con el crecimiento celular alterado. [7]
La expresión de IEG está involucrada en la actividad neuronal y específicamente en la formación de memoria, enfermedades neuropsiquiátricas y actividades conductuales. [8] Los genes tempranos inmediatos presentes en el cerebro están asociados con una variedad de funciones, como la modificación de las funciones sinápticas a través de factores de crecimiento de activación rápida y transitoria o la expresión de proteínas celulares. [9] Se teoriza que estos cambios son los medios por los cuales la memoria se almacena en el cerebro como esquema en el concepto de rastro de memoria o engrama . En el contexto de las enfermedades neuropsiquiátricas, la regulación positiva de ciertos IEG relacionados con la formación de recuerdos relacionados con el miedo contribuye al desarrollo de una variedad de enfermedades como: esquizofrenia , trastorno de pánico ,Trastorno de estrés postraumático … [10]
