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12. LA REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA: EL OPERÓN

Cada ser vivo posee un gran número de genes, tanto mayor cuanto más compleja es la especie. Esto no significa que todos los genes se transcriban a la vez, ni siquiera que todos los genes se transcriban alguna vez a lo largo de la existencia de los seres vivos. Muchos  genes sólo se transcriben  cuando la célula lo necesita, y muchos otros no se transcriben nunca una vez que se ha producido la diferenciación celular. Esto es lo que constituye la REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA.

Existen, por tanto, dos aspectos a considerar en esta regulación:

  • La diferenciación celular, es decir, la conversión de una célula totipotente en otra especializada que forma parte de un tejido. Aunque no conocemos los mecanismos exactos de esa transformación, sabemos que cada estirpe celular posee una parte concreta de su genoma que está irreversiblemente bloqueada y que no se expresa nunca. Sólo existe reversibilidad de ese proceso cuando se desarrolla un cáncer, enfermedad que consiste precisamente en que una célula diferenciada vuelve a convertirse en totipotente, desbloqueando su genoma.
  • La regulación génica como respuesta a factores ambientales que provocan necesidades en las células.

El proceso de bloqueo y activación de los genes en los organismos superiores aún no está claro. Sin embargo, el proceso de regulación génica en bacterias, que es más sencillo, fue estudiado por los franceses F. Jacob y J. L. Monod, que propusieron un modelo de regulación para procariotas que les valió el premio Nobel, el llamado modelo del OPERÓN.

El Operón

El operon lactosa controla la expresión de tres genes según la presencia o ausencia de lactosa en el medio de la bacteria. Tomada de webcd.usal.es

Este modelo supone la existencia de una región próxima al gen que se necesita transcribir denominada REGIÓN PROMOTORA o simplemente PROMOTOR, que es el lugar donde se une la enzima RNA-polimerasa que va a transcribir el gen. Próxima al promotor, incluso formando parte de él, existe otra región llamada REGIÓN OPERADORA u OPERADOR, a la cual se puede unir o no una proteína especial denominada REPRESOR que se fabrica en otra zona del genoma a partir de un gen especial llamado GEN REGULADOR. Ciertas sustancias químicas actúan bloqueando al represor para que deje libre al operador, recibiendo entonces el nombre de INDUCTORES, ya que permiten la transcripción. Para que la RNA-polimerasa pueda transcribir el gen tienen que darse dos circunstancias:

  • Una, que la RNA-polimerasa se una al promotor.
  • Otra, que el represor no esté unido al operador, y por tanto al estar el operador libre, la RNA-polimerasa pueda moverse hasta el gen.

Si alguna de estas circunstancias no sucede, la transcripción no se lleva a cabo. En procariotas y, de forma similar en eucariotas, la célula produce el represor o modifica la forma del promotor, según le interese que se dé la transcripción o no, regulando de esta manera la síntesis proteica, es decir, la expresión génica.

Parece que los operones no existen en los organismos complejos, aunque es muy posible que cada gen tenga su propio sistema individual de promotores y operadores, y que los intrones y las secuencias repetidas desempeñen también algún papel en este proceso.

El correpresor es una sustancia que activa al represor para que actúe. Tomada de www.efn.uncor.edu.

 

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