expresión génica

la expresión génica es el proceso por el cual el código genético – la secuencia de nucleótidos – de un gen se utiliza para dirigir la síntesis de proteínas y producir las estructuras de la célula. Los Genes que codifican las secuencias de aminoácidos se conocen como «genes estructurales».

el proceso de expresión génica implica dos etapas principales:

transcripción: la producción de ARN mensajero (ARNm) por la enzima ARN polimerasa, y el procesamiento de la molécula de ARNm resultante.,

Traducción: el uso de ARNm para dirigir la síntesis de proteínas, y el posterior procesamiento post-translacional de la molécula de proteína.

algunos genes son responsables de la producción de otras formas de ARN que desempeñan un papel en la traducción, incluyendo el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosomal (ARNr).

un gen estructural implica un número de componentes diferentes:

• exones. Los exones codifican los aminoácidos y determinan colectivamente la secuencia de aminoácidos del producto proteico., Son estas porciones del gen que se representan en la molécula madura final del ARNm.
• Introns. Los intrones son porciones del gen que no codifican para aminoácidos, y se eliminan (empalman) de la molécula de ARNm antes de la traducción.

regiones de control genético

• sitio de inicio. Un sitio de inicio para la transcripción.
• Un promotor. Una región de unos pocos cientos de nucleótidos ‘aguas arriba’ del gen (hacia el extremo 5′). No se transcribe en ARNm, pero juega un papel en el control de la transcripción del gen., Los factores de transcripción se unen a secuencias específicas de nucleótidos en la región promotora y ayudan en la Unión de las ARN polimerasas.
• Potenciadores. Algunos factores de transcripción (llamados Activadores) se unen a regiones llamadas «potenciadores» que aumentan la tasa de transcripción. Estos sitios pueden ser miles de nucleótidos de las secuencias codificantes o dentro de un intrón. Algunos potenciadores son condicionales y solo funcionan en presencia de otros factores, así como factores de transcripción.
• Silenciadores., Algunos factores de transcripción (llamados represores) se unen a regiones llamadas «silenciadores» que deprimen la tasa de transcripción.

Nota: El término ‘expresión génica’ se utiliza a veces para referirse a la fase de transcripción sola.

Transcripción

la Transcripción es el proceso de síntesis de ARN, controlada por la interacción de los promotores y potenciadores., Se producen varios tipos diferentes de ARN, incluido el ARN mensajero (ARNm), que especifica la secuencia de aminoácidos en el producto proteico, además del ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosomal (ARNr), que desempeñan un papel en el proceso de traducción.

La transcripción implica cuatro pasos:

1. iniciación. La molécula de ADN se desenrolla y se separa para formar un pequeño complejo abierto. La ARN polimerasa se une al promotor de la cadena de la plantilla.
2. alargamiento. La ARN polimerasa se mueve a lo largo de la cadena de la plantilla, sintetizando una molécula de ARNm., En procariotas la ARN polimerasa es una holoenzima que consiste en un número de subunidades, incluyendo un factor sigma (factor de transcripción) que reconoce el promotor. En eucariotas hay tres ARN polimerasas: I, II y III. el proceso incluye un mecanismo de revisión.
3. Terminación. En procariotas hay dos formas en las que se termina la transcripción. En la terminación Rho-dependiente, un factor de la proteína llamado » Rho » es responsable de interrumpir el complejo que implica la cadena de la plantilla, la polimerasa del ARN y la molécula del ARN., En la terminación Rho-independiente, un bucle se forma en el extremo de la molécula de ARN, haciendo que se desprenda. La terminación en eucariotas es más complicada, involucrando la adición de nucleótidos adicionales de adenina en el 3′ del transcripción de ARN (un proceso conocido como poliadenilación).
4. Processing. Después de la transcripción, la molécula de ARN se procesa de varias maneras: los intrones se eliminan y los exones se empalman para formar una molécula madura de ARNm que consiste en una sola secuencia de codificación de proteínas., La síntesis de ARN involucra las reglas normales de emparejamiento de bases, pero la timina de base es reemplazada por el uracilo de base.

Translation

en translation la molécula de ARNm maduro se utiliza como una plantilla para ensamblar una serie de aminoácidos para producir un polipéptido con una secuencia de aminoácidos específica. El complejo en el citoplasma en el que esto ocurre se llama ribosoma. Los ribosomas son una mezcla de proteínas ribosómicas y ARN ribosómico (ARNr), y consisten en una subunidad grande y una subunidad pequeña.,

la traducción implica cuatro pasos:

1. iniciación. La pequeña subunidad del ribosoma se une en el extremo 5′ de la molécula de ARNm y se mueve en una dirección 3′ hasta que se encuentra con un codón de inicio (AUG). Entonces forma un complejo con la unidad grande del complejo del ribosoma y una molécula del tRNA de la iniciación.
2. alargamiento. Los codones posteriores en la molécula de ARNm determinan qué molécula de ARNt vinculada a un aminoácido se une al ARNm. Una enzima peptidil transferasa une los aminoácidos utilizando enlaces peptídicos., El proceso continúa, produciendo una cadena de aminoácidos a medida que el ribosoma se mueve a lo largo de la molécula de ARNm.
3. Terminación. Traducción en terminado cuando el complejo ribosomal alcanzó uno o más codones de parada (UAA, UAG, UGA). El complejo ribosomal en eucariotas es más grande y más complicado que en procariotas. Además, los procesos de transcripción y traducción se dividen en eucariotas entre el núcleo (transcripción) y el citoplasma (traducción), lo que proporciona más oportunidades para la regulación de la expresión génica.,
4. procesamiento Post-traducción de la proteína

regulación génica

la regulación génica es una Etiqueta para los procesos celulares que controlan la velocidad y la forma de expresión génica. Un conjunto complejo de interacciones entre genes, moléculas de ARN, proteínas (incluyendo factores de transcripción) y otros componentes del sistema de expresión determinan cuándo y dónde se activan genes específicos y la cantidad de proteína o producto de ARN producido.,

algunos genes se expresan continuamente, ya que producen proteínas involucradas en las funciones metabólicas básicas; algunos genes se expresan como parte del proceso de diferenciación celular; y algunos genes se expresan como resultado de la diferenciación celular.

Los mecanismos de regulación génica incluyen:

• regular la velocidad de transcripción. Este es el método más económico de regulación.
• regular el procesamiento de moléculas de ARN, incluyendo el empalme alternativo para producir más de un producto proteico a partir de un solo gen.
• regular la estabilidad de las moléculas de ARNm.,
• regular la tasa de traducción.

Los Factores de transcripción son proteínas que desempeñan un papel en la regulación de la transcripción de genes mediante la unión a secuencias de nucleótidos reguladores específicos.

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