Estructura genética

La estructura genética es la organización de elementos de secuencia especializados dentro de un gen. Los genes contienen la información necesaria para que las células vivas sobrevivan y se reproduzcan.[1][2] En la mayoría de los organismos, los genes están hechos de ADN, donde la secuencia particular de ADN determina la función del gen. Un gen se transcribe (copia) del ADN al ARN, que puede ser no codificante (ncRNA) con una función directa, o un mensajero intermedio (ARNm) que luego se traduce en proteína. Cada uno de estos pasos está controlado por elementos de secuencia específicos, o regiones, dentro del gen. Por lo tanto, cada gen requiere múltiples elementos de secuencia para ser funcional. Esto incluye la secuencia que realmente codifica la proteína funcional o ncRNA, así como múltiples regiones de secuencia reguladora. Estas regiones pueden ser tan cortas como unos pocos pares de bases, hasta muchos miles de pares de bases de largo.

Gran parte de la estructura genética es ampliamente similar entre eucariotas y procariotas. Estos elementos comunes resultan en gran medida de la ascendencia compartida de la vida celular en los organismos hace más de 2 mil millones de años.[3] Las diferencias clave en la estructura génica entre eucariotas y procariotas reflejan su maquinaria divergente de transcripción y traducción.[4][5] Comprender la estructura de los genes es la base para comprender la anotación, la expresión y la función de los genes.[6]

. . . Estructura genética . . .

Las estructuras de los genes eucariotas y procariotas involucran varios elementos de secuencia anidados. Cada elemento tiene una función específica en el proceso de múltiples pasos de la expresión génica. Las secuencias y longitudes de estos elementos varían, pero las mismas funciones generales están presentes en la mayoría de los genes.[2] Aunque el ADN es una molécula bicatenaria, típicamente solo una de las cadenas codifica información que la ARN polimerasa lee para producir ARNm codificante de proteínas o ARN no codificante. Este ‘sentido’ o hebra ‘codificación’, se ejecuta en el 5′ a 3′ dirección, donde los números se refieren a los átomos de carbono de la cadena principal de azúcar ribosa. El marco de lectura abierto (ORF, del inglés open reading frame) de un gen, por lo tanto, generalmente se representa como una flecha que indica la dirección en la que se lee la cadena sensorial.[7]

Las secuencias reguladoras se encuentran en las extremidades de los genes. Estas regiones de secuencia pueden estar al lado de la región transcrita (el promotor) o separadas por muchas kilobases (potenciadores y silenciadores).[8] El promotor está ubicado en el extremo 5 ‘del gen y está compuesto por una secuencia promotora central y una secuencia promotora proximal. El promotor central marca el sitio de inicio para la transcripción uniendo la ARN polimerasa y otras proteínas necesarias para copiar ADN en ARN. La región promotora proximal se une a factores de transcripción que modifican la afinidad del promotor central por la ARN polimerasa.[9][10] Los genes pueden estar regulados por múltiples secuencias potenciadoras y silenciadoras que modifican aún más la actividad de los promotores mediante la unión de proteínas activadoras o represoras.[11][12] Potenciadores y silenciadores pueden ubicarse distantemente del gen, a miles de pares de bases de distancia. La unión de diferentes factores de transcripción, por lo tanto, regula la velocidad de iniciación de la transcripción en diferentes momentos y en diferentes células.[13]

Los elementos reguladores pueden superponerse entre sí, con una sección de ADN capaz de interactuar con muchos activadores y represores competidores, así como con la ARN polimerasa. Por ejemplo, algunas proteínas represoras pueden unirse al promotor central para evitar la unión de la polimerasa.[14] Para los genes con múltiples secuencias reguladoras, la tasa de transcripción es el producto de todos los elementos combinados.[15] La unión de activadores y represores a múltiples secuencias reguladoras tiene un efecto cooperativo en el inicio de la transcripción.[16]

Aunque todos los organismos usan activadores y represores transcripcionales, se dice que los genes eucariotas están ‘desactivados por defecto’, mientras que los genes procariotas están ‘activados por defecto’.[5] El promotor central de los genes eucariotas generalmente requiere una activación adicional por parte de los elementos promotores para que se produzca la expresión. El promotor central de los genes procariotas, por el contrario, es suficiente para una expresión fuerte y está regulado por represores.

Se produce una capa adicional de regulación para los genes que codifican proteínas después de que el ARNm ha sido procesado para prepararlo para la traducción a la proteína. Solo la región entre los codones de inicio y parada codifica el producto proteico final. Las regiones no traducidas flanqueantes (UTR, del inglés flanking untranslated regions) contienen secuencias reguladoras adicionales.[17] El 3 ‘UTR contiene una secuencia de terminación, que marca el punto final para la transcripción y libera la ARN polimerasa.[18] El 5 ‘UTR se une al ribosoma, que traduce la región codificante de la proteína en una cadena de aminoácidos que se pliegan para formar el producto proteico final. En el caso de genes para ARN no codificantes, el ARN no se traduce, sino que se pliega para ser directamente funcional.[19][20]

La estructura de un gen codificador de proteínas eucariotas. La secuencia reguladora controla cuándo y dónde se produce la expresión para la región codificante de la proteína (rojo). Las regiones promotoras y potenciadoras (amarillo) regulan la transcripción del gen en un pre-ARNm que se modifica para eliminar intrones (gris claro) y agregar una tapa de 5 ‘y una cola poli-A (gris oscuro). Las regiones no traducidas de ARNm 5 ‘y 3’ (azul) regulan la traducción al producto proteico final.[21]

. . . Estructura genética . . .

Este artículo se emite desde el sitio web Wikipedia. El artículo original puede estar un poco acortado o modificado. Es posible que se hayan modificado algunos enlaces. El texto tiene licencia de “Creative Commons – Attribution – Sharealike” [1] y parte del texto también se puede obtener bajo los términos de la “Licencia de documentación libre GNU” [2]. Se pueden aplicar términos adicionales para los archivos multimedia. Al utilizar este sitio, acepta nuestras páginas legales. Enlaces web: [1] [2]

. . . Estructura genética . . .

Previous post Pasupati
Next post Tachybaptus ruficollis