16avo teo CONTROL DE LA EXPRESION GENICA

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Los diferentes tipos celulares de un organismo pluricelular difieren ampliamente en 
estructura y por lo tanto, en función. A pesar de que son diferentes → TODOS LOS TIPOS 
CELULARES DE UN MISMO ORGANISMO CONTIENEN EL MISMO GENOMA → contienen la misma 
secuencia de ADN en sus genes. 
QUE LOS TIPOS CELULARES SEAN TAN DIFERENTES ENTRE SÍ SE DEBE A QUE CADA TIPO SINTETIZA Y 
ACUMULA (EXPRESAN) DIFERENTES COMBINACIONES DE ARN Y PROTEÍNAS. 
La adquisición de las características diferenciales de cada uno de los tipos celulares de un 
organismo OCURRE DURANTE EL DESARROLLO Y EL PROCESO DE DIFERENCIACIÓN CELULAR. 
Antiguamente se creía que el proceso de diferenciación celular ocurría porque cada uno 
de los tipos celulares perdía de manera selectiva ciertos genes → y se quedaba con 
ciertos genes que eran los que se manifestaban dando el fenotipo típico del tipo celular. 
LA DIFERENCIACIÓN CELULAR DEPENDE DE CAMBIOS EN LA EXPRESIÓN GÉNICA → no se pierden los 
genes, sino que lo que cambia es que genes se expresan en los diferentes momentos de la 
vida de una célula. 
Los diferentes tipos celulares de un mismo organismo producen distintos tipos de proteínas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
¿EN QUÉ SITUACIONES/MOMENTOS DE LA VIDA DE UNA CÉLULA SE MODIFICA LA EXPRESIÓN GÉNICA? 
 DURANTE EL DESARROLLO EMBRIONARIO → se producen cambios muy abruptos en cuanto 
a las alteraciones en la expresión de los genes. 
 
 Las células adultas ya diferenciadas también pueden modificar su expresión génica, 
por ejemplo: 
o En respuesta a señales extracelulares como hormonas o cambios ambientales. 
o En condiciones patológicas → como el cáncer. 
 
16° T E O R I C O 
Proteínas constitutivas Proteínas específicas 
Son comunes a todas las células 
de un organismo pluricelular; son 
proteínas esenciales para la vida 
de cualquier célula. 
Son específicas de cada tipo 
celular y por lo tanto → son las 
responsables de las 
características propias y de las 
funciones particulares de cada 
tipo. Ejemplos: histonas, ARN 
polimerasas, ADN polimerasas, 
enzimas de la glucólisis, 
proteínas del citoesqueleto. 
Ejemplos: hemoglobina en 
precursores de glóbulos rojos, 
insulina en células beta del 
páncreas. 
NIVELES DE CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA 
La expresión de los genes se puede regular a diferentes niveles. 
1. CONTROL TRANSCRIPCIONAL → este nivel de regulación opera antes de comenzar la 
transcripción → constituye la decisión de una célula de comenzar o no la 
transcripción. 
2. CONTROLES POSTRANSCRIPCIONALES → todos aquellos controles que ocurren una vez 
iniciada la transcripción de un gen. Dentro de los controles postranscripcionales en 
eucariontes se encuentran: 
A. CONTROL DEL PROCESAMIENTO DE ARN → una vez que comenzó su síntesis → se 
produce en el núcleo. 
B. CONTROL DEL TRANSPORTE Y LA LOCALIZACIÓN DEL ARN → ocurre entre el núcleo y el 
citosol. 
C. CONTROL DE LA LOCALIZACIÓN DEL ARN. 
D. CONTROL DE LA TRADUCCIÓN DE LA PROTEÍNA A PARTIR DEL ARNM. 
E. CONTROL DE LA DEGRADACIÓN DEL ARNM → cuanto más rápido se degrada el ARNm, 
menos disponible estará para la traducción a la correspondiente proteína. 
3. CONTROL POSTRADUCCIONAL → control de la actividad de la proteína. 
Dependiendo de que la célula sea procarionte o eucarionte habrá más o menos niveles 
de control → para una célula eucarionte, que posee compartimientos → hay controles 
que operan a nivel del núcleo y otros que operan a nivel del citosol. 
 
¿DE QUÉ MODO UNA CÉLULA DETERMINA QUÉ GENES VA A TRANSCRIBIR? El mecanismo depende 
de dos elementos: 
 secuencias reguladoras en los genes codificantes de proteínas. 
 proteínas de regulación génica → estas son conocidas como factores de transcripción 
→ y tienen la capacidad de unirse específicamente a secuencias específicas 
reguladoras en los genes codificantes de proteínas. Las proteínas de regulación 
génica o factores de transcripción se pueden clasificar en ACTIVADORES o REPRESORES 
de acuerdo a su función. 
o PROTEÍNAS DE REGULACIÓN GÉNICA ACTIVADORAS → activan o estimulan la 
transcripción de un gen. 
o PROTEÍNAS DE REGULACIÓN GÉNICA REPRESORAS → reprimen o inhiben la expresión de 
un gen. 
LAS PROTEÍNAS DE REGULACIÓN GÉNICA TIENEN LA CAPACIDAD DE ACTIVAR O DESACTIVAR GENES. 
Cuando la proteína de regulación génica se une a la secuencia específica en el ADN → 
activa o desactiva un gen de acuerdo a si la proteína es activadora o represora. 
Cada tipo de organismo tendrá diferentes proteínas de regulación génica y por ende → 
diferentes secuencias a las cuales se unirán esas proteínas. Las secuencias de regulación 
génica suelen ser secuencias cortas entre 6 y 20 pares de bases. 
Las proteínas de regulación 
génica en su estructura 
POSEEN DIFERENTES MOTIVOS → 
contiene hélices de 
reconocimiento o hélices de 
lectura de secuencias → 
tienen la capacidad de 
unirse a secuencias 
específicas del ADN → 
generalmente lo hacen a 
través del surco menor y del 
surco mayor → PERO 
PRINCIPALMENTE A TRAVÉS DEL 
SURCO MAYOR → y lo hacen a través de un mecanismo de reconocimiento molecular. 
SE PRODUCEN INTERACCIONES QUÍMICAS 
ENTRE LA PROTEÍNA DE REGULACIÓN GÉNICA Y 
EL ADN DE MODO TAL QUE POR UN 
MECANISMO DE COMPLEMENTARIEDAD 
MOLECULAR → la proteína de unión al ADN 
(representada en verde) interacciona 
mediante interacciones no covalentes 
con átomos presentes en las bases del 
ADN → esto sucede principalmente a 
nivel de los surcos del ADN. 
Esta interacción entre las proteínas de la regulación génica y el ADN → se caracteriza por 
tener: 
 ALTA COOPERATIVIDAD → dada por la gran cantidad de interacciones no covalentes 
que se forman entre ambas estructuras. 
 ALTA ESPECIFICIDAD → ciertos átomos de las cadenas laterales de la proteína de 
regulación génica reconocen átomos específicos de las bases nitrogenadas del ADN. 
 ALTA AFINIDAD. 
Las proteínas de regulación génica pueden 
reconocer los apareamientos de las bases a partir 
de los extremos a nivel del SURCO MAYOR sin 
necesidad de abrir la doble hélice. Solo a nivel 
del surco mayor los patrones de los átomos de las 
bases nitrogenadas son diferentes para cada uno 
de los 4 apareamientos. 
 
 
 
ACTIVADORES GÉNICOS EUCARIOTAS 
Estas proteínas activadoras contienen siempre un único dominio o región llamado 
DOMINIO DE UNIÓN AL ADN → el cual le permite unirse a secuencias específicas del ADN. Y 
puede contener uno o más DOMINIOS DE ACTIVACIÓN → que le permiten unirse a otras 
proteínas (llamadas COACTIVADORAS). 
 
Estas proteínas activadoras en general poseen una ESTRUCTURA MODULAR → un mismo 
dominio puede encontrarse en diferentes proteínas de regulación génica combinado de 
diferentes maneras con uno o más dominios de activación. 
 
Todos estos ejemplos poseen siempre UN ÚNICO DOMINIO DE UNIÓN AL ADN (celeste) que 
puede encontrarse en diferentes lugares de la proteína → tanto a nivel del extremo 
carboxilo terminal como a nivel del amino terminal o incluso en el centro; y pueden poseer 
UNO O MÁS DOMINIOS DE ACTIVACIÓN → que le permitirán unirse a otras proteínas y regular 
la expresión de un gen. 
En general → TANTO EL DOMINIO DE UNIÓN AL ADN COMO EL O LOS DOMINIOS DE ACTIVACIÓN SE 
ENCUENTRAN SEPARADOS Y UNIDOS ENTRE SÍ A TRAVÉS DE REGIONES FLEXIBLES DE LA PROTEÍNA. 
DESACTIVADORES O REPRESORES GÉNICOS EUCARIOTAS 
Un factor de transcripción represor contiene también un DOMINIO DE UNIÓN AL ADN y UNO O 
MÁS DOMINIO DE REPRESIÓN → que le permiten a la proteína represora unirse a otras 
proteínas que en su conjunto se llaman COREPRESORAS. 
 
PROTEÍNAS DE REGULACIÓN GÉNICA 
Las proteínas de regulación génica en sus regiones o dominios de unión al ADN → 
contienen MOTIVOS ESTRUCTURALES ESPECÍFICOS → por ejemplo: 
 HOMEODOMINIO → formado por 3 hélices separadas entre sí 
por bucles; generalmente, la hélice número 3 es la que 
establece contactos o interacciones no covalentes con el 
ADN a nivel delsurco mayor a través de aminoácidos 
específicos. Este tipo de motivo se encuentra presente en 
muchos factores de transcripción que funcionan durante el 
desarrollo; EN GENERAL, LAS PROTEÍNAS CON HOMEODOMINIO 
FUNCIONAN COMO DÍMEROS → ya que de esa manera se 
unen más eficientemente a las secuencias reguladoras del 
ADN. 
 DEDOS DE ZINC → formados por una alfa hélice y una hoja beta; 
tiene la capacidad de unir al ión zinc a través de la interacción 
no covalente con determinados aa. Este tipo de motivo se 
encuentra, por ejemplo, en el activador del gen ARNr 
eucariota; y GENERALMENTE SE LO ENCUENTRA REPETIDO EN TÁNDEM 
EN UNA PROTEÍNA DE REGULACIÓN GÉNICA → hay varios dedos de 
zinc que se encuentran uno a continuación del otro → lo que le 
permite a la proteína unirse con mayor eficiencia al ADN y 
regular su transcripción. 
 
 CREMALLERA DE LEUCINA → está formada por dos proteínas en 
alfa hélice que en cierta región presentan una secuencia 
específica rica en aminoácidos hidrofóbicos (valina y 
leucina) → y por lo general, en cada séptima posición de la 
secuencia hay un AMINOÁCIDO LEUCINA que favorece la 
interacción en esa región formando el DOMINIO DE 
DIMERIZACIÓN (son numerosas interacciones hidrofóbicas 
entre los residuos). La región que queda sin unirse entre sí es 
la que interaccionará con el surco mayor. LAS PROTEÍNAS QUE 
TIENEN ESTOS MOTIVOS SE FIJAN AL ADN COMO DÍMEROS → 
pueden hacerlo como HOMODÍMEROS (si ambas hélices que forman la cremallera son 
idénticas) o como HETERODÍMEROS (si ambas hélices son distintas). 
 
 
Ejemplo de proteína que contiene 
dedos de zinc como motivo → 
PROTEÍNAS RECEPTORAS 
INTRACELULARES. Ciertas hormonas 
esteroideas no tienen receptores 
proteicos a nivel de la membrana 
plasmática de la célula → sino 
que, los receptores para estas 
hormonas son proteínas que se 
encuentran dentro de las células 
(citosol). 
Estas hormonas esteroides son 
ALTAMENTE HIDROFÓBICAS → con lo cual pueden difundir a través de la membrana 
plasmática → y una vez dentro del citosol unirse a sus proteínas receptoras específicas. LA 
UNIÓN DEL RECEPTOR CON LA PROTEÍNA CAMBIA LA CONFORMACIÓN DE LA PROTEÍNA RECEPTORA 
(que también tiene la capacidad de actuar como factor de transcripción) → y luego de 
que sufre esta conformación, puede translocarse hacia el núcleo y unirse a secuencias 
específicas del ADN a través de dominios de unión al ADN específicos que contienen los 
motivos de dedos de zinc → INTERACCIÓN MUY FUERTE Y ESPECÍFICA. 
 
Los motivos de unión al ADN no 
contienen solo alfa hélices sino 
también existen motivos que utilizan 
LÁMINAS BETA para reconocer al ADN. 
Aminoácidos específicos de la lámina 
beta interaccionan con las bases 
nitrogenadas del ADN. 
 
También, ciertos factores de transcripción utilizan BUCLES para 
reconocer al ADN. Un ejemplo es la PROTEÍNA p53 → supresora 
de tumores. Dentro de los bucles que interaccionan con el 
ADN hay residuos específicos que son aquellos que 
establecen interacciones no covalentes a nivel del surco 
menor y mayor. Las mutaciones en la proteína p53 destruyen 
o alteran sus propiedades de unión al ADN. 
 
POSIBILIDADES COMBINATORIAS DEBIDO A LA FORMACIÓN DE 
FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN HETERODIMÉRICOS 
Muchos de los MOTIVOS DE UNIÓN AL ADN ACTÚAN COMO DÍMEROS → homodímeros o 
heterodímeros. La característica de actuar como dímeros → OTORGA POSIBILIDADES 
COMBINATORIAS AMPLIAS A LOS FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN. 
EJEMPLO → se tiene 3 factores de 
transcripción diferentes (A, B y C) → cada 
uno tiene un dominio de unión a ADN 
específico y también un dominio de 
activación que le permite unirse a 
diferentes proteínas. 
Estos 3 factores pueden actuar como 
dímeros → si actúan como homodímeros 
solo habría 3 posibilidades; sin embargo → 
la posibilidad de interactuar entre sí y 
formar heterodímeros les otorga la 
posibilidad de regular 6 sitios diferentes. 
SI EXISTE UN FACTOR INHIBIDOR CON CAPACIDAD DE UNIRSE AL FACTOR A E INHIBIRLO → inhibe la 
unión del homodímero al sitio 1 y a todas las posibilidades combinatorias del factor A con 
otros factores de transcripción. 
Otro ejemplo de interacción entre factores de transcripción → está dado por la UNIÓN 
COOPERATIVA DE DOS FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN NO RELACIONADOS → no son dos dímeros 
similares sino dos factores de transcripción diferentes. 
El NFAT (monómero) tiene su sitio de unión 
en el ADN; y el factor de transcripción 
AP1 (dímero) tiene su sitio de unión al ADN 
próximo al del NFAT. Cada uno de estos 
dos factores por separado pueden unirse 
al ADN por separado, pero esa unión es 
débil y no es eficiente para estimular la 
transcripción del gen diana de estos 
factores → solo se activa la transcripción 
eficiente de ese gen cuando ambos 
factores de transcripción interaccionan 
entre sí y se unen los dos a sus sitios específicos → LA INTERACCION ENTRE LOS DOS FACTORES 
DE TRANSCRIPCIÓN FORTALECE SUS PROPIAS INTERACCIONES CON EL SITIO REGULADOR EN EL ADN → 
ESTIMULANDO LA TRANSCRIPCIÓN DEL GEN DIANA. 
SECUENCIAS REGULADORAS EN LOS GENES CODIFICANTES 
DE PROTEÍNAS 
PROMOTOR O REGIÓN PROMOTORA → es toda secuencia de ADN que se localiza alrededor 
del sitio +1 (sitio donde se inicia la transcripción) de un gen que específica donde se unirá 
la ARN pol para iniciar la transcripción de un gen. 
SECUENCIAS PROMOTORAS EN 
PROCARIONTES → en general son 
secuencias que se localizan en la 
posición -35 y -10 corriente arriba en 
relación al sitio de inicio que es el +1. 
Son secuencias ricas en A y T. 
 
PROMOTORES EUCARIONTES → hay diferentes tipos de promotores de tipo eucarionte y 
además, UN MISMO GEN PUEDE CONTENER MÁS DE UNA SECUENCIA PROMOTORA. 
 La más conocida es la CAJA TATA → tiene 8 pares de bases, es una secuencia 
consenso muy conservada rica en A y T ubicada en la posición -25 o -35 (corriente 
arriba del sitio de inicio de la transcripción). Este tipo de secuencia promotora se 
encuentra GENERALMENTE EN GENES QUE SON TRANSCRIPCIONALMENTE MUY ACTIVOS. 
 
 Otro tipo de secuencia promotora alternativa para los eucariontes es el INICIADOR O 
SECUENCIA INICIADORA → tiene una secuencia consenso degenerada → no está tan 
conservada como la caja TATA → puede ser más variable dentro de los tipos de genes 
que presentan este tipo de promotor. Es una secuencia corta; Y representa cualquiera 
de las dos pirimidinas y N cualquier base nitrogenada → siempre en la posición +1 hay 
una adenina. Esta secuencia iniciadora se encuentra alrededor del sitio +1 de inicio 
de la transcripción. ESTE TIPO DE PROMOTOR SE ENCUENTRA EN GENES QUE SON DE 
TRANSCRIPCIÓN RÁPIDA. 
 
 ISLA CG O CpG → la “p” entre la citosina y la guanina representa una unión fosfodiéster. 
Este tipo de secuencias promotoras son ricas en C-G y tienen una extensión de 20 a 50 
nucleótidos. Se encuentran en una posición variable pero dentro de los 100 pares de 
bases en dirección 5’ con respecto del sitio de inicio de la transcripción. A DIFERENCIA 
DE LAS OTRAS DOS SECUENCIAS PROMOTORAS → EN GENERAL SE ENCUENTRAN EN GENES QUE 
TIENEN UNA VELOCIDAD DE TRANSCRIPCIÓN LENTA. Están presentes en genes domésticos → 
son aquellos que codifican proteínas que tienen que ver con proceso básicos de la 
célula. Las islas CpG son REGIONES POBRES EN NUCLEOSOMAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SECUENCIAS REGULADORAS 
DE PROCARIONTES 
SECUENCIAS REGULADORAS 
DE eucariontes 
sitio operador 
sitio de unión para 
activador 
Es una secuencia que une 
factores de transcripción 
represores. 
Amplificadores, 
aumentadores, 
potenciadores o enhancers 
Elementos proximales del 
promotor 
silenciadores 
aislantes 
Secuencias barrera 
 
 
 
 
 
 
 
→ alejadas del 
sitio de promotor 
y del sitio de 
inicio de la 
transcripción. 
Se encuentran en 
dirección 5’ con 
respecto al promotor, 
dentro de un intrón o 
de un exón o en 
dirección3’ del exón 
final de un gen; o en 
regiones 3’ y 5’ UTR 
(regiones del ARNm 
que no se traducen en 
proteínas). SON DE 
POSICIÓN VARIABLE. 
Se encuentran cercanos 
a la región promotora. 
Reprimen o silencian la 
transcripción de un gen. 
FT = factores de 
transcripción. 
Puede actuar por dos 
mecanismos. 
Tanto aislantes 
como 
secuencias de 
barrera → 
evitan que las 
regiones de 
control de un 
gen interfieran 
con las de otro 
gen vecino. 
Las secuencias de barrera se encuentran 
interpuestas entre ambos tipos de cromatina con la 
finalidad de evitar que la heterocromatina se 
expanda y afecte a genes vecinos que deben ser 
transcriptos. 
Elemento aislante 
impide que el 
potenciador 
actué 
inadecuadamen
te sobre el gen A, 
al cual no debe 
potenciar. 
No se sabe muy 
bien el 
mecanismo por 
el cual actúan 
las secuencias 
aislantes. 
ESTE TIPO DE SECUENCIAS REGULADORAS 
TIENEN COMO FUNCIÓN → CREAR 
DOMINIOS INDEPENDIENTES DE REGULACIÓN 
GÉNICA Y DE ESTRUCTURA DE LA 
CROMATINA. 
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LAS PROTEÍNAS DE 
REGULACIÓN GÉNICA Y LAS SECUENCIAS REGULADORAS 
Uno de los métodos utilizados para estudiar las proteínas de unión al ADN → es el método 
de ANÁLISIS DE MOVILIDAD O ANÁLISIS DE RETRASO EN GEL → esta metodología sirve para 
detectar proteínas que se unen específicamente a una secuencia determinada de ADN 
importante para controlar o regular la expresión de un gen. 
Se llama análisis de retraso en gel ya que CUANDO UNA PROTEÍNA DE UNIÓN AL ADN SE UNE A 
UN FRAGMENTO DE ADN → enlentece su movimiento en un gel de electroforesis cuando es 
sometido a un campo eléctrico. 
En principio debe sintetizarse una secuencia específica de 
ADN y se la marca radioactivamente → se tiene copias 
idénticas de una misma secuencia de ADN que se sabe 
que interviene en la regulación de un gen. 
Por otro lado → esos fragmentos de ADN radioactivos se 
deben incubar con una muestra donde uno supone que 
existen proteínas que se unen específicamente a esas 
secuencias de ADN. 
ENTONCES → se tiene por un lado el fragmento de ADN 
radioactivo solo → se siembra en un gel de poliacrilamida 
para hacer la electroforesis; y en otra calle se siembra el 
fragmento de ADN previamente incubado con el extracto 
celular donde se supone que hay proteínas de unión al 
ADN. 
SE REALIZA LA ELECTROFORESIS → el ADN cargado 
negativamente migra hacia el ánodo (polo +) → en la 
primera calle se observa una única banda hacia zonas de 
bajo peso molecular que corresponde al fragmento solo; en 
la segunda calle donde se sembró el producto de 
incubación del fragmento radioactivo con el extracto 
celular → se observan varias bandas → SE VERÁN TANTAS 
BANDAS COMO PROTEÍNAS DE UNIÓN EXISTAN EN LA MUESTRA → 
en este caso había 6 proteínas de unión al ADN, cada una 
tiene su peso molecular → A MAYOR PESO MOLECULAR, MAYOR 
SERÁ EL RETRASO EN EL GEL, MENOS MIGRA EL COMPLEJO EN EL GEL. 
LUEGO → para identificar y estudiar esas proteínas → se 
puede hacer una CROMATOGRAFÍA para separar proteínas de 
manera tal de obtener diferentes fracciones enriquecidas en 
alguna proteína. 
Una vez que se completa la electroforesis y se obtienen varias fracciones → cada una de 
las fracciones se siembra en un GEL DE POLIACRILAMIDA, se hace la CORRIDA 
ELECTROFORÉTICA y luego se revela por RADIOAUTOGRAFÍA → se obtiene la marca 
radioautográfica correspondiente a la presencia de cada una de las proteínas en las 
distintas fracciones. 
UNA VEZ SEPARADA CADA FRACCIÓN Y PURIFICADAS LAS PROTEÍNAS → SE PUEDE HACER ESTUDIOS 
ESPECÍFICOS SOBRE CADA UNA DE ELLAS. 
Cualquier proteína en general se puede purificar mediante una cromatografía de 
afinidad en columna que tiene pegado un anticuerpo específico dirigido contra esa 
proteína; también se puede aprovechas la capacidad que tiene una proteína de unión al 
ADN de unirse a secuencias específicas → existe una técnica para este tipo de proteínas 
→ CROMATOGRAFÍA DE AFINIDAD DE ADN → no se utiliza un anticuerpo pegado a la columna 
sino que se usa una SECUENCIA DE ADN a la cual esa proteína que se quiere purificar se une 
por complementariedad molecular. 
ESTA METODOLOGÍA REQUIERE DE DOS ETAPAS: 
1. se separan las proteínas de unión al ADN de aquellas proteínas 
que tienen funciones diferentes → se trabaja con una columna 
que contiene una matriz que posee secuencias de ADN de 
muchas secuencias diferentes. En general → TODAS LAS PROTEÍNAS 
DE UNIÓN AL ADN SE UNEN DÉBILMENTE CON CUALQUIER SECUENCIA DE 
ADN; MIENTRAS QUE AQUELLAS PROTEÍNAS QUE POSEEN FUNCIONES 
DIFERENTES NO SE UNIRÁN A LAS SECUENCIAS DE ADN. En esta primera 
etapa → cuando se lava la columna con soluciones de baja 
salinidad → eluyen rápidamente aquellas proteínas que no se 
unen al adn → y luego, cuando se lava con soluciones de 
salinidad media, eluyen todas las proteínas que se unieron 
débilmente al ADN. 
 
2. Ahora se debe conocer la secuencia específica a la cual esa 
proteína se va a unir. En este ejemplo → se tienen dos proteínas 
de unión al ADN (las rojas y las verdes, estas últimas no 
reconocen a la secuencia específica) → siendo las rojas las que 
se desea purificar. Se hace una nueva cromatografía → la matriz 
solo contiene la secuencia específica que reconoce la proteína 
roja → cuando la mezcla atraviese la columna, las proteínas 
rojas se unirán con alta afinidad y las verdes con baja afinidad → 
entonces, cuando se lave la columna con soluciones de 
salinidad media → eluyen aquellas proteínas que no reconocen 
específicamente a la secuencia (verdes) y luego, para despegar 
a las proteínas rojas unidas con alta afinidad a la columna → se 
lava la columna con soluciones de alta salinidad. SE PURIFICA 
ENTONCES A LA PROTEÍNA QUE RECONOCE A LA SECUENCIA. 
EN AMBAS TÉCNICAS MENCIONADAS → se conocía una secuencia específica del ADN y se 
deseaba aislar proteínas que se unieran específicamente a esa secuencia. Sin embargo → 
se puede querer hacer la inversa → SE PUEDE TENER PURIFICADA Y AISLADA UNA PROTEÍNA DE 
REGULACIÓN GÉNICA Y DESEAR DETERMINAR LA SECUENCIA ESPECÍFICA DE ADN A LA CUAL SE UNE 
ESA PROTEÍNA. Para esto existe una metodología llamada → HUELLA EN EL ADN → el 
fundamento de esta técnica se basa en que una proteína de unión al ADN, cuando está 
unida a él → lo protege de la acción de nucleasas. 
PARA REALIZAR LA TÉCNICA SE REQUIERE TENER UN 
FRAGMENTO DE ADN DÚPLEX QUE TENGA UN SITIO DE 
RECONOCIMIENTO PARA LA PROTEÍNA → y se utilizan 
agentes químicos o nucleasas que corten a nivel 
de las uniones fosfodiéster → cortaran todos los 
enlaces salvo en la región donde está unida la 
proteína. 
1. Se marca en un extremo el fragmento de 
ADN con fósforo 32. 
2. Se somete a la acción de la nucleasa o del 
agente químico elegido → se incuba hasta 
que actúe. 
3. Como consecuencia de la acción de la 
nucleasa se obtienen distintos fragmentos 
de diferentes longitudes. 
4. Luego se desnaturaliza la molécula de ADN 
para separar las dos cadenas → y se 
separan en un gel, que luego de la corrida electroforética se revela mediante 
radioautografía. 
ESQUEMA DE BANDAS → quedan diferentes bandas → las de mayores pesos moleculares 
quedan cercanas al punto de siembra y las de menores pesos quedan más alejadas. Sin 
embargo → UNA PORCIÓN DEL GEL QUEDA EN BLANCO, NO SE OBSERVAN BANDAS → esto se 
llama HUELLA → ES EL LUGAR DONDE LA PROTEÍNA DE UNIÓN AL ADN SE UNIÓ Y LA PROTEGIÓ DE LOS 
CORTES → la nuecleasa o agente químico no pudo actuar a nivel de las uniones 
fosfodiéster que se encuentran en esa región. 
Por un lado se hace correr la muestra tratada con la nucleasa o el agente químico sin la 
proteína de unión al ADN. Luego → se hace una corrida donde se tiene a la proteína de 
unión al ADN → imagen de abajo de todo → así se puede observar la diferencia. 
 
Otra manera de identificar sitios de reconocimientos del ADN para proteínas reguladoras 
→ ES COMPARANDOSECUENCIAS ENTRE ESPECIES RELACIONADAS → este método se llama 
HUELLA FILOGENÉTICA. 
Secuencias del ADN 
de 5 especies de 
levadura 
estrechamente 
relacionadas → se 
muestran secuencias 
corriente arriba de la 
secuencia 
codificante de un 
gen particular. 
Se observa en amarillo → los nucleótidos que son idénticos entre las 5 especies. LA HUELLA 
FILOGENÉTICA PONE DE MANIFIESTO LOS SITIOS DEL ADN PARA LAS PROTEÍNAS REGULADORAS → ya 
que estos sitios se encuentran muy conservados en relación a otras secuencias vecinas. 
UNA PROTEÍNA DE REGULACIÓN GÉNICA SOLO PUEDE CUMPLIR SU FUNCION DE REGULAR LA 
EXPRESIÓN DE UN GEN CUANDO ESTÁ UNIDA A SU SECUENCIA REGULADORA ESPECÍFICA EN EL ADN. 
INMUNO PRECIPITACIÓN DE LA CROMATINA → es un método 
que permite identificar todos los sitios del genoma que 
ocupa “IN VIVO” una proteína de regulación génica en 
determinadas condiciones. Esta técnica se vale del uso de 
anticuerpos específicos contra la proteína de regulación 
génica que interesa estudiar. 
Interesa saber si la PROTEÍNA REGULADORA A (amarillo) está 
regulando la expresión del gen 1. 
1. se debe tratar a las células con un reactivo como el 
formaldehído → que catalizará la formación de 
uniones cruzadas entre las proteínas que estén unidas 
al ADN y el ADN mediante uniones covalentes → 
RECORDAR QUE LAS PROTEÍNAS REGULADORAS NO SE UNEN 
POR UNIONES COVALENTES → SE UNEN POR 
COMPLEMENTARIEDAD MOLECULAR → sin embargo, al 
tratarlas con formaldehído, se forma una unión 
covalente. 
2. Se lisan las células y se trata al ADN con una nucleasa 
con el fin de romper el ADN en fragmentos pequeños 
→ se obtienen fragmentos de ADN libres de proteínas y 
fragmentos de ADN unidos a proteínas reguladoras 
3. Se trata a la mezcla con anticuerpos específicos dirigidos contra la proteína 
reguladora A → y se hace una precipitación → de manera tal que precipitará será el 
anticuerpo unido a la proteína reguladora A, que a su vez estará unida 
covalentemente a una secuencia específica del ADN. 
4. Una vez realizada la inmunoprecipitación → se revierten las uniones del formaldehído, 
se separa a la proteína del ADN; y luego → el fragmento de ADN que posee a la 
secuencia de interés se amplifica → DE MODO DE OBTENER EL ADN QUE CORRESPONDE 
EXACTAMENTE A LAS POSICIONES EN EL GENOMA QUE ESTABAN OCUPADAS POR ESA PROTEÍNA 
REGULADORA EN ESAS CONDICIONES PARTICULARES. 
 
CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIONTES 
La iniciación de la transcripción es el principal mecanismo que sirve para controlar la 
producción de una proteína codificada en una célula. EL CONTROL DE LA INICIACIÓN DE LA 
TRANSCRIPCIÓN ES EL PRINCIPAL NIVEL DE LA REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA. 
En procariontes, la expresión génica → está regulada según los cambios o alteraciones 
producidos en el medio nutricional y físico en el cual se encuentran las células. LAS 
BACTERIAS SOLO SINTETIZAN LAS PROTEÍNAS DE SU PROTEOMA QUE SE REQUIEREN PARA SOBREVIVIR 
EN LAS CONDICIONES DETERMINADAS. 
 
EN LAS BACTERIAS → las proteínas que intervienen en una misma vía metabólica están 
coordinadas en una estructura denominada OPERÓN → EN LOS OPERONES, LOS GENES ESTÁN 
REGULADOS DE MANERA COORDINADA. Los operones están regulados por proteínas represoras 
y activadoras. 
Un operón está constituido por diferentes elementos: 
 
 PROMOTOR 
 OPERADOR → al cual se unen proteínas represoras. 
 Puede haber, en algunos casos, un ELEMENTO DE CONTROL ACTIVADOR → una secuencia 
que permita la unión de proteínas activadoras. Puede estar ubicado corriente arriba o 
corriente debajo de la región promotora, pero cercano a ella. 
 GENES → participan en un mismo proceso metabólico. 
También se considera como parte del operón a los GENES QUE CODIFICAN LAS PROTEÍNAS 
REGULADORAS (ya sean represoras o activadoras); generalmente se ubican corriente 
arriba de la región promotora. Estas proteínas represoras y activadoras que modulan el 
operón → están reguladas por MOLÉCULAS DIFUSIBLES → son moléculas pequeñas que se 
unen a la proteína represora o activadora y le cambian la conformación de manera de 
favorecer o inhibir su unión a las secuencias reguladoras. 
OPERON TRIPTOFANO 
OPERON TRIPTOFANO DE E COLI → es una estructura que codifica las enzimas que intervienen 
en el proceso de biosíntesis del aminoácido triptófano. Está formado por: 
 UNA REGIÓN PROMOTORA → que es el sitio donde se une la ARNpol y comienza la 
transcripción del gen. 
 UNA REGIÓN OPERADORA → sitio a donde se une la proteína reguladora → que en este 
caso es un factor de transcripción represor → represor del triptófano. 
 
Cuando se transcribe este gen → se obtiene un ARNM POLICISTRÓNICO → que mediante el 
proceso de traducción da 5 enzimas que intervienen en el proceso de biosíntesis del 
aminoácido. 
Activación e inhibición de los genes del triptófano 
En las bacterias → la expresión génica está modulada según las condiciones del medio, 
según la disponibilidad de nutrientes y de factores en el medio de cultivo. 
 
CUANDO LA CONCENTRACIÓN DE TRIPTÓFANO EN LA CÉLULA ES BAJA → la proteína represora 
que modula a este operón, está en una conformación inactiva → en esta conformación, 
NO TIENE LA CAPACIDAD DE UNIRSE A LA SECUENCIA OPERADORA → con lo cual, la ARN pol 
puede unirse a la región promotora y comenzar la transcripción del gen. EN ESTE CASO LOS 
GENES ESTÁN ACTIVOS. 
CUANDO LA CONCENTRACIÓN DE TRIPTÓFANO ES ALTA EN LA CÉLULA → el aminoácido triptófano 
se comporta como una molécula difusible que se une a la proteína represora, 
cambiándole la conformación → de esta manera, EL REPRESOR TIENE LA CAPACIDAD DE 
UNIRSE AL SITIO OPERADOR, con lo cual no permite que la ARN pol se una para iniciar la 
transcripción de los genes. LOS GENES ESTÁN INACTIVOS. 
Este tipo de control se denomina CONTROL NEGATIVO → ya que cuando la proteína 
represora está activa, los genes están inactivos. 
Se observa el cambio 
conformacional que sucede 
en la proteína represora del 
triptófano CUANDO HAY 
TRIPTÓFANO EN EL MEDIO → este 
se une a la proteína represora 
generándole un cambio 
conformacional → en este 
caso hay corrimiento de las 
alfa hélices, con lo cual 
exponen sus sitios de unión al 
ADN interaccionando a nivel 
de los surcos por 
complementariedad 
molecular inhibiendo la unión 
de la ARN pol. 
LA PROTEÍNA REPRESORA DEL TRIPTÓFANO ES UN REPRESOR TRANSCRIPCIONAL O UN FACTOR DE 
TRANSCRIPCIÓN REPRESOR. 
CONTROL POSITIVO 
Asi como el represor del operón triptófano opera mediante un control negativo → existe 
también el control POSITIVO DE LOS OPERONES. 
En este caso → UNA PROTEÍNA ACTIVADORA, AL UNIRSE AL SITIO REGULADOR EN EL ADN → PERMITE 
LA TRANSCRIPCIÓN DE LOS GENES. Las proteínas activadoras se regulan mediante su unión a 
diferentes ligandos difusibles → de manera tal de favorecer o inhibir su unión al sitio 
regulador correspondiente. 
 
Pueden darse dos situaciones → en la imagen 
superior se observa que CUANDO UN LIGANDO 
DETERMINADO SE UNE A LA PROTEÍNA ACTIVADORA → 
cambia su conformación de manera tal que 
desactiva el gen → no permite que la proteína 
activadora se una a su sitio regulador en el ADN. 
El otro caso → imagen inferior → UNA MOLÉCULA 
DIFUSIBLE SE UNE A LA PROTEÍNA ACTIVADORA → le 
cambia la configuración de manera tal de 
favorecer su unión a su secuencia reguladora. 
CUANDO LA PROTEÍNA ACTIVADORA ESTÁ UNIDA A SU 
SECUENCIA REGULADORA → ACTIVA LA 
TRANSCRIPCIÓN O AUMENTA LA VELOCIDAD DE 
INICIACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN → EL GEN SE 
TRADUCIRA MUCHAS MÁS VECES POR UNIDAD DE 
TIEMPO QUE CUANDO LA PROTEÍNA ACTIVADORA NO 
ESTÉ UNIDA. 
Esto puede suceder por distintos mecanismos: 
 lo más probable es que la PROTEÍNA ACTIVADORA, AL ESTAR UNIDA A SU SECUENCIA 
REGULADORA → aumenta la superficie de contacto de la ARNpol y de esta manera 
favorece la unión de la ARNpol al ADN. 
 
 el otro mecanismo → al UNIRSE LA PROTEÍNA ACTIVADORA A SUSITIO REGULADOR → puede 
interactuar con la ARNpol modificando su conformación de manera tal de facilitar su 
transición desde una conformación poco activa hacia una más activa → 
aumentando la transcripción del gen. 
TANTO PARA LAS PROTEÍNAS ACTIVADORAS COMO PARA LAS PROTEÍNAS REPRESORAS DE LA 
TRANSCRIPCIÓN → AMBAS DEBEN ESTAR UNIDAS AL ADN PARA PODER EJERCER SU EFECTO. 
 
OPERÓN LACTOSA (LAC) 
El operón lactosa está controlado tanto por un ACTIVADOR TRANSCRIPCIONAL (CAP) y por un 
REPRESOR TRANSCRIPCIONAL (REPRESOR LAC). 
El operón lactosa es la ESTRUCTURA QUE CONTROLA LAS ENZIMAS QUE INTERVIENEN EN LA 
DEGRADACIÓN DE LA LACTOSA (disacárido formado por galactosa y glucosa) → que puede 
servirle a la bacteria como fuente de energía en el caso de no tener glucosa. 
SIEMPRE QUE HAYA GLUCOSA EN EL MEDIO SERÁ LA FUENTE PREFERIDA PARA LA BACTERIA, DE 
OBTENCIÓN DE ENERGÍA → SI NO EXISTE GLUCOSA EN EL MEDIO, PUEDE HABER OTRAS FUENTES 
ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA. 
El operón Lac tiene: 
 un PROMOTOR. 
 una SECUENCIA OPERADORA → a 
donde se unirá la proteína 
represora. 
 una SECUENCIA ACTIVADORA → secuencia a la cual se une la proteína activadora CAP. 
Puede haber diferentes situaciones según la disponibilidad o no de glucosa y lactosa en el 
medio → de manera que el operón estará más o menos activo o inactivo. 
GLUCOSA Y LACTOSA IGUALADAS EN EL MEDIO → la bacteria preferirá utilizar la glucosa 
→ operón inactivo → no necesita sintetizar los genes que degradarán lactosa. La proteína 
activadora CAP no está unida. 
 
La proteína activadora CAP está regulada por una molécula difusible que es la cAMP 
(AMP cíclico) → cuando hay glucosa en el medio → el cAMP está en muy baja 
concentración, con lo cual, la proteína activadora tiene una conformación inactiva y no 
se puede unir a su sitio activador. 
GLUCOSA EN EL MEDIO Y NO HAY LACTOSA → el operón está inactivo ya que no está 
unida la proteína activadora CAP (debido a que hay glucosa en el medio); y por otro lado 
→ en ausencia de lactosa aparece la proteína represora (represor Lac), el cual se 
encuentra en una conformación activa → se unirá a su secuencia reguladora inhibiendo 
la transcripción del gen. Cuando el represor está unido → la ARNpol no puede unirse al 
sitio operador y no podrá comenzar la transcripción. 
 
< 
ENTONCES → en ausencia de lactosa el represor cambia su conformación → ya que 
cuando hay lactosa en el medio, es hidrolizada por la β-galactosidasa para generar 
galactosa+glucosa → y como subproducto siempre se obtiene una pequeña proporción 
de alolactasa (isómero de la lactosa) → la alolactosa tiene capacidad de unirse a la 
proteína represora transformándola de inactiva en activa. 
POR LO TANTO → cuando hay una pequeña actividad del 
operon lac y se forma una cierta proporción de alolactosa → 
el represor que estaba activo pasa a estar inactivo. CUANDO 
HAY LACTOSA, PARTE DE LA GLUCOSA SE CONVIERTE EN 
ALOLACTOSA Y SE UNE AL REPRESOR INACTIVÁNDOLO. ESTO ES LO 
QUE OCURRIA EN EL PRIMER CASO → DONDE HABIA LACTOSA PRESENTE. 
Sin embargo → en ausencia de lactosa → esto no es posible, no se forma alolactosa, con 
lo cual el represor está en su conformación activa y se puede unir al sitio operador. 
NO HAY GLUCOSA NI LACTOSA EN EL MEDIO → cuando no hay glucosa en el medio, 
aumenta la concentración de cAMP, la proteína activadora toma una conformación 
activa, se une al sitio activador → pero como no hay lactosa, el represor también está en 
su conformación activa, con lo cual se une a la secuencia operadora impidiendo que la 
ARNpol se una al operador y comience la transcripción. LA INACTIVIDAD MAYOR DEL OPERÓN 
LACTOSA ESTÁ DADA EN AUSENCIA DE LACTOSA → YA QUE EN ESTA SITUACIÓN LA PROTEÍNA 
REPRESORA ESTÁ UNIDA → Y EN ESTA SITUACIÓN LA ARNPOL NO PUEDE UNIRSE DE NINGUNA MANERA. 
 
HAY LACTOSA EN EL MEDIO, PERO NO GLUCOSA → esta es la SITUACIÓN MÁS FAVORABLE 
PARA LA ACTIVIDAD DEL OPERÓN. En esta situación, la proteína represora está en su 
conformación inactiva, con la alolactosa unida a ella → con lo cual no puede unirse al 
sitio operador y la ARNpol si puede unirse → comenzará la transcripción del gen. Además 
→ esta situación está favorecida ya que la proteína activadora está en su conformación 
activa → ya que aumentan los niveles de cAMP al no haber glucosa → con lo cual se une 
a su secuencia activadora y estimula la actividad transcripcional de la ARNpol. EN ESTA 
SITUACIÓN → EL OPERÓN ESTÁ COMPLETAMENTE ACTIVO. 
 
 
 
El OPERÓN LAC → contiene más 
de un sitio operador → 
contiene un SITIO OPERADOR 
PRINCIPAL (el ya descripto) → y 
contiene otros sitios operadores 
denominados AUXILIARES. 
El represor Lac es un tetrámero 
→ puede unirse a una 
secuencia operadora → la 
unión a la secuencia 
operadora AUMENTA LA 
AFINIDAD POR EL OTRO SITIO 
OPERADOR (EL AUXILIAR) → DE 
MANERA TAL DE UNIRSE A DOS SITIOS OPERADORES. Esta es la conformación más estable → hay 
mayores niveles de represión. 
ESTO SE PRODUCE GRACIAS A LA CAPACIDAD DEL ADN DE FORMAR BUCLES → LA FORMACIÓN DE 
BUCLES PERMITE QUE SE ESTABILICEN LAS INTERACCIONES PROTEÍNA-ADN. 
ACTIVACIÓN GÉNICA A DISTANCIA EN PROCARIONTES 
Así como en el caso del 
operón Lac la formación de 
bucles en el ADN aumenta los 
niveles de represión → existen 
casos, en las bacterias, en 
que la formación de bucles 
contribuye a la activación 
génica a distancia. 
En este caso → en este 
operón se tiene una 
SECUENCIA REGULADORA 
(potenciador → permite la 
unión de una proteína activadora) que se encuentra muy alejada del sitio de inicio de la 
transcripción y del promotor. 
En este caso, LA PROTEÍNA ACTIVADORA, PARA PODER INTERACCIONAR CON LA ARNPOL Y 
ESTIMULAR LA TRANSCRIPCIÓN → interacciona a través de la formación de bucles en el ADN 
→ de manera tal que cuando se forman los bucles → la proteína activadora unida a su 
sitio regulador se pone directamente en contacto con la ARNpol → PUDIENDO ESTIMULAR UN 
CAMBIO CONFORMACIONAL Y FAVORECER ASÍ LA TRANSCRIPCIÓN. 
En este caso particular → LA INTERACCIÓN DE LA PROTEÍNA ACTIVADORA CON LA ARNPOL PARA 
ESTIMULAR LA TRANSCRIPCIÓN REQUIERE DE LA HIDRÓLISIS DE ATP. 
SUBUNIDADES INTERCAMBIABLES DE LA ARNPOL 
Una estrategia adicional que poseen las células bacterianas para CONTROLAR SU EXPRESIÓN 
GÉNICA es utilizar subunidades intercambiables de la ARNpol. 
 
ARNPOL BACTERIANA → una de las subunidades se denomina FACTOR SIGMA → es la 
subunidad que permite dirigir a la ARNpol bacteriana hacia un promotor u otro. Por 
ejemplo → el factor sigma 70 (el más común) dirige a la polimerasa hacia la transcripción 
de la mayoría de los genes; pero, en cambio, el factor sigma 32 dirige a la polimerasa 
hacia los genes inducidos por choque térmico. 
SIMPLEMENTE INTERCAMBIANDO EL FACTOR SIGMA QUE POSEE LA ARNPOL → LA BACTERIA PUEDE 
DESACTIVAR UN GEN Y ACTIVAR OTRO. Esta estrategia, propia de la bacteria, la pueden 
aprovechar virus que infecten esas bacterias (los virus utilizan la maquinaria de la célula 
que infectan). 
 
EN EL EJEMPLO → VIRUS BACTERIANO INFECTA A UNA BACTERIA 
Cuando el virus infecta a la bacteria, en un principio utiliza a la ARNpol bacteriana con el 
factor sigma bacteriano → mediante esta polimerasa induce la transcripción y luego la 
traducción de sus genes tempranos → entre estos genes tempranos se encuentra un gen 
que codifica a la proteína 28 → cuando es traducida puede unirse a la ARNpol 
bacteriana desplazando al factor sigma bacteriano y puede actuar de manera similar al 
factor sigma → dirigiendo a la polimerasa hacia la transcripción de los genes medios 
virales → generándose así una proteína viral 34 → que también desplaza a la proteína 28 
del virus y también actúa como un factor sigma → en este caso dirigiendo la ARNpol 
hacia la transcripción de genes tardíos → SE GENERAN PROTEÍNAS VIRALES DE 
EMPAQUETAMIENTO DEL ÁCIDO NUCLEICO VIRAL → DE ESTA MANERA EL VIRUSSE REPLICA DENTRO DE 
LA CÉLULA DE MANERA EFICIENTE A TRAVÉS DEL USO DE LA MAQUINARIA DE LA CÉLULA HUESPED. 
 
CONTROL POSTRADUCCIONAL EN PROCARIONTES → 
INTERRUPTORES RIBOSÓMICOS 
ES OTRO MECANISMO DE CONTROL DE LAS CÉLULAS PROCARIONTES → es postranscripcional ya 
que opera una vez que ya se inició la transcripción de un gen. 
Los INTERRUPTORES RIBOSÓMICOS son secuencias de ARNm que tienen una estructura 
tridimensional característica y la capacidad de unirse a determinados metabolitos 
pequeños → y en respuesta a esa unión MODIFICAN SU CONFORMACIÓN. Generalmente se 
encuentran en el EXTREMO 5’ DEL ARNM. 
ESTE MECANISMO OPERA A NIVEL DE LA ELONGACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN 
 
Este es un ejemplo de un INTERRUPTOR RIBOSÓMICO QUE RECONOCE LA GUANINA → de 
manera tal que cuando existen BAJOS NIVELES DE GUANINA EN LA CÉLULA (no hay unión de 
guanina al interruptor ribosómico) → el interruptor está en una conformación que permite 
que la ARNpol bacteriana continúe con la transcripción de los genes que intervienen en la 
biosíntesis de purina → EN ESTE CASO LOS GENES ESTÁN ACTIVOS. 
Cuando los NIVELES DE GUANINA ESTÁN ALTOS EN LA CÉLULA → la guanina se une al interruptor 
ribosómico modificando su conformación de manera tal que el interruptor ribosómico 
bloquea la acción de la ARNpol, liberándose de la ARNpol → LOS GENES EN ESTA CASO 
ESTÁN INACTIVOS PARA LA BIOSÍNTESIS DE PURINA. 
La GUANINA (o cualquier otro metabolito que se una a un 
interruptor ribosómico determinado) interacciona por 
complementariedad molecular (uniones no covalentes) con las 
bases del ARNm.