Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-342

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308 Capítulo 14 
Las células eucariotas realizan la regulación génica para satisfacer 
diferentes necesidades. . En ellas predomina el control a nivel transcrip-
cional, pero en los otros niveles también son muy importantes, sobre 
todo en los organismos multicelulares, cuyos grupos de células cooperan 
entre sí en la división del trabajo global. Debido a que un solo gen es 
regulado mediante diferentes mecanismos en distintos tipos de células, 
la regulación génica eucariota es compleja.
Las células eucariotas suelen tener una larga vida útil durante la cual 
puede ser necesario mantener la homeostasis mientras responde a muchos 
estímulos diferentes. La síntesis de nuevas enzimas no ocurre necesa-
riamente cada vez que las células responden a un estímulo, sino que, en 
muchos casos las enzimas preformadas y otras proteínas se transforman 
rápidamente de un estado inactivo a uno activo. Algunas células tienen un 
gran almacén de ARN mensajero inactivo; por ejemplo, el ARNm de 
un óvulo se activa únicamente cuando el óvulo es fecundado.
Gran parte de la regulación génica en los organismos multicelulares 
se centra en la expresión diferencial de genes en las células de diversos 
tejidos. Cada tipo de célula tiene ciertos genes activos y otros que nunca 
serán utilizados. Por ejemplo, las células rojas de la sangre (eritrocitos) 
en su estado de madurez, producen la proteína hemoglobina que trans-
porta el oxígeno, mientras que las células musculares (miocitos) nunca 
producirán hemoglobina, pero producen la mioglobina, una proteína 
relacionada que está codifi cada por un gen diferente y que almacena 
oxígeno en los tejidos musculares. Al parecer, las ventajas selectivas de 
la cooperación celular en eucariotas multicelulares superan con creces 
las desventajas de llevar una carga de genes inactivos durante muchas 
divisiones celulares.
El cerdo doméstico es otro ejemplo de cómo la regulación génica en 
los organismos multicelulares afecta la expresión en diferentes tejidos. 
En 2003, los biólogos reportaron los detalles de una mutación genética 
en los cerdos que promueve un mayor desarrollo del tejido muscular (FI-
GURA 14-1). La mutación se encuentra en un gen, denominado factor de 
crecimiento insulínico tipo 2 (IGF2), que codifi ca para una proteína 
producida por el músculo y el tejido hepático. Los biólogos encontraron 
que una mutación por cambio de base (vea el capítulo 13) en el gen IGF2 
hace al gen 3 veces más activo en los músculos de cerdo, dando lugar a 
Así, la expresión génica resulta de una serie de procesos, cada uno 
de los cuales se regula de muchas maneras. Los mecanismos de control 
utilizan varias señales, algunas se originan dentro de la célula y otras 
proceden de otras células o del medio ambiente. Estas señales interac-
túan con el ADN, el ARN o las proteínas.
Los mecanismos que regulan la expresión génica incluyen el con-
trol de la cantidad de ARNm transcrito, la velocidad de traducción del 
ARNm, y la actividad del producto proteico. Estos controles se realizan 
de varias maneras. Por ejemplo, tanto la velocidad de transcripción 
como la velocidad de degradación del ARNm controlan la cantidad de 
ARNm disponible.
Aunque las bacterias no son multicelulares, la regulación de la ex-
presión génica es también esencial para su supervivencia. La regulación 
génica en las bacterias con frecuencia implica controlar la transcripción 
de genes cuyos productos están implicados en el uso de los recursos. 
En las eucariotas, por el contrario, el ajuste fi no de los sistemas de 
control se produce en todos los niveles de regulación génica. Implicar 
a todos los niveles de la regulación génica es coherente con la mayor 
complejidad de las células eucariotas y la necesidad de controlar el 
desarrollo de los organismos multicelulares.
14.1 REGULACIÓN GÉNICA EN BACTERIAS 
Y EUCARIOTAS: UNA VISIÓN GENERAL
OBJETIVO DE APRENDIZAJE
1 Explicar por qué las células bacterianas y eucariotas tienen diferentes 
mecanismos de regulación génica.
Las células bacterianas y eucariotas utilizan mecanismos de regulación 
génica claramente diferentes, con base en las necesidades específi cas del 
organismo. Las células bacterianas pueden existir independientemente 
y cada célula realiza todas sus funciones esenciales. Debido a que crecen 
de manera rápida y tienen tiempos relativamente cortos entre los even-
tos de la división celular, las bacterias transportan menos componentes 
químicos.
La expresión de los genes bacterianos se produce cuando esto 
contribuye a su adaptación al medio ambiente, incluyendo el aprove-
chamiento de cualquier alimento que pudiera estar presente en los al-
rededores. El principal requerimiento de la regulación génica bacteriana 
es la producción de enzimas y otras proteínas cuando éstas las necesitan; 
en este proceso el control a nivel transcripcional es el mecanismo más 
efi ciente.
La organización en grupos de genes relacionados que se activan 
o desactivan rápidamente como unidades, permite la síntesis sólo de 
los productos génicos necesarios en un momento determinado. Este 
tipo de regulación requiere de un fl ujo rápido de las moléculas de 
ARNm para evitar la acumulación de mensajes y la traducción cuando 
ya no sean necesarios. Las bacterias rara vez regulan los niveles de las 
enzimas que se necesitan para la degradación de las proteínas. Una 
vez que termina la síntesis de una proteína, las moléculas de proteína 
previamente sintetizadas se diluyen de modo tan rápido en las divisio-
nes celulares posteriores que degradarlos no suele ser necesario. Sólo 
cuando las células están hambrientas o privadas de los aminoácidos 
esenciales, las enzimas digestivas de proteínas realizan el reciclaje de 
los aminoácidos mediante la degradación de proteínas no necesarias 
para la supervivencia.
FIGURA 14-1 Un cerdo magro con una mutación en el gen IGF2
Hace años, los granjeros descubrieron un cerdo con más músculo y menos 
grasa. Criaron de manera selectiva este cerdo, y hoy en día la mayoría de 
las poblaciones de cerdos comerciales tienen la mutación que confi ere esa 
característica. La mutación, que fue identifi cada recientemente como una 
sustitución de un nucleótido guanina por un nucleótido adenina, se produce 
en una región no codifi cante de proteínas del gen IGF2.
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	Parte 3 La continuidad de la vida: Genética 
	14 Regulación génica
	14.1 Regulación génica en bacterias y eucariotas: una visión general