Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-355

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Regulación génica 321
Doble
hélice
de ADN
Corriente arriba Corriente abajo
Caja
TATA
Silenciador Promotor GenEstimulador
 7 Dar ejemplos de algunas de las formas en que las proteínas de unión al ADN 
de eucariotas se unen al ADN.
 ■ Los genes eucariotas se controlan por las proteínas de unión al ADN llama-
das factores de transcripción. Muchos de ellos son activadores transcrip-
cionales, mientras que otros son represores transcripcionales.
 ■ Cada factor de transcripción tiene un dominio de unión al ADN. Algunos 
de los factores de transcripción tienen un arreglo hélice-giro-hélice e 
insertan una de las hélices en el ADN. Otros factores de transcripción tie-
nen lazos de aminoácidos unidos por iones de zinc; cada lazo incluye una 
hélice-a que se fi ja en el ADN. Algunos de los factores de transcripción son 
proteínas de cremallera de leucina que se asocian como dímeros que se 
insertan en el ADN.
 8 Ilustrar cómo un cambio en la estructura cromosómica puede afectar la 
actividad de un gen.
 ■ Las regiones densamente empaquetadas de cromosomas, llamadas 
heterocromatina, contienen genes inactivos. Los genes activos están 
asociados con una estructura de cromatina menos compacta llamada 
eucromatina. Los grupos metilo, grupos acetilo, azúcares y proteínas se 
pueden unir químicamente a la cola de la histona, una cadena de aminoá-
cidos que se extiende desde el nucleosoma del ADN enrrollado, y puede 
exponer u ocultar los genes, al activarlos o desactivarlos..
 ■ La metilación del ADN perpetúa la inactivación de genes. La herencia 
epigenética es un importante mecanismo de regulación génica, que 
implica cambios en cómo se expresa un gen. Dado que los patrones de 
metilación del ADN tienden a repetirse en las generaciones sucesivas de 
células, proporcionan un mecanismo para la herencia epigenética.
 ■ Algunos productos de los genes son necesarios en las células en grandes 
cantidades, por ello hay varias copias en el cromosoma. En el proceso 
de amplifi cación de genes, algunas células amplifi can ciertos genes por 
replicación del ADN.
 9 Explicar cómo un gen de un organismo multicelular puede elaborar diferentes 
productos en distintos tipos de células.
 ■ Como resultado del empalme alternativo, un solo gen produce formas 
diferentes de una proteína en distintos tejidos, dependiendo de cómo se 
empalma el preARNm. Normalmente, este gen contiene un segmento que 
puede ser un intrón o un exón. Como un intrón, la secuencia se elimina, y 
como un exón, la secuencia se conserva.
 10 Identifi car algunos de los tipos de controles de regulación que funcionan en 
las eucariotas después de la formación del ARNm maduro.
 ■ Ciertos mecanismos de regulación aumentan la estabilidad del ARNm, 
permitiendo que más moléculas de proteína se sinteticen antes de la 
degradación del ARNm. A veces la estabilidad del ARNm está bajo control 
hormonal.
 ■ El control postranscripcional de genes eucariotas se produce por la 
inhibición de retroalimentación o por modifi cación de la estructura 
de la proteína. La función de una proteína se cambia por las quinasas 
agregando grupos fosfato o por las fosfatasas eliminando los grupos 
fosfato.
 ■ El control postranscripcional de la expresión génica también implica la 
degradación de proteínas. Las proteínas específi cas para la destrucción se 
unen covalentemente a la ubiquitina, que las etiqueta para la degradación 
en un proteosoma, una estructura macromolecular grande. Las proteasas 
asociadas con proteosomas degradan la proteína en cortos fragmentos 
peptídicos. 
 ■ El operador actúa como un interruptor que controla el operón a nivel 
transcripcional. La unión de una proteína represora a la secuencia del 
operador impide la transcripción; aunque la ARN polimerasa se una al 
promotor, está bloqueada para la transcripción de los genes estructurales. 
Cuando el represor no está unido al operador, se realiza la transcripción.
 3 Distinguir entre los genes constitutivos, inducibles y reprimibles. 
 ■ Un operón inducible, tal como el operón lac, normalmente está inactivo. 
La proteína represora se sintetiza en una forma activa que se une al ope-
rador. Si la lactosa está presente, se convierte en alolactosa, el inductor, 
que se une a la proteína represora. El represor alterado no puede unirse al 
operador, y provoca la activación del operón.
 Observe al operón lactosa en acción, haciendo clic 
sobre la fi gura en CengageNOW 
 ■ Un operón reprimible, tal como el operón trp, se encuentra normalmente 
activo. La proteína represora se sintetiza en una forma inactiva que no 
puede unirse al operador. Un metabolito (por lo general el producto fi nal 
de una ruta metabólica) actúa como un correpresor. Cuando los niveles de 
correpresores son altos, una molécula correpresora se une al represor, 
que ahora se puede unir al operador y desactivar la transcripción del 
operón.
 ■ Los genes constitutivos ni son inducibles, ni son reprimibles, se mantie-
nen activos en todo momento. La actividad de los genes constitutivos se 
controla por la efi ciencia de la unión entre la ARN polimerasa y las regio-
nes de promotor.
 4 Diferenciar entre el control positivo y negativo, y mostrar cómo funcionan 
ambos tipos de control en la regulación del operón lac.
 ■ Operones reprimibles e inducibles están bajo control negativo. Cuando 
la proteína represora se une al operador, la transcripción del operón se 
desactiva.
 ■ Algunos operones inducibles están también bajo control positivo, en el 
que un activador de la proteína se une al ADN y estimula la transcripción 
del gen. La proteína activadora del catabolito (PAC) activa el operón 
lac; la PAC se une a la región del promotor, estimulando la transcripción 
al unirse a la ARN polimerasa. Para unirse, la PAC requiere AMP cíclico 
(AMPc), que aumenta en la célula conforme disminuye la glucosa.
 5 Describir los tipos de control postranscripcional en las bacterias.
 ■ Algunos controles postranscripcionales operan en las bacterias. Un con-
trol traduccional es un control postranscripcional que regula la velocidad 
de la traducción de un ARNm particular. Los controles postranscripcio-
nales incluyen la inhibición por retroalimentación de enzimas clave en 
algunas rutas metabólicas.
14.3 (página 314)
 6 Analizar la estructura de un gen eucariota típico y los elementos del ADN 
implicados en la regulación de ese gen.
 ■ Los genes eucariotas normalmente no se organizan en operones. La regu-
lación de los genes eucariotas se produce en los niveles de transcripción, 
procesamiento de ARNm, traducción, y modifi caciones de las proteínas 
producidas.
 ■ La transcripción de un gen requiere un sitio de iniciación de transcrip-
ción, donde comienza la transcripción, además de un promotor que se une 
a la ARN polimerasa. En casi todas las eucariotas multicelulares, el pro-
motor contiene un elemento llamado la caja TATA que tiene una función 
reguladora y facilita la expresión del gen.
 ■ Algunos genes eucariotas tienen estimuladores y silenciadores situados a 
miles de bases de distancia a partir del promotor. Estos elementos regula-
dores aumentan o disminuyen la velocidad de transcripción.
 1. La regulación de la mayoría de los genes bacterianos se produce en el 
nivel de (a) transcripción (b) traducción (c) replicación (d) postra-
ducción (e) posreplicación
 2. El operador de un operón (a) codifi ca la información para la proteína 
represora (b) es el sitio de unión para el inductor (c) es el sitio de 
unión para la proteína represora (d) es el sitio de unión para la ARN 
polimerasa (e) codifi ca la información para la PAC
E VA L Ú E SU CO M P R E N S I Ó N
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	Parte 3 La continuidad de la vida: Genética 
	14 Regulación génica
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