¿Qué es lo que determina que genes estén activados en una célula en concreto?

Cuando lleguemos a saber eso para cada gen… algunos nos quedaremos sin trabajo.

Esencialmente, la expresión de un gen depende de señales genéticas y epigenéticas.

Son genéticas las secuencias de ADN que determinan el reconocimiento de un gen por la maquinaria de transcripción. Hablamos de secuencias promotoras y secuencias reguladoras. Las promotoras son aquellas en que se inicia la transcripción y las reguladoras son secuencias más o menos alejadas que reclutan proteínas (factores de transcripción) responsables de que cada gen se exprese en el momento y el lugar oportuno.

Pero todas esas secuencias no siempre están igual de disponibles y ahí entra la epigenética. Por ejemplo, si una secuencia promotora está fuertemente metilada, la transcripción del gen correspondiente se inhibe. Y el ADN está organizado en torno a unas proteínas (histonas) que, a su vez, pueden estar metiladas, aceitadas, fosforiladas, etc. Cada una de esas modificaciones se correlaciona con que esos genes estén más o menos accesibles a la maquinaria de transcripción. Por ejemplo, cerca de promotores activos encontramos el aminoácido número 4 (una lisina) de la histona H3, con tres grupos metilo, mientras en los genes inactivos la que está trimetilada es la lisina 27 de esa misma proteína. Y hay muchas otras modificaciones tanto de histonas como de factores de transcripción.

Todas las condiciones epigenéticas están a su vez inducidas por señales exteriores que informan a la célula de dónde y cuándo está. Eso son estímulos físicos, compuestos químicos, hormonas, citoquinas, interacciones con células del estoma…