Dar a las células un poco de control: Regulación de genes

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Por René Fester Kratz

Sus células tienen cierto control sobre lo que sucede con la regulación genética. A pesar de que su ADN está en control de las proteínas que su cuerpo produce, y esas proteínas están a cargo de determinar sus rasgos, sus células tienen algo que decir en la vida. Debido a que cada una de sus células tiene un conjunto completo de sus cromosomas, sus células son capaces de practicar la regulación genética, lo que significa que pueden elegir qué genes usar (o no usar) y cuándo.

Cuando una célula utiliza un gen para producir una molécula funcional, ese gen se expresa en la célula. La regulación genética es el proceso que las células utilizan para elegir qué genes expresar en un momento dado. (Los científicos hablan de la regulación genética como células que encienden o apagan los genes.)

Los genes están regulados por la acción de las proteínas que se unen al ADN y ayudan o bloquean el acceso de la RNA polimerasa a los genes. En sus células, las proteínas que ayudan a la ARN polimerasa a unirse a sus genes se denominan factores de transcripción. Se unen a secuencias especiales en el ADN cerca de los promotores de los genes y hacen posible que la ARN polimerasa se una al promotor. La transcripción y la traducción ocurren, produciendo la proteína en la célula.

La regulación genética permite que sus células hagan dos cosas: adaptarse a los cambios ambientales y hacer que cada tipo de célula tenga un papel distinto en el cuerpo.

Adaptación a los cambios ambientales

El mundo que te rodea siempre está cambiando, lo que significa que necesitas ser capaz de responder a las señales ambientales para mantener tu equilibrio fisiológico. La regulación genética le permite hacer precisamente eso. Cuando sus células necesitan responder a los cambios ambientales, activan o desactivan los genes para producir las proteínas necesarias para la respuesta.

Suponga que está recibiendo demasiada luz solar. Para proteger su piel, las células de la punta de la nariz necesitan oscurecerse un poco al producir más melanina del pigmento de la piel. La luz solar adicional en su piel provoca que ciertas proteínas se unan a los genes necesarios para la producción de melanina y ayudan a la RNA polimerasa a acceder a los genes. La ARN polimerasa lee los genes, produciendo ARNm que contiene los planos de las proteínas necesarias. El ARNm se traduce y las proteínas se producen.

Las proteínas hacen su trabajo, y la piel de su nariz se torna de un color más oscuro. Este ejemplo de cómo la piel se oscurece ilustra cómo las células pueden acceder a los genes cuando los necesitan para responder a las señales del entorno.

Convertirse en un experto a través de la diferenciación

Usted tiene más de 200 tipos diferentes de células en su cuerpo, incluyendo células de la piel, células musculares y células renales. Cada una de estas células hace un trabajo diferente para su cuerpo, y como cualquier buen artesano, cada uno de estos tipos de células requiere las herramientas adecuadas para su trabajo. Para una célula, la herramienta adecuada para el trabajo suele ser una proteína específica. Por ejemplo, las células de la piel necesitan mucha queratina, las células musculares necesitan muchas proteínas contráctiles y las células renales necesitan proteínas para transportar agua.

La diferenciación celular es el proceso que hace que las células se especialicen para ciertas tareas. Sus células diferenciadas tienen todos los planos de todas las herramientas porque cada una de ellas tiene un conjunto completo de sus cromosomas; lo que las hace diferentes entre sí es qué planos utilizan.

Las células se diferencian entre sí debido a la regulación genética. Por ejemplo, cuando un espermatozoide se encuentra con un óvulo para formar la célula que se convertiría en el futuro tú, esa primera célula tiene la capacidad de dividirse y formar todos los diferentes tipos de células que tu cuerpo necesita. Sin embargo, a medida que esa célula y sus descendientes se dividieron, las señales causaron que diferentes grupos de células cambiaran su expresión genética.

Las proteínas de estas células se unen a las moléculas de ADN, activando algunos genes y silenciando otros. A medida que crecías y te desarrollabas en el útero de tu madre, tus células se fueron diferenciando cada vez más unas de otras. Algunas células se convirtieron en parte de su tejido nervioso, mientras que otras formaron su tracto digestivo. Cada uno de estos cambios ocurrió a medida que las células transcribían y traducían los genes de las proteínas que necesitaban para realizar su trabajo particular.

Después de que una célula se diferencia, normalmente no puede volver atrás. Está especializado para una tarea determinada y no puede acceder a los genes de proteínas que no están en la descripción de su trabajo.

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