Defina los siguientes conceptos: expresión génica, transcripción, gen. ¿Son iguales los genes en procariotas y en eucariotas? Razone la respuesta. [1 punto]
Gen. Fragmento de ADN que contiene la información necesaria para sintetizar un producto funcional, que puede ser una cadena polipeptídica o una molécula de ARN. Incluye no solo la secuencia que se traduce, sino también las regiones reguladoras que controlan cuándo y cuánto se expresa.
Transcripción. Proceso por el que la información de un gen se copia a una molécula de ARN. La ARN polimerasa reconoce el promotor, abre la doble hélice, lee la hebra molde en sentido
y sintetiza el ARN en sentido
, colocando uracilo frente a la adenina del molde.
Expresión génica. Conjunto del proceso por el que la información de un gen se convierte en un producto funcional. Comprende la transcripción, la maduración del transcrito en los eucariotas y la traducción, más las modificaciones postraduccionales de la proteína. No todos los genes se expresan en todas las células ni en todo momento: la regulación de la expresión es lo que explica que células con el mismo genoma sean tan distintas entre sí.
En cuanto a si los genes son iguales en procariotas y en eucariotas, la respuesta es que no, y las diferencias son de fondo.
La más importante es la fragmentación. Los genes eucariotas están divididos en exones, que permanecen en el ARN mensajero maduro, e intrones, que se transcriben pero se eliminan durante la maduración. Los genes procariotas son continuos: carecen de intrones, de modo que su ARN mensajero no necesita madurar y puede traducirse mientras se está transcribiendo.
De ahí se sigue una segunda diferencia: el empalme alternativo. Como los eucariotas pueden conservar unos exones u otros, un solo gen puede dar varias proteínas distintas según el tejido o el momento. Los procariotas no tienen esa posibilidad.
La tercera diferencia es la organización. Los genes procariotas suelen agruparse en operones: conjuntos de genes de una misma ruta metabólica que comparten un promotor y se transcriben juntos en un ARN mensajero policistrónico, lo que permite regularlos en bloque. Los eucariotas son monocistrónicos: cada gen tiene su propio promotor y se transcribe por separado.
Y la cuarta es la complejidad reguladora. El gen eucariota tiene, además del promotor, potenciadores y silenciadores que pueden estar muy alejados, y su expresión depende del estado de compactación de la cromatina y de marcas epigenéticas como la metilación. El procariota se regula con mecanismos más sencillos, como el operón lactosa.
En cambio, sí son iguales en lo esencial: en los dos casos la información está escrita en la secuencia de las cuatro bases, se lee mediante el mismo código genético, prácticamente universal, y se expresa con la misma maquinaria básica. Esa universalidad es la que hace posible que una bacteria fabrique insulina humana.