Genes codificadores de proteínas

Estructura de los genes

Tradicionalmente, un gen se ha definido como un segmento de DNA que codifica para un polipéptido o para una molécula funcional de RNA.

Recientemente, sin embargo, los nuevos descubrimientos han alterado radicalmente esta visión, obligándonos a adoptar una definición bastante más vaga. De acuerdo con ello, un gen es una secuencia de DNA genómico o de RNA que es esencial para especificar una determinada función. Para llevar a cabo su función el gen no necesita ser traducido a proteína, y a veces ni siquiera necesita ser transcrito.

Genes codificadores de proteínas

Eucariotas

Un gen eucariota standard codificador de proteína tiene la estructura que se muestra en la Figura 3 (Li & Graur, pp. 7)

En el flanco 5' se sitúan los promotores (región promotora):

TATA box (19-27 bases antes del punto de comienzo de la transcripción).

CAAT box (situada aún más arriba).

Una o más copias de la caja GC, que rodean la caja CAAT.

Las cajas CAAT y GC controlan la unión inicial de la RNA-polimerasa, mientras que la caja TATA controla el punto de comienzo de la transcripción.

En el flanco 3' se situan los terminadores de transcripción y el sitio de poliadenilación (cola de poly-A).

No es posible definir exactamente donde comienza y donde acaba un gen, es decir, donde empieza el flanco 5' y donde acaba el 3'.

La transcripción comienza en el sitio de inicio de la transcripción (el sitio cap en el transcrito de RNA) y acaba en el sitio de terminación de la transcripción (terminador) que puede coincidir o no con el sitio de poliadenilación. Es decir, que a veces la transcripción puede terminar mucho más abajo del sitio de poliadenilación.

El transcrito primario (pre-mRNA) contiene regiones 5' y 3' que no se van a traducir, exones e intrones (estos últimos tampoco se van a traducir, se eliminan en el proceso de splicing o de maduración del RNA). Todas las secuencias genómicas que permanecen en el RNA maduro después del splicing se consideran exones. Los exones, o partes de exones, que se traducen forman la llamada región codificadora.

Hay varios tipos de intrones, según el mecanismo que se utilice para eliminarlos del pre-mRNA. Aquí nos referiremos a los intrones de genes nucleares que son transcritos por la RNA-polimerasa II y que se cortan enzimáticamente en el proceso de maduración del RNA.

Los sitios de unión (splicing) de intrones y exones son el sitio donante (5') y el sitio aceptor (3'). La inmensa mayoría de los intrones nucleares de eucariotas comienzan con GT y acaban con AG (regla GT-AG).

El número de intrones varía mucho de un gen a otro. Algunos genes tienen varias docenas de intrones, algunos de los cuales pueden alcanzar una longitud de varias Kb. Otros genes, como los de las histonas, no tienen intrones.

La mayor parte de los genes eucarióticos corresponde a los intrones (Figura 4, pp 8 de Li & Graur).

Eubacterias

No contienen intrones.

Los promotores de eubacterias contienen una secuencia -10 y otra -35, así llamadas porque se sitúan ese número de bases antes del punto de inicio de la transcripción. La secuencia -10 contiene el motivo TATAAT o alguna variante, y la secuencia -35 el motivo TTGACA o alguna variante.

Genes de RNA

Su estructura es similar en eucariotas y procariotas.

Generalmente no contienen intrones, aunque en algunos ciliados, hongos y bacterias los hay.

Los transcritos primarios de estos genes suelen sufrir modificaciones posteriores: incorporación de nucleótidos standard y no-standard, modificación de algunos nucleótidos standard en otros no-standard, adición enzimática de secuencias terminales de ribonucleótidos, etc.

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