Regulación de la expresión génica en bacterias

Introducción

El siguiente trabajo dará a conocer más a fondo lo que es La regulación genética y como comprende todos los procesos que influyen en la acción de un gen a nivel de traducción o transcripción, regulando sus productos funcionales. Todas las células que componen a un organismo contienen todo el material genético y toda la información de la especie, cada una generan proteínas del tipo de tejido de el cual la componen. También se estudiara sobre los estudios realizados por el medico François Jacob y el biólogo Jacques L. Monod quienes analizaron el sistema de la lactosa en E. coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la regulación de la expresión génica en bacterias.

También se hablara de cómo la regeneración puede estar más presente unos seres vivos que en otros y como el crecimiento en organismos pluricelulares implica la diferenciación celular, es decir, el bloqueo de ciertas partes del material genético de la célula, lo que trae como consecuencia su especialización en una función determinada, como por ejemplo la regeneración.

1. La regulación genética comprende todos aquellos procesos que afectan la acción de un gen a nivel de traducción o transcripción, regulando sus productos funcionales. Los genes cuya acción debe controlarse se les llaman genes reguladores los cuales son aquellos genes encargados de controlar la velocidad de síntesis de los productos de uno o de varios genes o rutas biosintéticas. Cada unas de las células que conforman a un organismo posee todo el material genético y toda la información de la especie, sin embargo, cada una generan proteínas del tipo de tejido de el cual la componen. Esto depende de los nutrientes disponibles y de los requerimientos de la célula, puesto a que se perdería energía y material si la transcripción de las proteínas codificadas fuera continua.

2. Regulación génica en bacterias:

Las bacterias debido a su fácil mantenimiento, muy corto periodo de vida y lo pequeño de su material genético, han sido bastante estudiadas. Unas de las bacterias mas estudiadas es el E.coli que es quizás el organismo procariota mas estudiado por el hombre debido a que esta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del proceso digestivo, además de producir las vitaminas B y K. A pesar de que las bacterias sean organismos unicelulares, también es necesario regular la expresión de los genes adaptándola a las necesidades ambientales. Es un principio de economía celular el que la expresión de los genes esta regulada según las circunstancias celulares. Un buen ejemplo de esta situación en bacterias es la regulación de las enzimas implicadas en el metabolismo de los azúcares. Las bacterias pueden emplear para obtener energía distintas fuentes de carbono, como la glucosa, lactosa, galactosa, maltosa, ramnosa y xilosa. Existen enzimas capaces de introducir cada uno de estos azúcares en la bacteria y enzimas capaces de romperlos para obtener energía. Lógicamente, sería un despilfarro energético producir simultáneamente todos los enzimas necesarios para metabolizar los diferentes azúcares mencionados. Por consiguiente, sería mucho más económico para la célula producir solamente las enzimas necesarias en cada momento, es decir, si en el medio en el que vive la bacteria la principal fuente de carbono es la lactosa, solamente se expresarían los genes necesarios para metabolizar la lactosa, mientras que los otros genes no se expresarían. Por tanto, es esencial que exista un mecanismo de regulación de la expresión génica, de manera que los genes se expresen cuando sea necesario.

La regulación de la producción de proteínas (síntesis de proteínas) considerando el proceso en su conjunto, puede llevarse a cabo en tres niveles:

• Replicación

• Transcripción

• Traducción.

De los tres niveles de regulación, uno de los mejor conocidos actualmente es la regulación durante la transcripción. Aunque la regulación de la transcripción en eucariontes es más compleja que en bacterias, muchos de sus aspectos son similares. Por tanto, comenzaremos por el estudio de la regulación de la transcripción en bacterias.

Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E. coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la regulación de la expresión génica en bacterias. Jacob y Monod recibieron en 1965 el Premio Nobel pos estas investigaciones.

Un Operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores.

Los principales elementos que constituyen un operón son los siguientes:

• Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos. Se trata de los genes cuya expresión está regulada. Los operones

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