Contenido principal
Biología de bachillerato
Curso: Biología de bachillerato > Unidad 6
Lección 1: Expresión y regulación génicaExpresión y regulación génica
Cada cromosoma consiste de una sola molécula de ADN muy larga, y cada gen en el cromosoma es un segmento particular de ese ADN. El ADN transporta las instrucciones para formar las características de las especies. Todas las células de un organismo tienen el mismo contenido genético, pero los genes usados (expresados) por la célula se pueden regular de diferentes maneras. No todo el ADN codifica proteínas; algunos segmentos de ADN intervienen en funciones reguladoras o estructurales y a algunos aún no se les conoce una función. Creado por Sal Khan.
¿Quieres unirte a la conversación?
- what are the types of genetic regulation?(1 voto)
Transcripción del video
A estas alturas es posible que estés
familiarizado con la idea de que el ADN, el ácido desoxirribonucleico, es
la base molecular de la herencia. También es probable que sepas que está
relacionado de alguna manera con los cromosomas. En este video, quiero asegurarme
de que conectemos los puntos de todos estos conceptos que tenemos
cuando nos acercamos a la genética. ¿Qué es un cromosoma?
¿Cómo se relaciona con el ADN? ¿Cómo se relaciona con los genes?
Y luego, ¿cómo los genes y el ADN se relacionan con las proteínas u otras cosas? Bueno, en este diagrama del Instituto Nacional de Investigaciones del Genoma Humano
nos muestran una célula ampliada. Esta que vemos aquí es la
membrana externa de la célula. Y por acá, nos muestran el núcleo
de la célula. Y dentro del núcleo de las células eucariotas, tenemos el ADN. Ahora bien, en esta representación podemos ver que
el ADN tiene la apariencia de estas Xs de aquí. Y es importante que nos demos cuenta de que el ADN no siempre está en su
forma cromosómica condensada. Cuando el ADN se replica, está en su forma
suelta o no condensada. Cuando se condensa, tal vez para la preparación de
la mitosis, toma una forma de X. Pero esta X tiene en realidad dos copias del
mismo cromosoma. Mientras estén conectados, se les considera como uno solo,
pero una vez que se separan, digamos durante la mitosis, entonces
se les considera como dos cromosomas. Ahora bien, si observamos los cromosomas con
un microscopio, podríamos ver algo así. Como se puede observar, vienen en pares. Y así es
como se verían los cromosomas del genoma humano. Tienes 23 pares. Podemos saber que
se trata de un hombre biológico al observar este pequeño cromosoma
de aquí., que es el cromosoma Y. Y puedes ver que cada uno de estos pares
tiene lo que se llama cromosomas homólogos, de los que hemos hablado en otros videos. Estos dos cromosomas codifican los mismos genes, pero pueden contener diferentes
versiones de estos genes. Uno de los pares homólogos proviene
de la madre, y el otro del padre. Y hemos profundizado un poco
sobre todo esto en otros videos. Ahora, sé que es difícil ver con
esta resolución, pero en esta imagen, cada cromosoma se ha replicado y es en realidad
dos copias conectadas en el centrómero. Si los extendiéramos,
tendrían forma de X justo ahí. Ahora, la pregunta es, ¿cómo se
relaciona un cromosoma con el ADN? Y puedes ver en este diagrama más
amplio de aquí que un cromosoma es en realidad sólo una hebra muy, muy,
muy larga de ADN que está toda envuelta. Y hay algunas otras moléculas y proteínas que
están involucradas, como las histonas que se ven por aquí, que ayudan a empaquetar el ADN, pero
eso es todo lo que realmente es un cromosoma. En todo el genoma humano, tenemos 3.2 mil
millones de pares de bases en nuestro ADN. Y sólo como recordatorio, un par de bases se puede ver como cada
uno de los peldaños de esta escalera. Ahora bien, esos 3.2 mil
millones de pares de bases, se dividen en estos 46 cromosomas de un
genoma humano completo. Así que estamos viendo del orden de decenas a cientos de
millones de pares de bases por cromosoma. Ahora bien, probablemente conozcas la
idea de que los genes del ADN son los que codifican las proteínas.
Y en efecto, ese es el caso. Si tienes una larga cadena de ADN por aquí, aunque no toda ella codifica proteínas,
tiene genes que codifican proteínas. De hecho, el genoma humano completo tiene más
de 20,000 genes codificadores de proteínas, cada uno de los cuales se compone
de un promedio de alrededor de 3000 pares de bases, pero puede variar mucho
dependiendo del gen que estemos viendo. Y a la forma en que pasamos de estos
genes codificadores de proteínas, que en realidad son sólo secciones del ADN
en estos cromosomas, a las proteínas se le conoce como el dogma central de la biología o, a
menudo, el dogma central de la biología molecular. Así que esta es una cadena de ADN
en un gen codificador de proteínas. El proceso de transcripción es lo que nos lleva
de una mitad de esto a una cadena de ARNm, que puedes ver como una molécula prima del ADN. Ahora, el ARN mensajero en particular,
va a los ribosomas, sale del núcleo de la célula, va a los ribosomas, y hemos hablado
de esto con más profundidad en otros videos. Y una vez en los ribosomas, utiliza esa información
para construir proteínas a partir de aminoácidos. Y luego esas proteínas, esos aminoácidos, interactuarán entre sí y formarán alguna
proteína que es valiosa en el cuerpo humano. Ahora bien, lo interesante es que, aunque la
mayoría asociamos el ADN con los genes que codifican proteínas de esta manera, la realidad
es que sólo el 1-2% del ADN codifica proteínas. Así que una pregunta natural sería: ¿qué
hace el otro 98-99% del ADN? Y esa es un área de investigación activa,
pero tenemos algunas buenas ideas. Sabemos que parte de ese ADN ayuda a
regular la codificación de otro ADN. Lo interesante del genoma humano, o en realidad
del genoma de cualquier organismo, es que casi todas las células del cuerpo humano tienen este
mismo conjunto de cromosomas, tienen toda la información necesaria para codificar todas las
proteínas que cualquier célula pueda necesitar. Las excepciones son los glóbulos rojos, que
pierden su material genético, y los gametos, los espermatozoides o los óvulos, que
tienen la mitad del material genético, pero casi todas las demás células
tienen todo el material genético. Pero, obviamente, las células son diferentes. Las células del corazón son
diferentes a las neuronas, que son diferentes a las células de la piel. Así que gran parte del resto del ADN
forma parte del mecanismo regulador de qué genes deben expresarse y qué genes
deben codificarse en proteínas y cuáles no, ya que tenemos diferentes tipos de
células que hacen cosas diferentes. Esto se conoce como expresión génica diferencial. Y aquellas partes del ADN que no
codifican directamente las proteínas, se les conoce como secciones reguladoras del ADN. Ahora bien, hay otros tramos de
ADN que, en lugar de producir ARNm, que luego se traduce en polipéptidos, codifican
otros tipos de ARN, que llamaremos ARN funcional porque ese tipo de ARN es directamente útil
ya que tiene una función en particular y no se limita a solo transmitir información.
Por ejemplo, tenemos el ARN ribosómico, que puede transcribirse directamente del ADN,
y se utiliza para formar partes del ribosoma. Puede que hayas visto el
ARN de transferencia cuando aprendimos sobre la traducción y que también
participa en la construcción de proteínas. Así que te dejaré por aquí. Esperemos que esto conecte los puntos
entre las ideas de que la mayoría de las células en el cuerpo humano, y estamos
hablando de decenas de billones de células, tienen todo el complemento de 3.2 mil
millones de pares de bases y que están en estos 46 cromosomas que a su vez
están organizados en 23 pares y que contienen más de 20.000 genes, y que sólo
constituyen el 1-2% de los pares de bases. El resto todavía lo estamos explorando, pero
puede estar involucrado en el ARN funcional y la regulación, lo que ayuda a diferentes células
a hacer diferentes cosas en distintos momentos.