como enterder quegran parte de ADN no tiene información para formar proteinas ?
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Resumen
En los genomas de vertebrados sólo el 5% del ADN se corresponde con secuencias que codifican proteínas. ¿Cuál es la función del 95% ADN no-codificante restante? Parte de este ADN contiene secuencias cis-reguladoras que controlan cuando, cuanto y donde un gen se va a transcribir. A pesar de la evidencias cada vez mayor de la función fundamental del ADN cis-regulador en el desarrollo, la evolución y las enfermedades humanas, tenemos aún un gran problema: mientras que el código de las secuencias codificantes de las proteínas se conoce, el lenguaje del ADN regulador es en gran medida desconocido. Esto impide la identificación de las regiones reguladoras en los genomas secuenciados. Por lo tanto, una vez que las secuencias de los genomas están disponibles, uno de los mayores objetivos para los próximos años es el identificar, caracterizar y descifrar el ADN regulador en el mar de ADN no-codificante.
Conceptos
El genoma humano contiene unos 30.000 genes. Se consideran genes las regiones del genoma que codifican para proteínas, esto es, las regiones que se transcriben para generar ARN mensajeros que luego se traducen en proteínas en los ribosomas. De media, los genes tienen un tamaño de 3.000 nucleótidos o bases. Teniendo en cuenta que el total del genoma asciende a 3.164,7 millones de bases, la suma de todos los genes supone sólo un 2% del genoma. Por tanto, el 98% del genoma humano es ADN no-codificante, o lo que es lo mismo, no contiene información relevante para la síntesis de proteínas.
En su gran mayoría, se desconoce la función del ADN no-codificante, aunque se sabe que en él se localiza el ADN regulador. Éste consiste en regiones del ADN (también llamadas regiones reguladoras) que controlan cuánto, cuándo y dónde se produce el proceso de transcripción de un gen. Este control de la transcripción o, lo que es lo mismo, de la expresión génica, llevado a cabo por las regiones reguladoras es fundamental para la diferenciación celular. Así, a pesar de que todas las células de un individuo contengan el mismo genoma, lo que hace que un tipo celular sea distinto de otro es el conjunto específico de genes activos que se expresan en cada célula. Para ello, en cada tipo celular se transcribe sólo una fracción de esos 30.000 genes. De este modo, tipos celulares muy distintos como, por ejemplo, una célula del páncreas y otra del corazón, activan un subconjunto altamente especializado de genes y en gran medida diferente entre ambas células y del de otros tipos celulares. A pesar del papel fundamental del ADN regulador en el control de la expresión génica, su identificación en el genoma es extremadamente difícil. El principal motivo es que su código o lenguaje es desconocido. Esto contrasta con las regiones codificantes cuyo código genético es perfectamente conocido (por ejemplo ATG codifica para el aminoácido metionina), gracias en parte al trabajo del premio Nobel Severo Ochoa que ayudó a descifrarlo, hace ya más de cuatro décadas. De hecho, la estimación actual sobre el número de genes en el genoma de humano de 30.000, se basa en parte en la capacidad de predecir la existencia de genes basándose en dicho código genético. Esto es imposible para las regiones reguladoras, lo que hace difícil actualmente predecir dónde se localizan esas regiones en el genoma y cuál es la información que contienen.
Una región reguladora está formada por un fragmento de ADN no-codificante de tamaño variable (entre unas pocas bases y cientos de ellas) al que se unen, dependiendo del tamaño, unos pocos o un gran número de factores de transcripción. En los casos en que la unión de dichos factores a la región reguladora favorece la transcripción de un gen, se le denomina potenciador o enhancer. Si por el contrario la impide, a la región reguladora se le denomina silenciador o silencer.
Los genes contienen regiones de ADN llamadas promotores, que controlan el inicio de la transcripción, ya que son los lugares donde se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción. Las regiones reguladoras modulan la expresión génica interactuando con los promotores de los genes. Así, los enhancers o los silencers potencian o previenen el reclutamiento de la ARN polimerasa al promotor de un gen, favoreciendo o bloqueando la transcripción génica. A las regiones reguladoras se les denomina elementos en cis (o cis-reguladores) ya que están en la misma cadena de ADN que los genes. A los factores de transcripción que se unen a los elementos cis-reguladores se les denomina reguladores en trans. Así, la configuración-cis de un gen consiste en el conjunto de regiones reguladoras que operan sobre él.