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La genética molecular de los eucariotas

El cromosoma eucariótico
El genoma eucariótico
La regulación de la
expresión génica en
los eucariotas

Transcripción, procesa-
miento de mRNA y síntesis
de proteínas en eucariotas

Genes en movimiento
Genes virus y cáncer
Transferencia de genes
entre células eucarióticas

Sección 3. Información genética

Capítulo 17. La genética molecular de los eucariotas

Con la ayuda creciente de las herramientas de la tecnología del DNA recombinante, progresaron los estudios de genética molecular de los eucariotas y la distancia entre los eucariotas y los procariotas, en vez de disminuir, se fue ampliando. En primer lugar, el cromosoma eucariótico difiere en muchos aspectos del cromosoma procariótico. Las investigaciones realizadas sobre estos organismos a nivel molecular develaron también muchas diferencias importantes entre el genoma de los eucariotas y de los procariotas.

La regulación de la expresión génica en los procariotas está relacionada fundamentalmente con el ajuste fino de la maquinaria metabólica de la célula, y es llevada a cabo activando o reprimiendo la expresión de ciertos genes, en respuesta a cambios en los nutrientes en el ambiente. La regulación génica en los eucariotas, especialmente en los multicelulares, es muy diferente.

Un organismo multicelular usualmente inicia su vida en forma de huevo fecundado, el cigoto. El cigoto se divide repetidamente produciendo muchas células que se diferencian y cada tipo celular comienza a producir proteínas característicamente diferentes que lo distinguen de otros tipos de células. A su vez, un mismo tipo celular puede producir variantes de las proteínas que sintetiza en distintas etapas del desarrollo del organismo. Sin embargo, toda la información genética originalmente presente en el cigoto también está presente en cada célula diploide del organismo. Resulta claro que la diferenciación de las células de un organismo multicelular depende de la inactivación de ciertos grupos de genes y de la activación de otros, es decir, de una regulación de la expresión.

La expresión de los genes puede ser regulada en distintas etapas del camino que conduce desde el DNA a las proteínas. Las investigaciones en eucariotas han demostrado que, como en el caso de los procariotas, el genoma eucariótico contiene un sorprendente arreglo de elementos genéticos móviles. El análisis del cromosoma eucariótico ha revelado que éste también está sujeto a reordenamientos, deleciones y adiciones.

En ocasiones, las células escapan a los factores que regulan el crecimiento celular normal. En consecuencia, las células se multiplican sin control, amontonándose, invadiendo y destruyendo otros tejidos. En estos casos se produce el cáncer. Hay varias evidencias que han relacionado el desarrollo del cáncer con cambios en el material genético. Los virus pueden provocar cambios en la constitución genética de la célula y algunos pueden causar cáncer. Más aun, todos los virus conocidos causantes de cáncer son virus que introducen información en los cromosomas de las células hospedadoras. Estos incluyen tanto virus con genoma de DNA como retrovirus con genoma de RNA. El descubrimiento del papel de la transcriptasa inversa forjó el eslabón crucial entre los retrovirus y los cromosomas de las células eucarióticas.

El mayor anhelo relativo a las aplicaciones basadas en la tecnología del DNA recombinante es que en algún tiempo futuro sea posible corregir defectos genéticos sustituyendo genes “malos “ por genes “buenos”. Esta es una tarea enormemente compleja. Requiere primero la preparación de un gen que será captado por una célula eucariótica, incorporado a un cromosoma, y luego expresado, pero esto es sólo el comienzo. El nuevo gen debe establecerse en un gran número de células del tipo apropiado y quedar sujeto a los complicados, y todavía grandemente desconocidos, controles del gen normal.

Se han desarrollado técnicas que permiten la transferencia de genes a células eucarióticas. Las células se hacen crecer en cultivo en tubos de ensayo y se transfieren a óvulos fecundados de ratón y de otras especies de mamíferos y a embriones de Drosophila.

En cada uno de estos casos, genes extraños han sido incorporados y expresados en el nuevo hospedador. En los últimos años también se desarrollaron técnicas que permiten obtener copias idénticas de organismos, los clones.

 

Autoevaluación del capítulo 17

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