Sección 3. Información genética

Capítulo 18. La diferenciación: la expresión diferencial de genes

En el organismo adulto existen arreglos ordenado de tipos de células § específicas. Cada tipo celular está caracterizado por la acción diferencial de no una, sino muchas proteínas § específicas; para que esas proteínas se sinteticen, ciertos conjuntos de genes § deberían encenderse concurrentemente mientras que otros estarían reprimidos.

Muchos de los experimentos iniciales sobre expresión diferencial se realizaron en líneas celulares –poblaciones homogéneas de células que se mantienen vivan fuera del animal en medios de cultivo–. Existen líneas celulares de distintas identidades, como las musculares. Inicialmente se observó que ciertos genes, entre ellos myoD y myf5, estaban activos exclusivamente en líneas celulares musculares. Cuando se forzó experimentalmente la expresión de estos genes en líneas celulares no musculares, esas células se diferenciaron en músculo. Se comprobó que esos genes codificaban factores de transcripción que actuarían sobre otros genes, es decir, que inducirían la diferenciación celular mediante la regulación de una segunda línea de genes específicos. Por esta razón, a esos factores de transcripción se les dio el nombre de reguladores maestros y, a los genes que los codifican, el de genes maestros. Tal como una llave maestra de una cañería cierra el paso a muchas otras válvulas subsidiarias, los reguladores maestros controlan la expresión de numerosos genes subalternos.

En el ejemplo de la figura siguiente, el tipo celular 1 está caracterizado por la presencia de los productos de los genes A y B. El tipo celular 2 está caracterizado por la presencia de los productos de los genes C y D. Ambos tipos celulares contienen copias de todos los genes. El Regulador Maestro 1 (RM1) se une a los sitios “U” y activa los genes que contienen ese sitio en su región promotora. El Regulador Maestro 2 (RM2) se une a los sitios “N”. Las células de tipo 1 contienen el regulador RM1 (una proteína). Por lo tanto, todos los genes con sitios promotores “U” son activados. Como carecen de la proteína reguladora RM2, los genes con regiones promotoras con sitios “N” no son activados. Para el tipo celular 2 se produce la situación inversa.

La diferenciación celular es el resultado de la expresión diferencial de genes bajo el control de reguladores maestros.

En ausencia de reguladores maestros funcionales, se reprime la expresión de numerosos genes subalternos mientras que si el regulador maestro está presente, estos genes subalternos son forzados a expresarse.

En conclusión, la clave por la que se generan distintos tipos celulares reside, entonces, en que distintas células contienen diferentes proteínas reguladoras específicas.

Desarrollo: la ejecución de un programa genético

Selectores y compartimientos

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