Glosario de Genética Molecular

Gen regulable (regulado): aquel gen cuya expresión es controlada en respuesta a las necesidades de una célula u organismo.

Gen constitutivo: aquel gen que siempre permanece activo, independientemente de las condiciones ambientales. Los puntos donde se puede ejercer la regulación son:

• la cromatina, al alterar el grado de empaquetamiento (en eucariotas),
• durante la transcripción (inicio, elongación o terminación),
• durante el procesamiento (en eucariotas),
• estabilidad del ARN (en eucariotas),
• en la traducción,
• por modificación post-traduccional

Genes reguladores: su producto (ARN o proteína) regula la expresión de otros genes. Normalmente se trata de una proteína que se une a secuencias del ADN. Puede ser activador o represor. Presentan dominios de unión al ADN con motivos hélice-giro hélice, dedos de zinc, cremalleras de leucina… Pueden tener sitios alostéricos a los que se une una molécula efectora, modificándose así la conformación de la proteína activándose o inhibiéndose.

Elementos reguladores: secuencias que no se transcriben, pero afectan a la expresión de genes a los que se encuentran físicamente ligados. Pueden ser activadores o represores.

El elemento respuesta es una secuencia de ADN, normalmente corriente arriba, en el promotor o a veces en enhancers, a la que se unen factores específicos (proteínas) que aparecen en un momento determinado como respuesta a un estímulo, y que pueden activar o reprimir la transcripción.

PCR: (reacción en cadena de la polimerasa) La técnica de amplificación de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica que consiste en la amplificación in vitro de un fragmento de ADN específico.

1. Desnaturalización. Se conseguiría elevando la temperatura del tubo de reacción hasta 94°C, durante, por ejemplo, un minuto (este tiempo puede variar entre ½ minuto y 2 minutos).
2. Alineamiento. Se desciende la temperatura que puede oscilar entre 40 °C y 60 °C (dependiendo de diversos parámetros como la secuencia de los primers, su especificidad,…). La duración de este paso puede oscilar entre ½ minuto y 2 minutos.
3. Extensión. Se vuelve a aumentar la temperatura hasta los 72 °C y se deja actuar a la Taq polimerasa durante 1 o 2 minutos.

CROMATINA: ADN localizado en el núcleo de las células eucariotas asociado a proteínas formando una estructura empaquetada y compacta que representa el genoma de las células eucariotas.

HETEROCROMATINA: Aquella región del genoma con mayor densidad y compactación, que además se encuentra en menor proporción. Por tanto presenta una tinción más destacada. La heterocromatina bien no tiene genes, o posee unos pocos que permanecen inactivos.

• Constitutiva: aparece condensada durante todo el ciclo celular y su ADN no se transcribe nunca. Contiene DNA repetitivo.
• Facultativa: su condensación depende del estado del desarrollo y del tipo celular. Compuesta por el conjunto de genes de manera específica. Se inactivan a lo largo de la diferenciación celular.

EUCROMATINA: Aquella región del genoma con menor compactación que se encuentra en mayor cantidad presentando una tinción más débil. La eucromatina contiene la mayor parte de los genes activos y por ello es la región de mejor entrada de la maquinaria celular a lo que se debe su débil grado de compactación.

Plásmidos: Moléculas circulares de doble cadena independientes del cromosoma bacteriano que se replica autónomamente.

FAMILIA MULTIGÉNICA: Conjunto de genes que guardan una gran identidad y función similar porque proceden de un gen ancestral común. Algunas de estas familias están y permanecen en el genoma agrupados como las globinas. También ocurre con las familias repetidas en tándem: Histonas, RNAr, RNAt, etc.

PSEUDOGEN: Copia de una familia multigénica que ha acumulado tal cantidad de mutaciones que ha perdido la funcionalidad.

LINES: Son elementos nucleares dispersos largos (>500 pb) llegan a medir 7Kb. Se localizan en telómeros y centrómeros. Se pueden mover por el genoma. Esto puede llevar a la desregulación y provocar mutaciones.

SINES: De tamaño más corto que los LINEs. Elementos nucleares dispersos cortos (<300 pb). El más conocido es el elemento Alu, secuencia que más se repite en el genoma humano. No se pueden mover por sí solos, dependen de la proximidad del elemento LINE.

DNA SATÉLITE: Secuencias cortas (5-250 pb) que se repiten en tándem cientos de miles o de millones en el genoma. Estas secuencias carecen de función codificadora y se acumulan en regiones determinadas de los cromosomas del genoma de una especie. Concretamente estas secuencias constituyen la heterocromatina constitutiva que se acumula en los centrómeros y en las regiones subteloméricas, principalmente.

MINISATÉTITES: Secuencias muy cortas (6-50 pb) que se repiten en tándem

REPLICÓN: Todo fragmento (unidad) de ADN bajo el control de un origen de replicación. El cromosoma de E. coli al estar bajo el control de OriC (origen) es un replicón.

CEBADOR: fragmento de ácido nucleico corto y complementario a una región del ADN molde con extremo 3’-OH libre.

CICLINAS: son proteínas que aparecen en distintos momentos del ciclo celular y constituyen un elemento fundamental para la regulación de la replicación del cromosoma eucariótico. Las ciclinas activan a otras proteínas y se unen a ellas asociándose a otra proteína quinasa dependiente de ciclina (forforila)

EPIGENÉTICA: Modificaciones que afectan a la cromatina, modificando la expresión de los genes sin afectar a la información de esta

TRANSCRIPCIÓN: Proceso de síntesis de ARN, producto lineal de todos los genes, mediante la copia de la secuencia nucleotídica de ADN.

UNIDAD DE TRANSCRIPCIÓN es un fragmento de ADN que va a transcribirse, y que contiene además las secuencias necesarias para su transcripción. Las zonas principales de tal unidad son: promotor (secuencia de iniciación del proceso), región a transcribir (dará lugar al ARNm), y el terminador (se ha de transcribir, por lo que formará parte del ARN)

GEN ESTRUCTURAL, el que codifica una cadena polipeptídica. El producto de la transcripción de esos genes es un ARNm que posteriormente se traduce. En procariotas los ARNm no sufren procesamiento y son traducidos directamente.

GEN NO ESTRUCTURAL, aquel cuyo producto final es un ARN. Los tránscritos primarios de los no estructurales pre-ARN (tanto en Procariotas como en Eucariotas) siempre son posteriormente modificados. Las modificaciones consisten en añadir, eliminar o modificar bases

NUSA: Factor auxiliar que se une a la ARN pol durante la elongación. Su función es la de aumentar las pausas de la ARN pol cuando acaba de transcribir un tallo lazo.

ARNM POLICISTRÓNICO (PROCARIOTAS): En procariotas, las unidades de transcripción contienen varios genes, los cuales están íntimamente ligados, codifican para proteínas que participan en una misma ruta metabólica. El ARN resultante se le denomina policistrónico.

OPERÓN: Conjunto de genes con funciones relacionadas que constituyen una unidad de transcripción y que se encuentran coordinadamente regulados. Consta de unos genes estructurales, un promotor y un elemento regulador, llamado operador.

FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN GENERAL: proteínas o conjunto de proteínas que interaccionan con las ARN pol que ayudan a posicionarlas en el inicio de la transcripción. Se designan TFI, TFII o TFIII dependiendo si lo son de la ARN pol I, II o III, respectivamente, seguido de una letra. Por ejemplo TFIIB.

SECUENCIAS INTENSIFICADORAS (ENHANCERS): Secuencias que se pueden localizar en posiciones variables muy alejadas del promotor a los que se unen proteínas activadoras de la transcripción cuya función es aumentar la tasa de transcripción.

SECUENCIAS SILENCIADORAS (SILENCERS): Secuencias de localización variable que pueden estar muy alejadas del promotor a las proteínas que se unan son represoras de la transcripción y, por tanto, tienen efecto de inhibición sobre la tasa de transcripción.

TM: Es la temperatura a la que el 50% de la molécula de ADN se halla en forma de monocadena. Se usan para definir ADN con distinta composición de bases.

Factor de transcripción basal o general: Maquinaria de transcripción básica. Consta de una serie de factores que permiten la transcripción de un gen in vitro, que son la RNApol y los TF. La TFIIH tiene una actividad semejante a una helicasa y estimula la desnaturalización del ADN de promotor.

PROMOTOR NÚCLEO: Lugar de la secuencia de ADN donde se unen las proteínas necesarias para iniciar a transcripción. Está compuesto por una serie de elementos y cajas (caja TATA y caja BRE)

PROMOTOR REGULATIVO O PROXIMAL: Secuencia dentro de la región promotora alejada corriente arriba del inicio del proceso (promotor núcleo), de unos 70-80 nucleótidos, al cual se unen diferentes proteínas de carácter activador

MEDIADOR: Complejo proteico que regula la tasa de inicio de la transcripción y permite la comunicación entre el aparato de transcripción basal y las proteínas activadoras y represoras.

ELEMENTO RESPUESTA: secuencia de ADN normalmente corriente arriba relativamente próxima al promotor a la que se unen factores específicos que aparecen como respuesta a un estímulo. Pueden activar o reprimir la transcripción.

OPERÓN:Conjunto de genes con funciones relacionadas que constituyen una unidad de transcripción y que se encuentran coordinadamente regulados. Un operón consta de un conjunto de genes estructurales, de un promotor y de un elemento regulador (habitualmente llamado operador).

Operón lactosa: conjunto de genes relacionados con la metabolización de la lactosa. Para que este operón funciones requiere la presencia de lactosa en el medio y la ausencia total de glucosa.

SITIO DE UNIÓN AL ADN:Dominio de una proteína reguladora de la transcripción, este enlace permite una determinada conformación proteica, la cual es mediada por un efector

SECUENCIAS AISLADORAS (INSULATORS): Regiones que aíslan a genes de los efectos intensificadores. A esta secuencia se le va a unir una proteína, que haría de pantalla, evitando que un enhancer evite su efecto más allá del aislador.

MUTACIÓN GÉNICA:Cambio heredable en la información genética de célula a célula (mutaciones somáticas) o de organismo a organismo (mutaciones germinales)

MUTACIONES PUNTUALES INVERSAS: Son aquellas que afectan a uno pocos nucleótidos, así como en la reparación en el ADN

• Reversión exacta: tras la mutación se recupera el codón original.
• Reversión equivalente: tras la mutación represora no se recupera e codón original, pero se puede obtener uno nuevo que codifique para el mismo aminoácido o de propiedades similares.

MUTACIÓN INDUCIDA: Causada por la acción de un agente externo.

MUTACIÓN ESPONTÁNEA: Mutaciones originadas de forma natural por errores durante la replicación.

TASA DE MUTACIÓN: Frecuencia, en horas, con la que un alelo “salvaje” cambia a uno mutante. Se expresa como el número de mutaciones por unidad biológica.

FRECUENCIA DE MUTACIÓN: Número de alelos con la mutación en la población.