Hispanopedia WikiEn genética y biología celular, la represión es un mecanismo que se utiliza frecuentemente para disminuir o inhibir la expresión de un gen. La eliminación de la represión se denomina desrepresión . Este mecanismo puede ocurrir en diferentes etapas de la expresión génica, resultando siempre en un aumento de la cantidad total de ARN o proteínas producidas. La desregulación de los mecanismos de desrepresión puede provocar alteraciones en los patrones de expresión génica, lo que puede tener consecuencias fenotípicas negativas, como enfermedades.
Desrepresión de la transcripción
La transcripción puede reprimirse de diversas maneras y, por lo tanto, también puede desreprimirse de diferentes formas. Un mecanismo común es la regulación alostérica , en la que un sustrato se une a una proteína represora y provoca un cambio conformacional en ella . Si el represor se une corriente arriba de un gen, por ejemplo, en una secuencia operadora, reprimiría la expresión del gen. Este cambio conformacional le quitaría al represor la capacidad de unirse al ADN, eliminando así su efecto represor sobre la transcripción. [ 1 ]
Otra forma de desrepresión transcripcional utiliza complejos de remodelación de la cromatina . Para que se produzca la transcripción, la ARN polimerasa necesita tener acceso a la secuencia promotora del gen; de lo contrario, no puede unirse al ADN. A veces, estas secuencias están envueltas alrededor de nucleosomas o se encuentran en regiones de heterocromatina condensada , por lo que resultan inaccesibles. Mediante diferentes mecanismos de remodelación de la cromatina, estas secuencias promotoras pueden volverse accesibles a la ARN polimerasa, y la transcripción se desreprime. [ 2 ]
La desrepresión transcripcional también puede ocurrir a nivel de la activación del factor de transcripción . Ciertas familias de factores de transcripción no son funcionales por sí mismas porque sus dominios activos están bloqueados por otra parte de la proteína. [ 3 ] La unión del sustrato a este segundo dominio regulador provoca un cambio conformacional en la proteína que permite el acceso al dominio activo. [ 3 ] Esto permite que el factor de transcripción se una al ADN y cumpla su función, desreprimiendo así el factor de transcripción.
Desrepresión de la traducción
La desrepresión de la traducción aumenta la producción de proteínas sin alterar los niveles de ARNm en la célula. Los microARN (miRNA) son un mecanismo común de represión de la traducción, ya que se unen al ARNm mediante el apareamiento de bases complementarias para silenciarlo. [ 4 ] Se ha demostrado que ciertas proteínas de unión al ARN se dirigen a regiones no traducidas de los ARNm y regulan positivamente las tasas de iniciación de la traducción al mitigar los efectos represores de los miRNA. [ 5 ]
Ejemplo de desrepresión
Señalización de auxina
Un ejemplo es la desrepresión mediada por auxina de la familia de factores de transcripción de respuesta a la auxina en plantas. Estos factores de respuesta a la auxina son reprimidos por represores Aux/IAA. En presencia de auxina, estas proteínas Aux/AII sufren ubiquitinación y posteriormente se degradan. [ 6 ] [ 7 ] Esto desreprime los factores de respuesta a la auxina, permitiéndoles así llevar a cabo sus funciones en la célula.
La desrepresión alterada provoca enfermedades.
La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que implica una pérdida progresiva de la memoria y otros deterioros en la función cerebral. Una causa común de la enfermedad de Alzheimer familiar es una mutación en el gen PSEN1 . [ 8 ] Este gen codifica una proteína que escinde ciertos péptidos intracelulares que, una vez libres en el citoplasma , promueven la CBP.degradación. Las mutaciones en PSEN1 disminuyen su producción o capacidad para escindir proteínas. Esto desreprime las proteínas CBP y les permite realizar su función de regular positivamente la transcripción de sus genes diana. [ 8 ]
El síndrome de Rett es un trastorno del neurodesarrollo que implica deterioro del lenguaje aprendido y de las habilidades motoras, autismo y convulsiones que comienzan en la infancia. Muchos casos de síndrome de Rett están asociados con mutaciones en MECP2 , un gen que codifica un represor transcripcional. [ 8 ] Las mutaciones en este gen disminuyen los niveles de unión de MeCP2 a diferentes secuencias promotoras, lo que resulta en su desrepresión general. El aumento de la expresión de estos genes regulados por MeCP2 en las neuronas contribuye al fenotipo del síndrome de Rett. [ 8 ] [ 9 ]
Este síndrome se asocia con una mayor susceptibilidad a tumores y anomalías del crecimiento en niños. Una causa común de este síndrome es una mutación en una región de control de impronta cercana al gen Igf2 . [ 9 ] Esta región de control de impronta normalmente está unida a un aislador en el alelo materno , que reprime la acción de un potenciador sobre el gen Igf2 . Este aislador está ausente en el alelo paterno y le permite el acceso al gen. Las mutaciones en esta región de control de impronta inhiben la unión del aislador, lo que desreprime la actividad del potenciador sobre el gen Igf2 materno. Esta desrepresión anormal y el aumento de la expresión génica pueden dar lugar al síndrome de Beckwith-Wiedemann. [ 9 ]
Referencias
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