Q12.5. Regulación de la expresión génica y tecnología de DNA recombinante
La expresión génica se regula en muchos niveles. La tecnología de DNA recombinante aprovecha enzimas, vectores y complementariedad para estudiar y modificar información genética.
Objetivos de aprendizaje
- Comparar regulación procariota y eucariota.
- Reconocer promotores, enhancers y factores de transcripción.
- Explicar clonación, PCR y secuenciación a nivel conceptual.
- Relacionar CRISPR y edición génica con reparación del DNA.
Mapa del capítulo
Regulación procariota
En bacterias, operones coordinan genes relacionados. El operón lac responde a lactosa y glucosa mediante represor y CAP-cAMP. Esta lógica permite economía: expresar enzimas solo cuando el sustrato está disponible y la fuente preferida escasea. La regulación suele estar muy cerca del promotor.
Regulación eucariota
En eucariotas, cromatina, metilación de DNA, modificaciones de histonas, enhancers, silencers, splicing, estabilidad de mRNA y traducción contribuyen. Los factores de transcripción actúan combinatoriamente. La accesibilidad de la cromatina es central: un gen puede tener promotor intacto y aun así estar silenciado.
Herramientas recombinantes
Las enzimas de restricción cortan secuencias específicas; ligasas unen fragmentos; vectores llevan DNA a células. PCR amplifica regiones usando cebadores y polimerasa termoestable. La secuenciación determina orden de nucleótidos; bibliotecas y sondas permiten identificar genes o variantes.
Edición y aplicaciones
CRISPR-Cas usa una guía de RNA para dirigir corte a una secuencia. La reparación por unión de extremos puede inactivar genes; la reparación dirigida por molde puede introducir cambios definidos. Las aplicaciones exigen controles, análisis fuera de objetivo, ética y comprensión del contexto biológico.
Ejemplo trabajado de lectura bioquímica
Para amplificar un gen por PCR, los cebadores deben flanquear la región en hebras opuestas y orientar síntesis hacia adentro; su diseño decide especificidad.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Pensar que regular es solo prender/apagar transcripción | También hay procesamiento, traducción y degradación. |
| Confundir PCR con clonación | PCR amplifica; clonación mantiene fragmentos en vectores/células. |
| Ver CRISPR como edición automática perfecta | Depende de reparación celular y puede tener efectos fuera de objetivo. |
Autoevaluación
- Explica el operón lac.
- Distingue enhancer y promotor.
- ¿Qué elementos requiere una PCR?