La regulación génica es el proceso de activación y desactivación de los genes. En las etapas tempranas del desarrollo, las células comienzan a asumir funciones específicas. La regulación génica se asegura de que los genes apropiados se expresen en los momentos adecuados. La regulación génica también puede ayudar a un organismo a responder a su entorno.
Esta regulación génica se lleva a cabo por una variedad de mecanismos, entre ellos la modificación química de los genes y la activación o desactivación de los mismos mediante su asociación con proteínas reguladoras.
Una de las formas de regulación génica más interesante es la epigenética. Aunque se siguen debatiendo las diferentes formas de regulación epigenética, la teoría mayormente aceptada alrededor del mundo considera tres formas de regulación epigenética, dos basadas en la compactación de la cromatina (forma en la que se presenta el ADN en el núcleo celular), y otra basada en los ARN no-codificantes (Figura 3).
La compactación de la cromatina es un mecanismo fundamental para regular la transcripción génica al hacer que los genes sean inaccesibles a los factores de transcripción y a las ARN polimerasas, y, por ende, que se expresen en mayor o menor medida.
Los dos mecanismos epigenéticos de compactación de la cromatina incluyen la modificación post-traduccional (MPTs) de histonas y la metilación del ADN. Las MPTs de histonas suelen promover la compactación regional de la cromatina, pudiendo revertirse fácilmente, mientras que la metilación del ADN conduce a una represión estable a largo plazo (43).
En cuanto a los ARN no-codificantes (ncRNA), son los que han ganado mayor relevancia en los últimos años debido al papel clave que desarrollan en distintos procesos celulares y sus características intrínsecas, que posibilitan poder obtener información epigenética sin realizar procesos invasivos, ya que se pueden obtener de saliva, orina, sangre, o pelo, por ejemplo.
Explicado de forma simple, los ncRNA son una clase de ARN que no codifican proteínas. En general, los ncRNA regulan la expresión génica a nivel transcripcional, regulando cuáles genes se expresan y cuáles no, y postranscripcional, lo que significa que una vez que ciertos genes se han expresado, los detectan, los degradan y eliminan, provocando el silenciamiento génico (44). Además, juegan un papel fundamental en la formación de heterocromatina, modificación de histonas, metilación del ADN y activación o silenciamiento de genes de manera directa (45).
La amplia gama de especies de ncRNA incluyen small-nuclear RNAs, ARN nucleolar pequeño, microARN (miARN), ARNs que interactúan con Piwi, ARN circular (circRNA) y ncRNA largos (lncRNA). Cada tipo de ncRNA tiene su propia forma de actuación y su papel específico en la regulación genética, además de estar relacionados entre ellos ya que unos regulan a otros, lo cual demuestra la amplia biodiversidad que existe en cuanto a regulación génica se refiere (46).
Referencias
43. Goldberg, A. D., Allis, C. D. & Bernstein, E. Epigenetics: A Landscape Takes Shape. Cell 128, 635–638 (2007).
44. Beltrán-García, J. et al. Epigenetic biomarkers for human sepsis and septic shock: Insights from immunosuppression. Epigenomics 12, 617–646 (2020).
45. Chinen, M. & Tani, T. Diverse functions of nuclear non-coding RNAs in eukaryotic gene expression. Frontiers in Bioscience 17, 1402–1417 (2012).
46. Gibney, E. R. & Nolan, C. M. Epigenetics and gene expression. Heredity (Edinb).105, 4–13 (2010).