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14.10:

La regulación epigenética

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Epigenetic Regulation

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– [Narrador] La regulación epigenética se refiere a cambios en la expresión génica que pueden ser heredados sin cambios en la secuencia genética. Esto ocurre durante el curso normal del desarrollo y también puede ser causado por factores ambientales, como la dieta, la exposición a sustancias tóxicas y el estrés. La regulación epigenética se produce a través de tres mecanismos principales: Metilación del ADN, modificación de la histona y procesos basados en el ARN. En la metilación del ADN, los grupos metilo, CH3, se añaden a bases específicas. Esto altera la capacidad de las proteínas reguladoras, como los factores de transcripción, para unirse al ADN. Por lo general, impide que se transcriba el gen. La modificación de la histona implica añadir grupos químicos, como los grupos metilo o acetilo, a las proteínas de la histona que el ADN envuelve para formar la cromatina. Estas modificaciones afectan la forma en que se pliega la cromatina. Ya sea abriéndolo, haciéndolo más fácil de transcribir, o condensándolo, inhibiendo la transcripción. Varios tipos de ARN también pueden tener efectos epigenéticos, incluyendo micro-RNAs y pequeños ARNs de interferencia, que pueden alterar la estructura de la cromatina. Y ARN mensajero, que puede ser metilado, alterando la traducción genética. Cualquiera que sea el mecanismo, estas modificaciones se transmiten a las células hijas, y a veces incluso se transmiten a través de generaciones de individuos, creando cambios fenotípicos a largo plazo sin cambios en el genoma.

14.10:

La regulación epigenética

Los mecanismos epigenéticos desempeñan un papel esencial en el desarrollo saludable. Por el contrario, los mecanismos epigenéticos regulados con precisión se interrumpen en enfermedades como el cáncer.

En la mayoría de los mamíferos, las hembras tienen dos cromosomas X (XX), mientras que los machos tienen un cromosoma X y un cromosoma Y (XY). El cromosoma X contiene significativamente más genes que el cromosoma Y. Por lo tanto, para evitar un exceso de expresión génica ligada al cromosoma X en las hembras, uno de los dos cromosomas X se silencia aleatoriamente durante el desarrollo temprano. Este proceso, llamado inactivación del cromosoma X, está regulado por la metilación del ADN. Los científicos han encontrado una mayor metilación del ADN en los sitios promotores de genes en el cromosoma X inactivo que su contraparte activa. La metilación del ADN impide que la maquinaria de transcripción se adhiera a la región promotora, inhibiendo así la transcripción genética.

La metilación anormal del ADN juega un papel importante en el cáncer. La región promotora de la mayoría de los genes contiene tramos de citosina y nucleótidos de guanina unidos por un grupo fosfato. Estas regiones se llaman islas CPG. En las células sanas, las islas CpG no se metilan. Sin embargo, en las células cancerosas, las islas CpG en las regiones promotoras de genes supresores de tumores o reguladores del ciclo celular están excesivamente metiladas. La metilación desactiva la expresión de estos genes, permitiendo que las células cancerosas se dividan rápidamente e incontrolablemente.

Suggested Reading

Weinhold, Bob. “Epigenetics: The Science of Change.” Environmental Health Perspectives 114, no. 3 (March 2006): A160–67. [Source]

Gudsnuk, Kathryn, and Frances A. Champagne. “Epigenetic Influence of Stress and the Social Environment.” ILAR Journal 53, no. 3–4 (December 2012): 279–88. [Source]

Simmons, Danielle “Epigenetic influence and disease.” Nature Education 1 no. 1 (2008):6  [Source]

Lim, Derek H. K., and Eamonn R. Maher. “DNA Methylation: A Form of Epigenetic Control of Gene Expression.” The Obstetrician & Gynaecologist 12, no. 1 (2010): 37–42. [Source]