DETECCION Y MODELADO DE GENES

1   INTRODUCCION

• Los procesos de detección y modelado de genes son aquellos mediante los que se identifican, en el ADN,  regiones codificantes y elementos reguladores asociados,, con los objetivos de deducir la organización o estructura de los genes y predecir la secuencia de los productos génicos correspondientes, sean ARNs o proteínas,  y los mecanismos controladores de su expresión.
 

• A menudo estan organizados en operones.
 
• Transcripción y traducción coordinadas, en el mismo compartimento celular.
 

• Elementos típicos:

 
1) región reguladora:
• promotor (cajas -10 y, no siempre, -35; diferentes secuencias consenso, reconocidas por diferentes factores sigma).
• sitios de unión de proteinas reguladoras.
2) sitio de inicio de transcripción.
3) 5'UTR, que incluye normalmente el sitio de unión al ribosoma (RBS).
4) start codon.
5) región codificante.
6) stop codon.
7) 3'UTR.
8) terminador de transcripción:
• dependiente de rho.
• independiente de rho.

• Monogénicos.
• Transcripción y traducción independientes, en el nucleo y en el citoplasma, respectivamente.

 

• Elementos típicos:

 
1) región reguladora (figura):
• promotor basal (caja TATA).
• sitios de unión de proteinas reguladoras (upstream promoter).
• Enhancers
• Silencers
2) sitio de inicio de transcripción.
3) 5'UTR.
4) start codon.
5) intrones y exones alternados, con sitios de procesamiento aceptores y donadores (figura).
6) stop codon.
7) 3'UTR.
8) señal de poli-adenilación.

Varios factores hacen que las estrategias para identificar y modelar genes procariotas y eucariotas tengan que ser diferentes:

• La organización de los genes es más compleja en los organismos eucariotas, fundamentalmente por la presencia de intrones. Algunos genes tienen mas de 50 intrones.
• El procesamiento de los ARN primarios puede ocurrir de varias maneras alternativas (alternative splicing, figura).
• La proporción de secuencias codificantes frente a secuencias no codificantes es muy diferente; sólo un 1.5% del material genético en humanos y otros eucariotas superiores, frente a un 85% en bacterias, en las que las secuencias codificantes solapan a menudo.
• Los genomas eucariotas son ricos en secuencias repetidas, que dificultan el análisis.
• El número de genomas eucariotas secuenciados es mucho menor que el de procariotas, lo que impone ciertos límites técnicos a la hora de aplicar métodos de predicción tanto Intrínsecos como Extrínsecos.

Lewin, B. Genes VII, Oxford Univ. Press, 2000.

Kimball's biology pages.

WWW Virtual library of Cell Biology.

Ambion Resources on RNA.