Introducción:
El silenciamiento epigenético desempeña un papel fundamental en la regulación de la expresión genética durante el desarrollo, la diferenciación celular y los estados patológicos. Un mecanismo crucial mediante el cual se logra el silenciamiento epigenético es la transcripción. La transcripción, el proceso de sintetizar ARN a partir de una plantilla de ADN, puede generar modificaciones epigenéticas que conducen a la represión de la actividad genética. En este artículo, exploraremos cómo la transcripción contribuye al silenciamiento epigenético y discutiremos los mecanismos moleculares subyacentes.
Posicionamiento de nucleosomas y modificaciones de histonas:
La transcripción puede influir en el silenciamiento epigenético modulando el posicionamiento de los nucleosomas e induciendo modificaciones específicas de las histonas. Los nucleosomas son complejos proteicos que empaquetan el ADN en cromatina, la estructura altamente organizada dentro del núcleo celular. La posición y la densidad de los nucleosomas pueden afectar la accesibilidad del ADN a los factores de transcripción y la ARN polimerasa, regulando así la expresión genética.
Los activadores y represores transcripcionales pueden reclutar complejos de remodelación de la cromatina que alteran la posición de los nucleosomas y facilitan el reclutamiento de modificadores de histonas. Estos modificadores agregan, eliminan o modifican las marcas de histonas, como la metilación, la acetilación y la fosforilación. Estas histonas modificadas pueden crear un ambiente de cromatina represivo que inhibe el inicio y el alargamiento de la transcripción, lo que resulta en el silenciamiento de genes.
Metilación del ADN y ARN no codificantes:
La transcripción también participa en la metilación del ADN, un mecanismo epigenético bien conocido. La metilación de nucleótidos de citosina dentro de las islas CpG puede provocar el silenciamiento de genes. La enzima ADN metiltransferasa (DNMT) es reclutada en secuencias de ADN específicas mediante factores de transcripción o moléculas de ARN. La metilación del ADN acoplada a la transcripción ocurre cuando la DNMT se recluta cotranscripcionalmente, lo que lleva al establecimiento y mantenimiento de patrones de metilación del ADN.
Además, los ARN no codificantes, como los ARN largos no codificantes (lncRNA), se han implicado en el silenciamiento epigenético mediado por la transcripción. Los LncRNA pueden interactuar con el ADN, las proteínas y los modificadores de la cromatina para influir en la expresión genética. Algunos lncRNA pueden guiar a los DNMT a loci genómicos específicos, promoviendo la metilación del ADN y la represión genética.
Interferencia de ARN y formación de heterocromatina:
La interferencia de ARN (ARNi) es un mecanismo celular que regula la expresión génica mediante la acción de pequeños ARN de interferencia (ARNip) y microARN (miARN). Las moléculas de ARNip y miARN pueden apuntar a ARNm específicos, lo que lleva a su degradación o inhibición de la traducción.
La transcripción de secuencias repetidas puede generar moléculas de ARN bicatenario que se procesan en ARNip. Estos ARNip pueden luego apuntar a las regiones repetidas correspondientes, induciendo la formación de heterocromatina. La heterocromatina es un estado de cromatina altamente condensado y reprimido transcripcionalmente caracterizado por modificaciones específicas de histonas y la presencia de proteínas heterocromáticas. La formación de heterocromatina mediada por ARNi contribuye al silenciamiento de elementos transponibles y secuencias repetitivas de ADN en el genoma.
Conclusión:
La transcripción juega un papel fundamental en la entrega del silenciamiento epigenético a través de varios mecanismos. Puede influir en el posicionamiento de los nucleosomas, inducir modificaciones de histonas, reclutar ADN metiltransferasas y generar ARN no codificantes. Estos mecanismos conducen al establecimiento y mantenimiento de estados represivos de la cromatina que previenen la expresión genética. Comprender la interacción molecular entre la transcripción y el silenciamiento epigenético proporciona información valiosa sobre los procesos celulares y los estados patológicos, ofreciendo posibles vías terapéuticas para los trastornos caracterizados por la expresión genética aberrante.
