La impresión génica es un fenómeno fascinante donde la expresión de un gen depende de si se hereda de la madre o del padre. La base química de este proceso único implica varios factores clave:
1. Metilación del ADN:
* La modificación química más significativa: La metilación del ADN implica la adición de un grupo metilo (CH3) a una base de citosina en el ADN. Este patrón de metilación se establece durante la gametogénesis (formación de espermatozoides y huevos) y puede ser heredado.
* genes de silenciamiento: La metilación en ubicaciones específicas en la secuencia de ADN puede silenciar la expresión génica al evitar que los factores de transcripción se unan a la región promotora.
* regiones metiladas diferencialmente (DMRS): Los genes impresos generalmente tienen DMR que se metilan diferencialmente en los espermatozoides y el huevo. Estos DMR actúan como "regiones de control de impresión" y regulan la expresión de genes vecinos.
2. Modificaciones de histonas:
* Estructura de cromatina: Las histonas son proteínas que empaquetan el ADN en cromatina. Las modificaciones de histonas, como la acetilación y la metilación, alteran la accesibilidad del ADN a los factores de transcripción.
* Control de impresión: Las modificaciones de histonas específicas pueden asociarse con el silenciamiento o la activación de genes impresos. Por ejemplo, H3K27me3 (trimetilación de lisina 27 en la histona H3) a menudo se asocia con la represión génica, mientras que H3K4me3 (trimetilación de lisina 4 en la histona H3) está vinculada a la activación del gen.
3. ARN no codificantes (NCRNA):
* Regulación de la impresión: Ciertos NCRNA, particularmente largos ARN no codificantes (LNCRNA), juegan papeles cruciales en la impresión. Pueden actuar como andamios para reclutar proteínas que modifican la estructura de la cromatina y regulan la expresión génica.
* Ejemplos:
* xist: Un lncRNA responsable de la inactivación del cromosoma X en las mujeres.
* Airn: Un lncRNA involucrado en silenciar el gen IGF2R impreso.
4. Tiempo de replicación de ADN:
* Replicación diferencial: Los genes impresos a menudo se replican en diferentes momentos durante la fase S del ciclo celular, dependiendo de su origen parental.
* Regulación de la expresión: La replicación temprana puede estar vinculada a la activación del gen, mientras que la replicación tardía podría estar asociada con el silenciamiento génico.
5. Factores genéticos:
* Regiones de control de impresión (ICRS): Estas son secuencias de ADN específicas que regulan la impresión mediando los patrones de metilación y modificación de histonas.
* Centros de impresión (ICS): Grandes regiones que contienen múltiples ICR que controlan el estado de impresión de varios genes.
En general, la base química de la impresión génica es una interacción compleja de múltiples factores. La acción coordinada de la metilación del ADN, las modificaciones de histonas, los ARN no codificantes y los elementos genéticos aseguran la expresión correcta de genes impresos basados en su origen parental.
nota: Esta es una explicación simplificada de la base química de la impresión génica. Hay muchos otros factores y mecanismos involucrados en este intrincado proceso, y la investigación en curso continúa revelando nuevas ideas.
