Expresión génica – transcripción, traducción y regulación
BiologíaGenéticaEdades 17–18
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Inicia sesión para usarColoca factores de transcripción, ARN polimerasa, ribosomas y una enzima que degrada el ARNm sobre un fragmento de ADN con tres genes para obtener ARNm y luego proteína. Tres pantallas: Expresión (arrastra y suelta a lo largo de toda la cadena transcripción → traducción → recoge la proteína de cada gen), ARNm (la concentración y la afinidad de los factores de transcripción positivos y negativos y de la ARN polimerasa determinan la velocidad de producción de ARNm) y Muchas células (la cantidad de proteína fluctúa al azar de una célula a otra en torno al valor esperado). Basado en la simulación "Gene Expression Essentials" de PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); reescrita.
Lección: Expresión génica y su regulación
Qué muestra
Una simulación para la lección sobre los genes y la expresión génica en genética molecular (15–18 años): el alumnado ensambla las moléculas por sí mismo para ver el flujo de información ADN → ARNm → proteína y el papel de la región reguladora.
Cómo usarla
En la pantalla Expresión el ADN contiene tres genes, cada uno con una región reguladora, una región codificante y un terminador. Arrastra un factor de transcripción positivo al sitio correcto de la región reguladora y después arrastra la ARN polimerasa al promotor para transcribir: la hebra de ARNm crece y se separa del ADN. Arrastra un ribosoma al extremo 5' del ARNm para traducirlo; la cadena polipeptídica crece y se pliega en una proteína, y cada gen produce su propio tipo de proteína para dejarla en la caja de proteínas. Un factor de transcripción negativo bloquea la ARN polimerasa, y la enzima que degrada el ARNm lo hace desaparecer. En la pantalla ARNm las moléculas se difunden al azar y se mide la velocidad de producción de ARNm según la concentración y la afinidad de los factores de transcripción y de la ARN polimerasa. La pantalla Muchas células simula hasta 90 células con el mismo gen: la cantidad de proteína varía entre células porque los sucesos moleculares son aleatorios, mientras que la media se acerca al valor esperado que fijan las velocidades de síntesis y degradación del ARNm y de la proteína. Modelo cualitativo: la pantalla Muchas células usa el algoritmo de Gillespie con constantes de velocidad simplificadas, no datos medidos de un gen real.
Parámetros que puedes cambiar
- Pantalla inicial Expresión, ARNm, Muchas células
- Número inicial de células (pantalla Muchas células) 1–90 células
- Trazar la línea del valor esperado en la gráfica de proteína
- Mostrar la pista del siguiente paso (pantalla Expresión)
Preguntas para explorar
- ¿Por qué la ARN polimerasa no puede unirse al promotor cuando no hay un factor de transcripción positivo, o cuando hay un factor de transcripción negativo unido?
- ¿Cuántas proteínas puede producir una molécula de ARNm y qué hace que deje de producirlas?
- ¿Las células con el mismo gen y en las mismas condiciones contienen la misma cantidad de proteína? ¿Cómo cambia la cantidad media de proteína si aumentas la velocidad de degradación de la proteína?
