Figura. Regulación génica y penetrancia

La expresión génica comprende los procesos mediante los cuales la información del ADN contribuye a producir moléculas funcionales. En los genes codificantes de proteínas, la transcripción genera ARN; su procesamiento permite obtener ARN mensajero maduro, que puede exportarse del núcleo. Posteriormente, la traducción produce una cadena de aminoácidos cuyo plegamiento y posibles modificaciones contribuyen a su función. No todas las proteínas se sintetizan necesariamente como formas inactivas que requieren una activación separada. Estos procesos presentan distintos niveles de regulación, pero denominarlos todos epigenéticos resulta impreciso: la regulación génica incluye mecanismos más amplios que los estados epigenéticos estudiados en las células eucariotas (Berger et al., 2009). Artículo.

La epigenética estudia estados de organización y regulación del material genético que pueden mantenerse sin alterar su secuencia. La metilación del ADN y determinadas modificaciones de histonas participan en estos procesos, aunque sus efectos dependen de la posición y el contexto celular. Por ejemplo, no toda metilación implica silenciamiento, ni todas las modificaciones de histonas tienen la misma consecuencia. Los factores de transcripción, los ARN reguladores y el procesamiento alternativo también modifican la expresión, pero su participación no demuestra automáticamente un mecanismo epigenético. El ambiente puede influir en algunos estados reguladores; eso tampoco significa que cualquier cambio adquirido se transmita hereditariamente (Berger et al., 2009). Artículo.

La penetrancia indica qué proporción de individuos con un genotipo definido presenta una manifestación fenotípica concreta. Si algunos la muestran y otros no, hablamos de penetrancia incompleta. Este resultado puede relacionarse con otros genes, condiciones ambientales, edad o variaciones en procesos celulares; no demuestra exclusivamente una causa epigenética. En embriones de Caenorhabditis elegans, investigadores mostraron que fluctuaciones de expresión génica podían superar o no un umbral de activación del desarrollo intestinal. Así, pequeñas diferencias moleculares generaban resultados observables distintos. La penetrancia describe la frecuencia de manifestación, mientras los mecanismos reguladores ayudan a investigar por qué aparece esa variabilidad entre individuos estudiados (Raj et al., 2010). Artículo.

Referencias

Berger, S. L., Kouzarides, T., Shiekhattar, R., & Shilatifard, A. (2009). An operational definition of epigenetics. Genes & Development, 23(7), 781–783. https://doi.org/10.1101/gad.1787609

Raj, A., Rifkin, S. A., Andersen, E., & van Oudenaarden, A. (2010). Variability in gene expression underlies incomplete penetrance. Nature, 463(7283), 913–918. https://doi.org/10.1038/nature08781