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El secreto del inicio del gen: ¿qué hace que los genes tempranos instantáneos se activen rápidamente en las células?
En el mundo de la biología celular, los genes tempranos instantáneos (IEG) son jugadores clave que pueden activarse de manera rápida y temporal bajo varios estímulos celulares.La actividad de los IEG representa un mecanismo regulador instantáneo de las células a los cambios externos, a menudo operando antes de que se sinteten nuevas proteínas.Estos genes juegan un papel indispensable en las respuestas tempranas, y su importancia es como la puerta de entrada a las respuestas genómicas.
Los genes tempranos instantáneos se denominan "la puerta de entrada a la respuesta genómica" y son responsables de regular el crecimiento y la diferenciación celular.
Los IEG incluyen varios genes que se han estudiado ampliamente, como c-fos, c-myc y c-jun, que son similares a los oncogenes de los retrovirus.En comparación con los genes de respuesta en etapa tardía, los IEG se caracterizan por su capacidad para expresarse más rápido bajo estimulación celular, generalmente alcanzando su punto máximo en 30 minutos, mientras que los genes de respuesta en etapa tardía tardan de 2 a 4 horas en activarse.
Mecanismo de regulación de IEGS
La expresión de IEGS está impulsada por señales internas y externas, lo que significa que pueden reaccionar rápidamente sin la necesidad de sintetizar nuevos factores de transcripción.Además, la secuencia génica de IEG suele ser corta y contiene sitios de unión de factor de transcripción específicos, lo que hace que el inicio de la transcripción sea redundante.
El proceso de traducción de los IEG no se ve afectado por los inhibidores de la síntesis de proteínas, que muestra su mecanismo operativo único.
El papel de los IEG en neurobiología
El estudio muestra que los genes tempranos instantáneos juegan un papel importante en la actividad neuronal, la formación de memoria, las enfermedades neuropsiquiátricas y las actividades conductuales.Los IEG están involucrados en la alteración de la función sináptica y promueven estos cambios activando rápidamente la expresión de factores de crecimiento o proteínas celulares.Estas actividades se consideran formas de almacenar la memoria y están estrechamente relacionadas con los conceptos de "trazas de memoria" o "representaciones de memoria".
Mecanismo de formación de memoria
Se ha demostrado queIEG como ZNF268 y ARC están asociados con el aprendizaje y la memoria, así como los efectos de mejora a largo plazo (LTP).Varios tipos de estímulos nerviosos, incluidos los espasmos conductuales e inducidos por fármacos, pueden inducir la expresión del IEG.Esto hace que IEG sea un marcador para comprender la combinación de neuronas asociadas con cierta formación de memoria, como las asociadas con el miedo, a menudo asociado con el desarrollo de enfermedades mentales.
Los neones que expresan arco en el hipocampo exhiben diferentes fenotipos y diferencias de comportamiento en la cara de la estimulación, que muestra una expansión significativa de los circuitos neuronales.
enfermedades mentales e IEG
Los primeros genes instantáneos también se han utilizado como marcadores en modelos animales, especialmente los estudios relacionados con la depresión y otros trastornos neuropsiquiátricos.En los ratones afectados, los niveles de arco se alteraron, lo que afectó la actividad sináptica, mientras que EGR1 estuvo involucrado en el proceso de codificación de la memoria.Además, los pacientes con esquizofrenia mostraron una baja expresión de EGR3, que interactuó con los factores de transcripción asociados con NMDAR.
Aplicaciones terapéuticas potenciales
citomegalovirus humano (HCMV) es un virus omnipresente del herpes beta que generalmente es latente en individuos sanos, pero tiene graves consecuencias para las personas con sistemas inmunes alterados.Los estudios sobre IEG muestran que estos genes juegan un papel importante en la regulación de la latencia y la patología del HCMV.Los investigadores están trabajando en el desarrollo de estrategias terapéuticas para los genes IE, utilizando interferencias de ARN, métodos de orientación de genes y tecnología CRISPR para resolver el problema de HCMV.
También se han estudiado inhibidores químicos de molécula pequeña para factores epigenéticos y proteínas de señalización para la expresión del gen diE IE.
La rápida expresión de genes tempranos instantáneos está estrechamente relacionada con la respuesta al estrés celular y las múltiples funciones del sistema nervioso, lo que hace que las personas piensen: ¿cómo afectará la investigación futura nuestra comprensión de la memoria y las enfermedades psicológicas?
