--- title: "ARN no codificantes y regulación postranscripcional" book: "Biología universitaria — tercer año" subject: biology language: es chapter: 2 exercises: 12 source: https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/2-arn-no-codificantes-y-regulacion-postranscripcional --- # Capítulo 2 — ARN no codificantes y regulación postranscripcional En 1990 dos biólogos vegetales intentaron dar a unas petunias un morado más intenso añadiéndoles copias del gen de la enzima del pigmento. Casi la mitad de las plantas transgénicas salieron blancas, o moradas con sectores blancos: el gen añadido había apagado también la copia propia de la planta, además de a sí mismo. Ocho años después, dos genetistas de gusanos que inyectaban ARN en *Caenorhabditis elegans* descubrieron que un ARN de doble hebra que correspondía a un gen muscular silenciaba ese gen, en el gusano inyectado y en su descendencia, con mucha más potencia que cualquiera de las dos hebras por separado. Los dos enigmas tenían una sola respuesta: las células poseen una maquinaria que usa ARN cortos para encontrar y silenciar ARN de secuencia correspondiente. Esa maquinaria, y el mundo más amplio de la regulación que le ocurre a un ARN mensajero después de transcrito — cómo se corta y empalma, adónde se envía, cuánto vive, si se traduce — son el asunto de este capítulo. El volumen de primer año trataba el gen como una unidad que se enciende o se apaga en su promotor; aquí el objeto del control es el propio transcrito. ## 2.1 El censo de ARN de una célula **Definición 2.1 (ARN no codificante).** Un *ARN no codificante* (ncARN) es un transcrito que funciona como ARN y no como molde de una proteína. Además de los ARN ribosómicos y de transferencia de la traducción y de los *ARN nucleares pequeños* (snARN) del espliceosoma, una célula eucariota contiene: *microARN* (miARN), de $21\text{ a }23$ nucleótidos, cortados de horquillas presentes en los propios transcritos de la célula y que guían la represión de mensajeros parcialmente complementarios; *ARN pequeños de interferencia* (ARNip), de la misma longitud, cortados de ARN largos de doble hebra y que guían el corte de dianas perfectamente complementarias; *ARN que interaccionan con Piwi* (ARNpi), de $26\text{ a }31$ nucleótidos, activos en la línea germinal contra los transposones; ARN nucleolares pequeños que guían la modificación del ARNr; y *ARN largos no codificantes* (lncARN), transcritos de más de $200\,\mathrm{nt}$ sin marco de lectura abierto de importancia, de los cuales *[Xist](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-x-inactivation)*, del [Capítulo 1](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#ch-b3-chromatin-epigenetics), es el mejor conocido. Los exones codificantes de proteína son alrededor del $1.5\,\%$ del genoma humano; buena parte del resto se transcribe en algún momento en alguna célula, pero cuánta de esa transcripción es funcional es una cuestión abierta. **Observación 2.2 (Abundancia no es función).** Un transcrito puede detectarse porque la polimerasa tiene fugas, no porque el ARN haga algo; la mayoría de los lncARN están presentes a menos de una copia por célula, están poco conservados y son prescindibles cuando se suprimen. La prueba de función es genética: un fenotipo cuando se quita el ARN y no solo su ADN. *[Xist](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-x-inactivation)*, los miARN y los [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) la superan con holgura; de las decenas de miles de lncARN anotados, unos pocos centenares lo han hecho hasta ahora. ## 2.2 La interferencia por ARN y los microARN **Definición 2.3 (Interferencia por ARN).** La *interferencia por ARN* (ARNi) es el silenciamiento específico de secuencia de un gen por un ARN pequeño derivado de un ARN de doble hebra. La enzima *Dicer*, una ARNasa III, corta el ARN largo de doble hebra en dúplex de $21\text{ a }23$ nucleótidos con extremos 3$'$ salientes de dos nucleótidos; una hebra de cada dúplex, la guía, se carga en una proteína *Argonauta* para formar el *complejo silenciador inducido por ARN* (RISC). La guía se aparea con un ARN diana complementario, y el dominio endonucleasa de Argonauta corta la diana frente a los nucleótidos 10 y 11 de la guía; el ARN cortado se degrada después y el RISC queda libre para buscar otro. En plantas, gusanos y hongos una ARN-polimerasa dependiente de ARN copia la diana en nuevo ARN de doble hebra, con lo que la señal se amplifica y se propaga; los mamíferos carecen de este paso. **Evidencia.** Napoli, Lemieux y Jorgensen (1990) introdujeron en la petunia un gen adicional de la chalcona-sintasa para intensificar el color de la flor; el $42\,\%$ de los transformantes salieron blancos o variegados, con el transgén y el gen endógeno silenciados los dos — la “cosupresión”. Guo y Kemphues (1995) encontraron que un ARN antisentido contra un gen de *C. elegans* lo silenciaba, pero también lo hacía el control con sentido. Fire, Mello y colaboradores (1998) resolvieron la paradoja: sus preparaciones de hebras sencillas estaban contaminadas con hebras dobles, y el ARN de doble hebra purificado de *unc-22* inyectado en un gusano dio el fenotipo de espasmos de *unc-22* a concentraciones de unas pocas moléculas por célula, mientras que el ARN con sentido o antisentido puro no dio casi nada; el silenciamiento pasaba a tejidos lejanos del punto de inyección y a la descendencia. Hamilton y Baulcombe (1999) detectaron los ARN de $25\,\mathrm{nt}$ en plantas silenciadas, y Zamore y colaboradores (2000) mostraron en un extracto de mosca que el ARN de doble hebra se corta en ellos y que la diana se corta a intervalos de $21\,\mathrm{nt}$. ∎ ![Izquierda: petunias que llevan un gen adicional del pigmento, con los sectores blancos de la cosupresión. Derecha: el nematodo Caenorhabditis elegans, de alrededor de un milímetro y transparente, en el que un ARN de doble hebra inyectado silenció el gen correspondiente en todo el animal y en su descendencia.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/img-bfed7e5dd10c.jpg) ![Izquierda: petunias que llevan un gen adicional del pigmento, con los sectores blancos de la cosupresión. Derecha: el nematodo Caenorhabditis elegans, de alrededor de un milímetro y transparente, en el que un ARN de doble hebra inyectado silenció el gen correspondiente en todo el animal y en su descendencia.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/img-4f3c5b185165.jpg) *Izquierda: petunias que llevan un gen adicional del pigmento, con los sectores blancos de la cosupresión. Derecha: el nematodo *Caenorhabditis elegans*, de alrededor de un milímetro y transparente, en el que un ARN de doble hebra inyectado silenció el gen correspondiente en todo el animal y en su descendencia.* **Definición 2.4 (MicroARN).** Un *[microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna)* está codificado en el genoma — en un gen propio o en un intrón de un gen codificante de proteína — y lo transcribe la ARN-polimerasa II como un transcrito primario largo (pri-miARN) que contiene una horquilla de unos $70\,\mathrm{nt}$. En el núcleo la ARNasa III *Drosha*, con su pareja DGCR8, recorta la horquilla (el pre-miARN); la exportina-5 la lleva al citoplasma, donde [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) retira el bucle y deja un dúplex de $22\,\mathrm{nt}$. Una hebra se carga en [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai). El miARN maduro reconoce sus dianas sobre todo por su *semilla*, los nucleótidos 2 a 8, que se aparea con sitios situados casi siempre en la región 3$'$ no traducida de un mensajero; el resto del miARN se aparea de forma imperfecta, de modo que la diana no se corta sino que se reprime: el [RISC](#def-b3-rna-regulation-rnai) recluta proteínas que acortan la cola de poli(A), quitan la caperuza e inhiben la traducción, y el mensajero se degrada más deprisa. Como una semilla tiene solo siete nucleótidos, un miARN tiene centenares de dianas, y más de la mitad de los genes humanos codificantes de proteína llevan sitios conservados para al menos uno de los varios centenares de miARN humanos identificados con seguridad. **Evidencia.** *lin-4*, un gen que el gusano necesita para pasar de su primer estadio larvario al segundo, resultó, según Lee, Feinbaum y Ambros (1993), codificar no una proteína sino un ARN de $22\,\mathrm{nt}$, complementario de siete sitios de la región 3$'$ no traducida del mensajero de *lin-14*, el gen que se sabía que reprimía. Cuando la larva entra en el segundo estadio, la proteína LIN-14 desaparece mientras su ARNm permanece: la represión es postranscripcional. Reinhart y colaboradores (2000) hallaron un segundo ARN de esta clase, *let-7*, que controla las transiciones larvarias posteriores; Pasquinelli (2000) encontró *let-7* en moscas y en humanos, con la misma secuencia, lo que convirtió una curiosidad de gusano en un mecanismo general. ∎ ![Biogénesis de un microARN. Drosha recorta la horquilla del transcrito primario en el núcleo, se exporta, Dicer la recorta hasta un dúplex de 22\, nt y una hebra se carga en Argonauta. La semilla se aparea con un sitio de la región 3' no traducida de un mensajero, y el mensajero se desadenila, se degrada y se traduce menos.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/fig-b0c83c2ef10d.svg) *Biogénesis de un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna). [Drosha](#def-b3-rna-regulation-mirna) recorta la horquilla del transcrito primario en el núcleo, se exporta, [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) la recorta hasta un dúplex de $22\,\mathrm{nt}$ y una hebra se carga en [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai). La semilla se aparea con un sitio de la región 3$'$ no traducida de un mensajero, y el mensajero se desadenila, se degrada y se traduce menos.* **Teorema 2.5 (Lo que un microARN hace al nivel y a la velocidad de un mensajero).** Un mensajero se sintetiza a velocidad constante $k$ y se degrada con velocidad de primer orden $\gamma$; un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) presente a nivel $R$ añade un término de degradación $\gamma' R\, m$. El nivel de ARNm $m(t)$ obedece entonces $$ \frac{\mathrm{d}m}{\mathrm{d}t} = k - (\gamma + \gamma' R)\, m, \qquad m^{*} = \frac{k}{\gamma + \gamma' R}, \qquad m(t) = m^{*} + (m_{0} - m^{*})\,e^{-(\gamma + \gamma' R)t}. $$ El [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) rebaja el estado estacionario por el factor $1 + \gamma' R/ \gamma$ y acorta por ese mismo factor la constante de tiempo de todo cambio de $m$, de $1/\gamma$ a $1/(\gamma + \gamma' R)$. Un gen regulado por [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) es por tanto a la vez más silencioso y más rápido: alcanza antes un nuevo estado estacionario después de que cambie su promotor, y las fluctuaciones de su transcripción quedan amortiguadas. **Demostración.** La ecuación es lineal de coeficientes constantes; su punto fijo es $m^{*}$, donde se anula el miembro derecho, y escribiendo $u = m - m^{*}$ resulta $\mathrm{d}u/\mathrm{d}t = -(\gamma + \gamma' R)\,u$, de donde la exponencial. El semitiempo de la aproximación es $\ln 2/(\gamma + \gamma' R)$, y $\gamma = \ln 2 / t_{1/2}$, donde $t_{1/2}$ es la semivida natural del mensajero. ∎ **Ejemplo 2.6 (Una represión de cuatro veces).** Un mensajero con una semivida natural de $30\,\mathrm{min}$ ($\gamma = 0.023\,\mathrm{min}^{-1}$), transcrito a $k = 2$ moléculas por minuto, se sitúa en $m^{*} = 2/0.023 \approx 87$ copias por célula y tarda $30\,\mathrm{min}$ en recorrer la mitad del camino hasta un nivel nuevo después de que cambie su promotor. Un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) que triplique su velocidad de degradación ($\gamma' R = 3\gamma$) lo lleva a $22$ copias y reduce el semitiempo a $7.5\,\mathrm{min}$. Los mismos números, leídos al revés, explican por qué las supresiones de miARN suelen tener fenotipos leves: un cambio de cuatro veces en un mensajero que a su vez está amortiguado aguas abajo puede dejar al organismo casi normal, y el efecto se manifiesta bajo estrés o en la temporización. ![Ascenso de un mensajero tras encenderse su promotor, con los números del . El microARN baja la meseta cuatro veces y la alcanza cuatro veces antes.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/fig-91f3cad1d8a0.svg) *Ascenso de un mensajero tras encenderse su promotor, con los números del [Ejemplo 2.6](#ex-b3-rna-regulation-fourfold). El [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) baja la meseta cuatro veces y la alcanza cuatro veces antes.* **Método 2.7 (Silenciar un gen con ARNi).** Para silenciar un gen sin tocar su ADN: (1) elíjase una secuencia de $21\,\mathrm{nt}$ propia de su mensajero, evitando coincidencias de semilla con otros genes; (2) entréguese como un dúplex de [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) sintético (transitorio, unos pocos días) o como un ARN en horquilla corta (ARNhc) expresado desde un vector, que [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) procesa de continuo; en los gusanos, aliméntense los animales con bacterias que expresan el ARN de doble hebra; (3) mídase el mensajero por PCR cuantitativa y la proteína por inmunotransferencia, esperando una pérdida del $70\text{ a }95\,\%$ y no la ausencia completa de una supresión génica; (4) contrólense los efectos fuera de diana con un segundo [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) que no se solape y con un rescate mediante una versión del gen resistente al ARNi. Un [silenciamiento parcial](#met-b3-rna-regulation-knockdown) es una pérdida de función parcial y reversible; las terapias génicas ya aprobadas sobre este principio entregan [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) contra mensajeros hepáticos (transtiretina, PCSK9) acoplados a un azúcar que el hepatocito capta. ## 2.3 ARN pequeños que vigilan el genoma **Definición 2.8 (Los ARNpi y el silenciamiento de transposones).** Los *[ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna)* son ARN de $26\text{ a }31$ nucleótidos, fabricados sin [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) a partir de transcritos largos de hebra sencilla de los *agrupamientos de [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna)* del genoma — cementerios de copias defectuosas de transposones — y cargados en la subfamilia PIWI de las proteínas [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai) en la línea germinal. Un [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) antisentido de un transposón guía el corte de los transcritos del transposón; el fragmento cortado se convierte en un nuevo [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) con sentido, que a su vez corta transcritos del agrupamiento para fabricar más [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) antisentido — el ciclo *ping-pong*, una amplificación dirigida contra el transposón que esté activo en ese momento. Las proteínas PIWI nucleares dirigen además la metilación de H3K9 y la [metilación del ADN](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-methylation) hacia las copias genómicas del transposón, y conectan así el ARN con las marcas de [cromatina](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-nucleosome) del [Capítulo 1](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#ch-b3-chromatin-epigenetics). La madre deposita sus [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) en el óvulo; una hembra cuyo linaje nunca se ha encontrado con un transposón no tiene [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) contra él, y su descendencia con un macho que lo lleva es estéril — la *disgenesia híbrida*, vista por primera vez en cruces de *Drosophila* entre cepas de laboratorio y silvestres. **Proposición 2.9 (Silenciamiento de la cromatina dirigido por ARN).** En las plantas, una vía dedicada — la ARN-polimerasa IV transcribe un locus, una ARN-polimerasa dependiente de ARN lo hace bicatenario, un [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) corta [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) de $24\,\mathrm{nt}$, [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai) 4 los lleva de vuelta a los transcritos nacientes de la polimerasa V en ese mismo locus y recluta a la metiltransferasa DRM2 — metila el ADN de los transposones y de las secuencias repetidas; es el mecanismo de la paramutación. En la levadura de fisión, los [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) de las repeticiones centroméricas reclutan a la metiltransferasa de H3K9 y construyen la [heterocromatina](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-nucleosome) que el centrómero necesita. En ambos casos un ARN encuentra un lugar del genoma por complementariedad y allí se escribe una marca de [cromatina](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-nucleosome): específica de secuencia, autorreforzante y heredable a través de las divisiones. ## 2.4 La vida de un mensajero **Definición 2.10 (Corte y empalme regulados).** El corte y empalme alternativo produce mensajeros distintos a partir de un solo gen mediante el *salto de exón*, la elección entre exones mutuamente excluyentes, la retención de un intrón o el uso de sitios de corte 5$'$ o 3$'$ alternativos. Lo regulan proteínas de unión al ARN que reconocen elementos de secuencia de los exones y los intrones próximos a un sitio de corte: las *proteínas SR* unidas a potenciadores exónicos reclutan al espliceosoma y favorecen la inclusión del exón, las proteínas *hnRNP* unidas a silenciadores la bloquean, y el resultado en una célula dada lo fijan las cantidades relativas de los dos tipos. Más del $90\,\%$ de los genes humanos con varios exones sufren corte y empalme alternativo; el gen *Dscam* de *Drosophila*, con cuatro bloques de exones mutuamente excluyentes (12, 48, 33 y 2 alternativas), puede producir $38\,016$ proteínas distintas, y cada neurona expresa un conjunto diferente que permite a sus ramas reconocerse y evitarse entre sí. **Evidencia.** El sexo de una mosca del vinagre lo decide una cascada de corte y empalme. En las hembras el gen *Sex-lethal* (*Sxl*) produce una proteína funcional; SXL es una proteína de unión al ARN que bloquea un sitio de corte en su propio transcrito (de modo que se salta un exón con codón de parada y la proteína se sigue produciendo) y en el transcrito de *transformer*, lo que fuerza el corte femenino; TRA, junto con TRA-2, se une entonces a un potenciador exónico del transcrito de *doublesex* y dirige la forma femenina del factor de transcripción DSX. En los machos, sin SXL, todos estos transcritos siguen el corte por defecto, *transformer* contiene un codón de parada y DSX sale en su forma masculina. Todo rasgo sexualmente dimórfico de la mosca se sigue de qué DSX se fabrique; una hembra con *tra* mutado se desarrolla como macho. ∎ **Definición 2.11 (Estabilidad y localización del ARNm).** La *semivida* de un mensajero va de minutos a días y la fijan elementos de su región 3$'$ no traducida. Los *elementos ricos en AU* (repeticiones AUUUA) de los mensajeros de citocinas, factores de crecimiento y protooncogenes los unen proteínas que reclutan desadenilasas y dan semividas de $10\text{ a }30\,\mathrm{min}$, de modo que un estallido de transcripción produce un estallido de proteína y nada más; las mutaciones que los eliminan causan sobreexpresión y, en algunos protooncogenes, cáncer. Los *elementos de localización*, a menudo estructurados, los unen adaptadores que enlazan el mensajero con un motor: los mensajeros de *bicoid* y de *oskar* los llevan la dineína y la cinesina sobre microtúbulos a los dos polos del huevo de la mosca, el mensajero de la $\beta$-actina al borde delantero de un fibroblasto y los mensajeros de las proteínas sinápticas a las dendritas, donde se traducen a demanda. El *elemento de respuesta al hierro* (IRE), un tallo–bucle que unen las proteínas reguladoras del hierro IRP1 e IRP2 cuando el hierro escasea, hace dos trabajos opuestos desde dos posiciones: en la región 5$'$ no traducida del mensajero de la ferritina, la IRP unida bloquea al ribosoma; en la región 3$'$ no traducida del mensajero del receptor de transferrina, la IRP unida protege al transcrito de una nucleasa. **Ejemplo 2.12 (El hierro, leído por una horquilla).** Cuando el hierro es escaso, la IRP une los dos mensajeros: la ferritina, la proteína de almacenamiento, no se traduce, y el receptor de transferrina, que importa hierro, se estabiliza y abunda — la célula almacena menos e importa más. Cuando el hierro es abundante, convierte a IRP1 en una aconitasa (adquiere un agregado de hierro y azufre y pierde su afinidad por el ARN) y desencadena la degradación de IRP2: la ferritina se traduce, el mensajero del receptor decae en minutos, y la célula almacena más e importa menos. No hace falta ningún cambio de transcripción. Una mutación puntual del IRE de la ferritina que impide la unión de la IRP causa una síntesis constitutiva de ferritina y el síndrome hereditario de hiperferritinemia con cataratas. ![El elemento de respuesta al hierro. Con hierro escaso, la proteína reguladora del hierro une las horquillas IRE: en el extremo 5' del mensajero de la ferritina bloquea la traducción, y en el extremo 3' del mensajero del receptor de transferrina bloquea a una nucleasa. Con hierro abundante la proteína suelta ambos: se fabrica ferritina y el mensajero del receptor decae.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/fig-010427bb194e.svg) *El [elemento de respuesta al hierro](#def-b3-rna-regulation-stability). Con hierro escaso, la proteína reguladora del hierro une las horquillas IRE: en el extremo 5$'$ del mensajero de la ferritina bloquea la traducción, y en el extremo 3$'$ del mensajero del receptor de transferrina bloquea a una nucleasa. Con hierro abundante la proteína suelta ambos: se fabrica ferritina y el mensajero del receptor decae.* **Proposición 2.13 (Control traduccional).** El paso de iniciación es el punto habitual de control de la traducción. La fosforilación del factor de iniciación *eIF2* por quinasas que detectan la carencia de aminoácidos, las proteínas mal plegadas, el ARN vírico de doble hebra o la falta de hemo apaga la iniciación general en cuestión de minutos y respeta unos pocos mensajeros con rasgos especiales — señaladamente los que tienen *[marcos de lectura abiertos corriente arriba](#prop-b3-rna-regulation-translation)*, marcos cortos de la región 5$'$ no traducida que normalmente atrapan ribosomas y que, bajo estrés, se saltan, de modo que los factores de respuesta al estrés (GCN4 en la levadura, ATF4 en los mamíferos) se fabrican justo cuando no se fabrica nada más. El factor de unión a la caperuza eIF4E se mantiene inactivo por proteínas de unión a 4E hasta que lo fosforila mTOR, la quinasa de señalización del crecimiento: una célula traduce a pleno rendimiento solo cuando los nutrientes y los factores de crecimiento lo indican. En las bacterias, los *ribointerruptores* lo hacen sin proteína alguna: una región 5$'$ estructurada une un metabolito (pirofosfato de tiamina, S-adenosilmetionina, una purina) y, al unirlo, se repliega para enterrar el sitio de unión al ribosoma o para formar un terminador de la transcripción, de modo que un operón biosintético se apaga cuando su producto abunda. ![Un ARN largo no codificante en acción: el transcrito de Xist (rojo), detectado por hibridación fluorescente, recubre el territorio de uno de los cromosomas X de un núcleo femenino (el ADN, en azul).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-5/b3-rna-regulation/img-9de825628d1d.jpg) *Un [ARN largo no codificante](#def-b3-rna-regulation-ncrna) en acción: el transcrito de *[Xist](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-x-inactivation)* (rojo), detectado por hibridación fluorescente, recubre el territorio de uno de los cromosomas X de un núcleo femenino (el ADN, en azul).* **Observación 2.14 (Lo que aporta el control postranscripcional).** El control transcripcional actúa a través del núcleo, con un retraso de minutos a horas antes de que un mensajero nuevo se fabrique, se exporte y se traduzca. El control sobre el propio mensajero actúa donde la proteína hace falta, en segundos o minutos, y puede ser local: una sola dendrita que traduce un mensajero en una sinapsis, el borde delantero de un fibroblasto que fabrica actina allí donde repta. Además convierte un gen en muchas proteínas y permite que una sola señal — el hierro, un aminoácido, un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) — coordine centenares de mensajeros a la vez sin tocar un solo promotor. ## 2.5 Ejercicios **Ejercicio 2.1 ★.** Distínganse miARN, [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) y [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) por su origen, su longitud, su dependencia de [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) y lo que hacen a sus dianas. **Solución de Ejercicio 2.1.** miARN: codificado en el genoma como una horquilla, $22\,\mathrm{nt}$, cortado por [Drosha](#def-b3-rna-regulation-mirna) y después por [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai), se aparea de forma imperfecta por su semilla y reprime la traducción y la estabilidad de muchos mensajeros. [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna): procede de un ARN largo de doble hebra (vírico, de un transgén, experimental), $21\,\mathrm{nt}$, depende de [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai), se aparea perfectamente y dirige a [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai) para que corte la diana. [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna): procede de transcritos de hebra sencilla de los [agrupamientos de ARNpi](#def-b3-rna-regulation-pirna), $26\text{ a }31\,\mathrm{nt}$, independiente de [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai), cargado en proteínas PIWI de la línea germinal, corta los transcritos de transposones (ping-pong) y dirige el silenciamiento de la [cromatina](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-nucleosome) del ADN del transposón. **Ejercicio 2.2 ★.** Sígase la biogénesis de un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) desde su gen hasta un mensajero reprimido, nombrando la enzima de cada corte. **Solución de Ejercicio 2.2.** La Pol II transcribe el pri-miARN; [Drosha](#def-b3-rna-regulation-mirna) (con DGCR8) recorta la horquilla en el núcleo; la exportina-5 exporta el pre-miARN; [Dicer](#def-b3-rna-regulation-rnai) corta el bucle y deja un dúplex de $22\,\mathrm{nt}$; una hebra se carga en [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai); la semilla (nucleótidos 2–8) se aparea con un sitio de la 3$'$ UTR; [Argonauta](#def-b3-rna-regulation-rnai) recluta la maquinaria de desadenilación y descaperuzado y bloquea la iniciación — el mensajero se traduce menos y decae más deprisa. **Ejercicio 2.3 ★.** ¿Por qué la inyección de ARN con sentido de *unc-22* en gusanos silenciaba el gen en los primeros experimentos, y qué cambiaron Fire y Mello? **Solución de Ejercicio 2.3.** El ARN fabricado in vitro por una polimerasa de fago contenía contaminantes de doble hebra (la polimerasa copia también la otra hebra del molde y se sale por los extremos), de modo que las preparaciones “con sentido” llevaban el verdadero desencadenante. Fire y Mello purificaron cada hebra, mostraron que cualquiera de ellas sola hacía poco y luego las hibridaron a propósito: el ARN de doble hebra era al menos cien veces más potente, y bastaban unas pocas moléculas por célula. **Ejercicio 2.4 ★.** ¿Qué les ocurre a la ferritina y al receptor de transferrina cuando una célula pasa hambre de hierro? ¿Qué paso de la expresión se controla en cada caso? **Solución de Ejercicio 2.4.** Con hambre de hierro: la IRP une los IRE. Ferritina: se bloquea la iniciación de la traducción y no se fabrica proteína de almacenamiento (control de la traducción). Receptor de transferrina: el mensajero queda protegido de su nucleasa y se acumula, de modo que se fabrica más receptor y se importa más hierro (control de la estabilidad del mensajero). **Ejercicio 2.5 ★★.** Un mensajero tiene una semivida de $2\,\mathrm{h}$ y se fabrica a $5$ moléculas por minuto. Calcúlense su nivel estacionario y, después, el nivel y el semitiempo cuando un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) duplica su velocidad de degradación. **Solución de Ejercicio 2.5.** $\gamma = \ln 2/120\,\mathrm{min} = 0.0058\,\mathrm{min}^{-1}$; $m^{*} = 5/0.0058 \approx 870$ moléculas. Con la degradación duplicada: $m^{*} \approx 430$, semitiempo $120\,\mathrm{min}/2 = 60\,\mathrm{min}$. **Ejercicio 2.6 ★★.** Una semilla de siete nucleótidos coincide con una secuencia al azar con probabilidad $4^{-7}$. En un conjunto de $20\,000$ mensajeros con regiones 3$'$ no traducidas de $1000\,\mathrm{nt}$ de media, ¿con cuántos sitios coincide por azar una semilla de [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna)? ¿Qué distingue entonces a una diana real? **Solución de Ejercicio 2.6.** Secuencia 3$'$ UTR total, $2\times 10^{7}$ nt; coincidencias al azar $2\times 10^{7}/4^{7} = 2\times 10^{7}/16\,384 \approx 1200$ sitios. Una diana real se distingue por la conservación del sitio entre especies, por un contexto favorable (una vecindad rica en AU, un sitio alejado del codón de parada, apareamiento adicional en el extremo 3$'$ del miARN), por la coexpresión del miARN y de la diana en la misma célula y por el experimento: el mensajero baja cuando el miARN está presente y deja de bajar cuando se muta el sitio. **Ejercicio 2.7 ★★.** Predígase el sexo de una mosca (a) con una mutación de pérdida de función de *tra* y dos cromosomas X; (b) que expresa TRA desde un transgén constitutivo, con un solo X; (c) que carece del todo de *dsx*. **Solución de Ejercicio 2.7.** (a) XX, *tra* nulo: se fabrica SXL pero no TRA, y *dsx* toma el corte masculino por defecto — un macho somático (estéril). (b) XY con TRA constitutiva: TRA-2 está presente en ambos sexos, de modo que DSX se fabrica en su forma femenina — desarrollo somático femenino (una “seudohembra” estéril, con la línea germinal siguiendo otras señales). (c) Sin *dsx*: no hay ninguna de las dos formas de DSX, de modo que no se impone ninguno de los dos programas de diferenciación terminal — un intersexo con caracteres mezclados o incompletos. **Ejercicio 2.8 ★★.** El mensajero de un protooncogén tiene normalmente una semivida de $15\,\mathrm{min}$ por un [elemento rico en AU](#def-b3-rna-regulation-stability). Una translocación cromosómica elimina el elemento y la semivida pasa a $3\,\mathrm{h}$. ¿Por qué factor sube el nivel de proteína, si la traducción y la degradación de la proteína no cambian? ¿Por qué es esto oncogénico aunque la proteína sea normal? **Solución de Ejercicio 2.8.** En el estado estacionario el mensajero, y por tanto la proteína, es proporcional a la semivida del mensajero: $180\,\mathrm{min}/15\,\mathrm{min} = 12$ veces más proteína. La proteína es una señal de crecimiento normal que debe ser transitoria, un pulso tras cada estímulo; fabricada doce veces más y de continuo, empuja la proliferación sin estímulo. Lo que la vuelve oncogénica son la dosis y la temporización, no la secuencia. **Ejercicio 2.9 ★★.** Una cepa de laboratorio de *Drosophila* carece de elementos P; una cepa silvestre los lleva. Predígase la fertilidad de la descendencia de (a) hembras de laboratorio $\times$ machos silvestres, (b) hembras silvestres $\times$ machos de laboratorio, y explíquese la asimetría con los [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna). **Solución de Ejercicio 2.9.** (a) Madre de laboratorio, padre silvestre: los huevos no llevan [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) contra los elementos P (el linaje de la madre nunca se los encontró), los elementos P paternos transponen libremente en la línea germinal de la descendencia — estéril (disgénica). (b) Madre silvestre: sus huevos contienen [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna) contra los elementos P, que los silencian en la descendencia — fértil. La asimetría es el depósito materno de [ARNpi](#def-b3-rna-regulation-ncrna), una herencia de ARN y no de genes. **Ejercicio 2.10 ★★★.** Usando el [Teorema 2.5](#thm-b3-rna-regulation-mirna-kinetics), arguméntese que la proteína fabricada a partir de un mensajero fluctúa menos, en términos relativos, cuando el mensajero está bajo control de un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna), a igual nivel medio de mensajero. (La proteína promedia el mensajero a lo largo de su propia vida, y el mensajero se renueva más deprisa.) ¿Por qué podría una célula pagar un [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) y una velocidad de transcripción mayor para obtener la misma media? **Solución de Ejercicio 2.10.** La proteína integra su mensajero a lo largo de su propia vida $\tau_{p}$. Los mensajeros viven $\tau_{m} = 1/(\gamma + \gamma' R)$; durante $\tau_{p}$ la proteína ve por tanto unas $\tau_{p}/\tau_{m}$ vidas de mensajero independientes, cada una un suceso aleatorio de nacimiento y muerte. La fluctuación relativa de una media sobre $N$ sucesos independientes cae como $1/\sqrt{N}$, de modo que el $\tau_{m}$ más corto bajo control de [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) — a igual mensajero medio, lo que exige un $k$ proporcionalmente mayor — da una proteína más suave. La célula paga el [microARN](#def-b3-rna-regulation-ncrna) y la transcripción adicional para comprar precisión y velocidad: un nivel fijado por un equilibrio entre síntesis rápida y degradación rápida es a la vez menos ruidoso y más rápido de reajustar que el mismo nivel fijado por síntesis y degradación lentas. **Ejercicio 2.11 ★★★.** En los gusanos, una ARN-polimerasa dependiente de ARN fabrica [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) secundarios a partir del mensajero diana; en los mamíferos no hay ninguna. Predígase, para cada uno, si el silenciamiento por una sola inyección de ARN de doble hebra dura a lo largo de muchas divisiones celulares y si se propaga a otros tejidos, y explíquese la consecuencia médica para los fármacos de [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna). **Solución de Ejercicio 2.11.** Gusano: la ARN-polimerasa dependiente de ARN fabrica [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) nuevos a partir del propio mensajero diana, de modo que la señal se renueva mientras la diana se transcriba, sobrevive a la dilución por las divisiones y, con un canal de ARN de doble hebra entre células, se propaga a otros tejidos y a la línea germinal durante unas pocas generaciones. Mamífero: sin amplificación, los [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) se consumen y se diluyen en cada división, actúan solo en las células que los recibieron y se desvanecen en días en las células que se dividen. Consecuencia: un fármaco de [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) ha de entregarse dentro de cada célula diana, funciona mejor en células que no se dividen (los hepatocitos, de ahí los fármacos hepáticos) y exige dosis repetidas. **Ejercicio 2.12 ★★★.** Un lncARN recién anotado se expresa en el corazón. Diséñense los experimentos que distinguirían (a) un ARN funcional, (b) un acto de transcripción funcional cuyo ARN es irrelevante y (c) ruido, y dígase qué resultado predice cada uno. **Solución de Ejercicio 2.12.** (a) ARN funcional: destruir el transcrito después de fabricado ([ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna), oligonucleótido antisentido) da un fenotipo, y expresar el ARN desde un transgén situado en otro punto del genoma lo rescata. (b) Transcripción funcional: insertar una señal de poliadenilación temprana que detenga la transcripción (o suprimir el promotor) da el fenotipo, mientras que destruir el ARN después de transcrito no, y un transgén ectópico no rescata — lo que importa es el acto de transcribir (o el elemento de ADN), como en muchos ARN asociados a potenciadores. (c) Ruido: ninguna manipulación cambia nada, el ARN está a menos de una copia por célula, y ni su secuencia ni su expresión están conservadas. ## 2.6 Problema: el temporizador de un gusano **Problema 2.1.** Problema de fin de semana — el interruptor *lin-4*/*lin-14* del gusano temporizado con la cinética del mensajero, un ARN inyectado que se diluye a lo largo de las divisiones de un embrión y al que rescata la amplificación, el regulón del hierro cuantificado y un recuento de cortes y empalmes, hasta llegar al factor de represión, al semitiempo del interruptor y al número de divisiones que sobrevive una señal sin amplificar Datos: el mensajero de *lin-14* se fabrica a $k = 3$ moléculas por minuto y por célula y tiene una semivida de $40\,\mathrm{min}$. La proteína LIN-14 se fabrica a $\beta = 2$ por mensajero y por minuto y tiene una semivida de $3\,\mathrm{h}$. Desde el comienzo del segundo estadio larvario, el ARN de *lin-4* se acumula y añade un término de degradación $\gamma' R = 3\gamma$ al mensajero y, al bloquear la iniciación, reduce $\beta$ a la mitad. Un embrión de gusano pasa de una célula a unas $550$ al eclosionar; un adulto tiene $959$ células somáticas. **Parte I — El mensajero.** 1. Calcúlense $\gamma$ y el nivel estacionario del mensajero de *lin-14* antes de que aparezca *lin-4* . 2. Calcúlense la velocidad de degradación de la proteína y el nivel estacionario de la proteína LIN-14. 3. Una vez presente *lin-4* , calcúlense el nuevo nivel del mensajero y su nueva constante de tiempo. 4. Calcúlense el nuevo estado estacionario de la proteína y el factor global de represión sobre la proteína. 5. ¿Cuánto tarda el mensajero, desde que aparece *lin-4* , en recorrer la mitad del camino hasta su nuevo nivel? ¿Y la proteína? ¿Qué paso limita la velocidad del interruptor? 6. Los experimentos originales encontraron la proteína ausente mientras el ARNm seguía siendo detectable. ¿Es esto coherente con los números obtenidos? ¿Qué fracción del mensajero queda? **Parte II — Dilución y amplificación.** 7. Se inyectan en la gónada de un gusano $10^{6}$ moléculas de ARN de doble hebra, que se reparten por igual entre $250$ huevos. ¿Cuántas moléculas por huevo? 8. Si las moléculas se repartieran sin más en cada división, ¿cuántas tendría cada célula de la larva de $550$ células al eclosionar? ¿Tras cuántas divisiones más bajaría la media de una por célula? 9. Fire y Mello vieron el silenciamiento en todo el animal y en su descendencia, a unas pocas moléculas por célula. Explíquese qué añade una ARN-polimerasa dependiente de ARN a esta explicación, y por qué el efecto se desvanece de todos modos al cabo de unas pocas generaciones. 10. En una célula de mamífero sin esa polimerasa, una transfección de [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) mete $5000$ dúplex en una célula que se divide a diario; el [RISC](#def-b3-rna-regulation-rnai) es estable pero la división lo diluye. ¿Tras cuántos días baja el recuento de $100$ , aproximadamente el número necesario para un silenciamiento eficaz? 11. Un [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) terapéutico contra un mensajero hepático se administra una sola vez y funciona seis meses. Los hepatocitos apenas se dividen. Explíquese por qué el mecanismo de la pregunta 10 no lo limita, y qué sí lo limita. 12. Una semilla de siete nucleótidos coincide al azar una vez cada $4^{7}$ nucleótidos. El transcriptoma del gusano tiene unas $20\,\mathrm{Mb}$ de secuencia 3 $'$ no traducida. ¿Cuántas coincidencias de semilla por azar tiene *lin-4* , y cómo supieron los genetistas qué diana importaba? **Parte III — El regulón del hierro.** 13. En células ricas en hierro el mensajero del receptor de transferrina tiene una semivida de $10\,\mathrm{min}$ ; con la IRP unida, de $50\,\mathrm{min}$ . Sin cambios en la transcripción, ¿por qué factor sube el mensajero cuando el hierro escasea? 14. El mensajero de la ferritina no cambia de nivel, pero su traducción baja de $1$ a $0.05$ proteínas por mensajero y por minuto cuando se une la IRP. ¿Por qué factor cae la síntesis de ferritina? 15. Combínense ambos: ¿por qué factor cambia la razón entre la capacidad de importación y la de almacenamiento entre los estados rico y pobre en hierro? 16. La proteína IRP1 es o bien una proteína de unión al ARN o bien una aconitasa, según lleve o no un agregado de hierro y azufre. Explíquese por qué esto la convierte en un sensor del propio hierro y no de una hormona. 17. Un paciente lleva una mutación del IRE de la ferritina que anula la unión de la IRP. Predíganse el nivel de ferritina, el hierro sérico y por qué se afecta el cristalino del ojo. 18. Explíquese en una frase por qué la misma horquilla puede activar en una posición y reprimir en otra. 19. La IRP2 no tiene agregado de hierro y azufre; cuando el hierro abunda la destruye una ubiquitina-ligasa cuya propia estabilidad exige hierro y oxígeno. ¿Por qué podría una célula mantener dos sensores de química tan distinta? **Parte IV — Contar isoformas.** 20. *Dscam* tiene bloques de exones con 12, 48, 33 y 2 alternativas mutuamente excluyentes. ¿Cuántas isoformas? Si cada neurona expresa unas $50$ al azar, ¿cuál es la probabilidad de que dos neuronas dadas compartan al menos una? (Úsese $1 - (1 - 50/N)^{50}$ .) 21. ¿Por qué le conviene a una neurona tener isoformas que sus vecinas casi con seguridad no tienen? 22. Un gen con $n$ exones de casete, cada uno incluido o saltado de forma independiente, ¿cuántos mensajeros da? ¿Cuántos para $n = 10$ ? ¿Por qué el número real en un tipo celular dado suele ser mucho menor? 23. En la mosca, ¿por qué una hembra con dos cromosomas X pero un alelo nulo de *Sxl* muere en lugar de desarrollarse sin más como macho? (Considérese qué más controla el sistema de recuento de X: la [compensación de dosis](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-x-inactivation) de los genes ligados al X.) 24. SXL favorece el corte y empalme productivo de su propio transcrito. Explíquese por qué esto convierte la decisión sexual en una memoria que persiste después de que haya desaparecido la señal de recuento de X, presente solo en el embrión temprano, y relaciónese con los interruptores autosostenidos del [Capítulo 1](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#ch-b3-chromatin-epigenetics) . 25. Resúmase el temporizador: el factor de represión sobre la proteína LIN-14 (pregunta 4), el semitiempo del interruptor del mensajero (pregunta 5) y el número de divisiones que sobrevive una señal sin amplificar antes de caer por debajo de una molécula por célula (pregunta 8). **Solución de Problema 2.1.** **1.** $\gamma = \ln 2/40 = 0.0173\,\mathrm{min}^{-1}$; $m^{*} = 3/0.0173 \approx 170$ mensajeros. **2.** $\delta_{p} = \ln 2/180 = 0.003\,85\,\mathrm{min}^{-1}$; $P^{*} = \beta m^{*}/\delta_{p} = 2\times 173/0.00385 \approx 9.0\times 10^{4}$ proteínas. **3.** Degradación $4\gamma = 0.069\,\mathrm{min}^{-1}$; $m^{*} = 3/0.069 \approx 43$; constante de tiempo $1/0.069 = 14\,\mathrm{min}$. **4.** $\beta = 1$: $P^{*} = 43/0.00385 \approx 1.1\times 10^{4}$; represión de $8$ veces ($4$ por la degradación, $2$ por la traducción). **5.** Semitiempo del mensajero, $\ln 2/(4\gamma) = 10\,\mathrm{min}$. La proteína decae después con su propia semivida, $3\,\mathrm{h}$: lo que limita el interruptor es la degradación de la proteína. **6.** Sí: el mensajero baja solo hasta $1/4$ (aún se detecta con facilidad) mientras que la proteína baja hasta $1/8$ y sigue bajando a medida que se recambia la proteína vieja; la observación temprana de que la proteína desaparecía “mientras el ARNm permanecía” reflejaba sobre todo la mitad traduccional de la represión. **7.** $10^{6}/250 = 4000$ moléculas por huevo. **8.** $4000/550 \approx 7$ por célula al eclosionar. $4000/2^{n} < 1$ para $n \ge 12$ divisiones desde el cigoto — unas tres divisiones después de eclosionar. **9.** La polimerasa copia el mensajero diana en ARN nuevo de doble hebra, que se corta en [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) secundarios: el desencadenante se regenera a partir de la propia diana, de modo que sobrevive a la dilución y se propaga (un canal pasa ARN de doble hebra entre células y a la línea germinal). Se desvanece porque la amplificación necesita a la vez la diana y un desencadenante primario; una vez desaparecido el ARN inyectado la reserva secundaria se diluye generación tras generación y la línea germinal se reinicia. **10.** $5000/2^{n} < 100$: $2^{n} > 50$, $n = 6$ días (quedan $78$ copias). **11.** Las células que no se dividen no diluyen el [RISC](#def-b3-rna-regulation-rnai); el límite es la vida química del [ARNip](#def-b3-rna-regulation-ncrna) (degradación por nucleasas, frenada por la modificación química de las hebras) y la fuga lenta del depósito endosómico que alimenta el citoplasma. **12.** $2\times 10^{7}/16\,384 \approx 1200$ coincidencias por azar. Lo decidió la genética: la pérdida de *lin-14* da el fenotipo contrario al de la pérdida de *lin-4*, los alelos de ganancia de función de *lin-14* eran deleciones de justamente los sitios de la 3$'$ UTR, y los siete sitios estaban conservados. **13.** Nivel $\propto$ semivida: subida de $50/10 = 5$ veces. **14.** Caída de $1/0.05 = 20$ veces en la síntesis de ferritina. **15.** La razón importación/almacenamiento sube $5\times 20 = 100$ veces del estado rico en hierro al pobre. **16.** El agregado solo se ensambla cuando hay hierro citosólico disponible, de modo que la conformación de la proteína es una lectura directa de la concentración de hierro, sin receptor, sin hormona y sin transcripción — como un ribointerruptor, un metabolito detectado por la molécula que controla. **17.** La ferritina se traduce con independencia del hierro: ferritina sérica muy alta, hierro sérico y depósitos normales (sin sobrecarga). En el cristalino, que no tiene recambio, la ferritina se acumula durante años y cristaliza — una catarata precoz. **18.** La horquilla es solo un punto de aterrizaje; el efecto es lo que la proteína unida obstruya físicamente — los ribosomas que rastrean en el extremo 5$'$, una nucleasa en el extremo 3$'$. **19.** Dos químicas cubren dos condiciones: el agregado de hierro y azufre de IRP1 lo destruyen también los oxidantes y la falta de oxígeno, de modo que IRP1 responde al estado redox, mientras que la degradación de IRP2 dependiente de hierro responde al hierro mismo en todo el intervalo fisiológico de oxígeno; la redundancia hace robusto al regulón, y las dos informan de cosas distintas. **20.** $12\times 48\times 33\times 2 = 38\,016$. $1 - (1 - 50/38\,016)^{50} = 1 - 0.99868^{50} \approx 1 - e^{-0.066} = 0.064$: alrededor del $6\,\%$. **21.** Las isoformas idénticas se unen de forma homofílica y se repelen: las ramas de una misma neurona se evitan entre sí y se despliegan, mientras que las ramas de neuronas distintas, que casi no comparten isoformas, pueden cruzarse — una identidad privada por célula. **22.** $2^{n}$; $1024$ para $n = 10$. En la realidad son menos: la inclusión la deciden factores propios de cada tipo celular y está coordinada entre exones, muchas combinaciones desplazan el marco de lectura y las destruye la degradación mediada por codón sin sentido, y los exones no son independientes. **23.** *Sxl* controla además la [compensación de dosis](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-x-inactivation): en las hembras SXL bloquea la traducción de *msl-2*, de modo que los dos cromosomas X no se hipertranscriben; sin SXL un embrión XX ensambla el complejo MSL sobre los dos cromosomas X y duplica su producción — una sobredosis letal de todos los genes ligados al X, antes incluso de que el sexo esté en juego. **24.** El promotor temprano solo dispara mientras está presente la señal X:A; la SXL que fabrica fuerza el corte productivo del transcrito del promotor de mantenimiento, activo en ambos sexos, de modo que una vez existe SXL se sigue fabricando a sí misma y la señal deja de hacer falta — la misma lógica autosostenida de lector que recluta escritor que en las marcas de [cromatina](https://one-course.com/books/biology/5/es/chapter/1-cromatina-y-epigenetica#def-b3-chromatin-epigenetics-nucleosome), aquí con una proteína y un corte. **25.** Proteína LIN-14 reprimida $8$ veces; semitiempo del interruptor del mensajero, $10\,\mathrm{min}$; un ARN sin amplificar baja de una molécula por célula tras $12$ divisiones.