Expresão genetica

Vista previa del material en texto

Dra. Rosse Mary Yañez Villanueva MSc PhD
Fac. Medicina UMSS 2016
Universidad Mayor San Simón
Facultad de Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas
Cuarto Año
CONTENIDO 
1. Aspectos generales
2. Regulación transcripcional y postranscripcional
3. Regulación en eucariontes (PB)
Proceso que determina que proteínas se sintetizan 
en la célula en un momento dado, de acuerdo a las
condiciones del medio
Permite la adaptación del complejo metabólico 
celular a las variaciones constantes del medio
1. Aspectos generales 
TIPOS DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA
Regulación
pretranscripcional
Regulación
transcripcional
Regulación
postranscripcional
La más frecuente 
y económica
Los fenómenos moleculares que subyacen a la diferenciación
celular y la respuesta a las señales ambientales involucran la
expresión diferencial del genoma
2. Regulación transcripcional
TIPOS DE REGULACIÓN TRANSCRIPCIONAL
INDUCCIÓN REPRESIÓN
Regulación positiva
Sustrato inicial 
de Vías catabólicas
Regulación negativa
Producto final
de Vías anabólicas
MODELO DEL OPERÓN (JACOB Y MONOD, 1961) 
INDUCCIÓN ENZIMÁTICA: Operón lac en procariotas
Si hay mucha glucosa no se producen
las enzimas que catalizan el
metabolismo de otros azucares (ej
lactosa)
Si hay poca glucosa, esta produce un
efecto positivo para la transcripción de
los genes que codifican para las
enzimas que catabolizan la lactosa, por
un sistema de control positivo
dependiente de AMPc
Configuraciones del Operón lac
INDUCCIÓN ENZIMÁTICA: Operón lac
Allolactose: Inductor 
natural
IPTG Inductor artificial
Isopropiltiogalactósido
REPRESIÓN ENZIMÁTICA: Operón Tri
REGULACIÓN AL INICIO DEL LA TRANSCRIPCIÓN EN
EUCARIONTES
 PROTEÍNAS QUE SE UNEN A SECUENCIAS
REGULADORAS especificas que MODULAN LA ACTIVIDAD
DE LA ARN POLIMERASA.
 PROTEÍNAS REGLADORAS de genes pueden influir sobre
un PROMOTOR aún cuando estén unidas a secuencias de
ADN distantes a miles de nucleótidos (estimuladores o
enhancers).
 Empaquetamiento del ADN en la cromatina constituye un
factor regulador importante.
 REGULACIÓN del INICIO DEL LA TRANSCRIPCIÓN por
proteínas solubles (factores transcipcionales)
 Activación de la estructura cromatinica
 Regulación por metilación del ADN
 Regulación de la transcripción por ARN no codificante.
 Regulación de la elongación de la transcripción
PROTEINAS REGULADORAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Factores de transcripción generales o basales…… Se unen
al promotor y son necesarios para la transcripción
 Factores de transcripción específicos
 Proteínas activadoras Se unen a secuencias
especificas del ADN y favorecen su transcripción
 Proteínas represoras Se unen a secuencias especificas
del ADN e inhiben su transcripción
 Secuencias reguladoras de la transcripción
 Promotores
 Enhancers o estimuladores secuencias reguladoras que
pueden estar localizadas a mas de 50pb del sitio e inicio de
la transcripción
PROTEINAS ACTIVADORAS: Se unen a secuencias especificas
del ADN y favorecen su transcripción.
MECANISMOS DE ACCIÓN:
 Favorecer el reclutamiento del complejo de iniciación.
 Alterar el estado de la cromatina. Ej Reclutar enzimas que
acetilan las histonas
PROTEINAS REPRESORAS: Se unen a secuencias especificas
del ADN E INHIBEN su transcripción.
MECANISMOS DE ACCIÓN:
 Interferencia de la unión de activadores de la transcripción
generales del ADN.
 Competición con los activadores por unirse a secuencias
especificas de regulación.
 Inhibición de la transcripción interaccionando con factores
de transcripción generales o activadores transcripcionales a
través dominios de inhibición.
 Afectar la estructura cromática Ej. Reclutar enzimas que
desacetilan histonas (histonas desacetiladas)
 La regulación genética por combinación puede permitir a os organismos
complejos desarrollarse a través de la acción de un número
relativamente reducido de diferentes proteínas principales reguladoras
de la transcripción
 Regulación del inicio de la transcripción por factores
transcripcionales
 Regulación de la estructura cromatínica
Factores remodeladores de la cromatina facilitan la unión de
factores de la transcripción
 Metilación del ADN
En eucariotas, la metilación de los residuos de citosina esta
asociado a la INHIBICIÓN de la transcripción genética
 Regulación de la transcripción por ARN no codificante
Moléculas de ARN interferentes pueden reprimir la
transcripción mediante la asociación con su complejo proteico,
induciendo modificaciones en histonas
 Regulación de la elongación
 Por modelación de la estructura de la cromatina. Acetilación, y
desacetilación de las histonas
 Por modelación de la estructura de la cromatina. Metlación;
fosforilación, acetilación, y desacetilación de las histonas
 Control de la transcripción por ARN no codificantes
 Regulación de la elongación de la transcripción: bloquean la
transcripción
 Splicing alternativo: Diferentes combinaciones de exones
En el splicing alternativo participan proteínas reguladoras del
splicing
 Regulación de la estabilidad de los ARNm
En el splicing alternativo participan proteínas reguladoras del
splicing
3. Regulación postranscripcional 
La traducción de algunas moléculas especificas del ARNm se
pueden regular a través de:
Modificación de factores de iniciación
Unión a proteínas represoras
Micro RNA no codificantes
Regulación de la traducción en células 
eritropoyéticas por las concentraciones de hemo. 
Autorregulación de la síntesis de proteínas ribosomales en exceso 
1- La regulación de la expresión genética, permite la adaptación del complejo
metabólico celular a los cambios constantes del medio.
2- Puede realizarse a nivel pretranscripcional, transcripcional y
postranscripcional.
3- A nivel transcripcional se distinguen la inducción y la represión enzimática.
4- En la inducción enzimática la presencia de un inductor estimula la síntesis
de proteínas específicas, mientras en la represión la presencia del
correpresor provoca la inhibición de la síntesis proteica específica.
5- El modelo del operón explica a nivel molecular estos mecanismos.
6- En la regulación postranscripcional las proteínas sintetizadas pueden
inhibir su propia formación.
7- La regulación en eucariontes pluricelulares es mucho más compleja que
en los unicelulares.