16 y 17 REGULACION DE LA EXPRESION GENICA

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Los diferentes tipos celulares de un organismo pluricelular tienen el mismo genoma, pero son 
muy diferentes tanto en estructura como en función debido a que cada uno sintetiza y 
expresan distintas combinaciones de RNA y DNA 
Las características diferenciales de cada tipo celular se dan durante el desarrollo y la 
diferenciación celular 
A partir de células adultas diferenciadas o del núcleo se puede obtener un organismo 
completo. 
La diferenciación depende de cambios en la expresión génica (que genes se expresan) 
Proteínas Constitutivas: esenciales y comunes a todos los tipos celulares. Ej: histonas, DNA y 
RNA pol, enzimas de la glucólisis, proteínas del citoesqueleto, etc 
Proteínas Especificas: responsables de funciones particulares y características propias. Ej: 
Hemoglobina en precursores de glóbulos rojos, insulina en células del páncreas, etc 
¿Cuándo se modifica la expresión génica? Durante el desarrollo embrionario (muchísimos 
cambios) o en células ya diferenciadas debido a patologías o cambios hormonales, del 
ambiente, etc (respuesta a señales extracelulares) 
 
NIVELES DE CONTROL DE LA EXPRESION GÉNICA: 
Control transcripcional: antes de empezar la 
transcripción 
Control Postranscripcionales: una vez iniciada 
la transcripción 
Depende del tipo celular es la cantidad de 
controles que hay: en células eucariontes hay 
controles a nivel del núcleo y a nivel 
citosólico, ej: control de procesamiento del 
RNAm, del transporte del RNAm, de la 
localización del RNAm, traducción de la 
proteína, degradación del RNAm, actividad 
proteína (control postraduccional) 
 
¿COMO SABE LA CÉLULA QUE TRANSCRIBIR? 
Depende de las secuencias reguladoras en los genes codificantes (6-20 pares de bases) y de las 
proteínas de regulación génica/factores de transcripción que se unen a esas secuencias 
 
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reguladoras para activarlas (estimulan la transcripción de un gen) o reprimirlas (inhiben la 
expresión de un gen) 
Las proteínas de regulación génica 
(PRG) tienen motivos proteicos con 
hélices de reconocimiento/hélices de 
lectura de secuencia que le permiten 
unirse al surco mayor del DNA 
(complementariedad molecular) y 
leerlo 
La interacción PRG-DNA es altamente 
específica, cooperativa (muchas 
interacciones no covalentes) y afín 
Las PRG reconocen los apareamientos 
de las bases a nivel del surco mayor sin 
abrir la doble hélice 
 
1 Dominio de unión al DNA + 1 o más dominios de 
unión a otras proteínas (co-activadores) separados 
y unidos mediante regiones flexibles de la proteína 
Estructura modular: 1 mismo dominio puede estar 
en distintas PRG combinado de distintas formas 
con 1 o varios dominios de activación 
 
 
Dominio de unión al DNA (dom) + 
1 o más dominios de represión 
para unirse a co-represores 
(proteínas) 
PRG: tienen motivos estructurares 
específicos: 
➢ Homeodominios: (hélice- giro- 
hélice): 3 hélices separadas por bucles que se encuentran en factores de transcripción durante el 
desarrollo. Funcionan como dímeros, la hélice n°3 se une al DNA pero la hélice 1 también puede 
y favorece la interacción 
 
➢ Dedo de zinc: Alfa hélice + Hoja Beta que unen al Zn de forma no covalente. Está en el activador 
del gen del RNAr eucariota y repetido en tándem en las PRG (se une mejor al DNA). EJ: proteínas 
 
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receptoras intracelulares: funcionan como factores de transcripción y receptor de hormonas 
esteroides que translocan al núcleo y se unen al DNA mediante dominios de unión específicos 
que tienen dedos de Zn. 
 
 
➢ Cremallera de leucina: 2 alfa hélices que tienen una secuencia rica en AA hidrofóbicos (valina y 
leucina) que se unen formando un dominio de dimerización/ cremallera. Esta unión esta 
favorecida por los residuos de leucina en la posición 7. Las regiones de las alfa hélices que no se 
unen, interactúan con el DNA como homo o hetero dímeros (regulan mejor el DNA). 
Hay factores que usan laminas beta para unirse al DNA, como La proteína represora bacteriana 
MET; o bucles como la proteína P53 (supresora de tumores) 
 
 
INTERACCION ENTRE FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN 
Los factores de transcripción se pueden combinar formando 
 homo o heterodímeros lo que les permite combinarse de 
distintas formas entre sí y 
con más variedad de proteínas coactivadoras/ 
corepresoras. 
 
Los factores inhibidores impiden la unión del 
 factor de transcripción a su sitio de unión y 
 la unión con otros factores 
 
Unión cooperativa entre factores no relacionados: 
2 factores de transcripción se unen a su sitio de 
 regulación y entre si para fortalecer su interacción 
con el sitio regulador y estimular la transcripción ya 
 que por separado la unión al DNA es débil y 
no sirve para activar la transcripción. 
 
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➢ PROMOTOR: secuencia de DNA que especifica la unión de la RNA polimerasa para iniciar la 
transcripción de un gen. Según el tipo de célula varía el promotor: 
✓ PROCARIONTES: secuencias ricas en A y T en posición -35 y -10 (corriente arriba) en relación al 
sitio de inicio. 
✓ EUCARIONTES: hay distintos tipos y un mismo gen puede tener más de 1 promotor 
 
❖ TATA BOX: 8 pares de bases rica en A y T (secuencia consenso conservada) en posición -35 o -25. 
En genes transcripcionalmente muy activos 
 
❖ INICIADOR: secuencia consenso degenerada (puede variar) 
 Cerca del sitio +1 (sitio de inicio de la transcripción) 
 En genes de transcripción rápida 
 
❖ ISLA CG/CpG (p=unión fosfodiéster): 20 a 50 nucleótidos ricos en CG 
 Varían su posición, pero siempre están dentro de las 100 pares de bases en 
 dirección 5´con respecto al sitio de inicio. 
 Genes de velocidad de transcripcion lenta/ genes domesticos (procesos básicos, 
 mantenimiento, house keeping, etc) 
 Regiones pobres en nucleosomas/ de nucleosomas menos apretados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SECUENCIAS REGULADORAS PROCARIONTES: 
 
 
 sitio de unión a represores 
 
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SECUENCIAS REGULADORAS EUCARIONTES: 
Tienen dominios independientes de la regulación génica y de estructura de la eucromatina 
➢ Amplificadores/ aumentadores/ potenciadores/ enhancers: larga distancia 
➢ Elementos proxiamles del promotor: 
➢ Silenciadores: Reprimen la transcripción de un gen 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
➢ Aislantes: Evita que una secuencia actue 
de forma inadecuada sobre 
otra secuencia 
 
➢ Secuencias barrera: se ubican entre la 
heterocromatina y la eucromatina 
para evitar que la heterocromatina 
se expanda y tape a la eucromatina 
 
Análisis de movilidad/retraso en gel: detecta proteínas que se unen de forma específica a una 
secuencia determinada de DNA que controla o regula la expresión de un gen. 
Si la proteína está unida al DNA se mueve mas lento en el gel 
(están lejos del 
promotor) 
secuencia del ARNm 
que no se traduce 
 
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Pasos: Electroforesis + radioautografia 
• Síntesis y marcación radioactiva de mi secuencia especifica de DNA por clonación o síntesis 
química 
• Incubación con la muestra donde supongo que hay proteínas que se van a unir a mi DNA 
• Siembra en gel de poliacrilamida la secuencia de DNA sola y la incubada y se hace la 
electroforesis 
 
• En la primer calle veo 1 sola banda y en la 
segunda veo varias bandas según la 
cantidad de proteínas de unión q tenga. 
A mayor peso molecular mayor retraso. 
 
 
• Identificación de proteínas mediante 
cromatografía/radio autografía y 
purificación. Para luego realizar estudios 
específicos como la fuerza de interacción 
Proteína de unión al DNA- secuencia 
específica, medir la vida media del 
complejo, etc 
 
CROMATOGRAFIA DE AFINIDAD DE DNA: 
Se aprovecha que las proteínas de unión al DNA se unen a secuencias especificas1) En lugar de un anticuerpo se usa una secuencia de DNA que se va a unir específicamente a 
mi proteína (uniones iónicas), la va a retener en la columna y la va a separar del resto. Luego 
se lava con sc de baja salinidad para eluir las proteínas que no se unieron al DNA (no me 
interesan) y mas tarde con soluciones de salinidad media para eluir las proteínas que se 
unieron de forma débil al DNA no especificas (sigo sacando las q no me interesan) 
2) Para separar la proteína que me interesa necesito conocer la secuencia específica a la que 
se une, la cual coloco en la columna cromatográfica. La proteína que me interesa va a unirse 
por alta afinidad a la secuencia mientras que el resto de secuencias no lo hace. Nuevamente se 
lava con soluciones de salinidad media para eliminar las proteínas que no me interesan y con 
una solución de salinidad alta para, la proteína de interés 
 
 
 
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Teniendo la proteína aislada puedo determinar la secuencia de DNA a la que se une mediante 
la HUELLA DE DNA: Una proteína unida al DNA lo protege de las nucleasas y se ve un “agujero” 
en la electroforesis y en la radioautografia. 
(fudamento de la técnica) 
Para esto se usa un fragmento de DNA dúplex (de la 
región reguladora del gen regulado por la proteína) 
que tenga un sitio de reconocimiento a la proteína; 
y nucleasas/ agentes químicos que cortan las 
uniones fosfodiéster (cortan todo el fragmento 
menos donde está unida la proteína) 
Se marca un extremo del DNA (5´) con fosforo 32 y 
se lo somete a nucleasas. Luego se lo desnaturaliza 
para hacer una electroforesis y una radioautografia 
obteniendo franjas (fragmentos de DNA) y una 
huella (hueco en blanco) tanto en la corrida 
electroforética como en la radioautografia debido a 
que la nucleasa no actúa en esa zoma (zona onde 
está unida la proteína) 
HUELLA FILOGENÉTICA: se usa para identificar 
sitios de reconocimiento del DNA para proteínas 
reguladoras. 
Se comparan secuencias entre especies 
relacionadas 
 
INMUNOPRECIPITACION DE LA CROMATINA: una proteína de regulación génica cumple su 
función si esta unida a una secuencia específica del DNA 
Esté método me permite identificar todos los sitios del genoma que ocupa una proteína de 
regulación génica in vivo usando un anticuerpo específico contra mi proteína 
*Formaldehido: forma uniones covalentes cruzadas entre las proteínas unidas al DNA y el DNA 
Trato la mezcla con anticuerpos específicos contra la proteína reguladora A que va a precipitar 
unida a la secuencia del DNA y al anticuerpo 
 
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• Inicio de la transcripción: principal mecanismo que controla la producción de una proteína 
(euca y proca) 
• Control de la expresión génica en procariontes: 
La expresión está regulada por los cambios en el medio nutricional y físico porque solo 
sintetizan las proteínas necesarias para sobrevivir 
OPERON: forma en la que se acomodan las proteínas que se funcionan en una misma vía 
metabólica. 
 Los genes se regulan de forma coordinada (en euca cada gen se regula individualmente) 
 Son regulados por las proteínas activadoras y represoras 
Composición: promotor, sitio operador (sitio de regulación donde se unen proteínas 
represoras), elemento de control 
activador (sitio donde se unen 
proteínas activadoras), genes que 
participan en un proceso 
metabólico y genes que codifican 
las proteínas reguladoras del 
operón 
Las proteínas reguladoras del 
operón están controladas por 
moléculas pequeñas difusibles que 
se unen y cambian la conformación 
de la proteína represora para 
favorecer o inhibir la unión a la 
secuencia reguladora. 
 
OPERÓN TRIPTOFANO: 
Codifica las enzimas para la síntesis de triptófano 
En el sitio operador se une el represor 
Activación de genes: cuando hay baja cc de triptófano la proteína que regula al triptófano es 
inactiva, es decir, no se une al operador 
(complementariedad molecular) y la RNA 
polimerasa puede iniciar la transcripción 
sin problema 
Inhibición de genes (control negativo): si la 
concentración de triptófano es alta ocurre lo 
contrario. El triptófano se une al represor y 
permite que se una al sitio operador para 
evitar que la RNA polimerasa inicie la 
transcripción 
 
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Control Positivo: la proteína activadora 
se une al sitio regulador y permite la 
trascripción 
Las proteínas activadoras también son 
reguladas 
por ligandos difusibles (las activan o 
inhiben) 
 
Si la proteína activadora se une a la 
secuencia reguladora se activa la 
transcripción/ aumenta la velocidad de 
iniciación de la trascripción→ se 
transcribe más que si no estuviera unida. 
Esto sucede porque aumenta la 
superficie de contacto de la ARN pol, 
favoreciendo la unión del RNA al DNA; ó 
porque la unión de la proteína al sitio de regulación le cambia la conformación a la ARN pol y la 
vuelve más activa 
PROTEINAS REPRESORAS O ACTIVADORAS SI O SI TIENEN Q ESTAR UNIDAS AL DNA PARA 
FUNCIONAR 
 
OPERON LAC: controlado por el CAP (proteína activada por catabolito= activador 
transcripcional) o por el Represor LAC (Represor Transcripcional) 
Estructura: promotor, operador, secuencia activadora 
Dependiendo la cantidad de glucosa y de lactosa del medio el operón va a estar más o menos 
activado (o desactivado) 
 Lactosa= Glucosa: la bacteria 
prefiere la glucosa, por ende 
esta INACTIVO (no necesita 
sintetizar los genes que 
degradan la lactosa) y la CAP no 
está unida 
La CAP está regulada por la AMPc 
(AMP ciclico): si hay glucosa => 
hay baja cc de AMPc y la 
proteína activadora está 
inactiva 
 Glucosa> Lactosa: operon 
INACTIVO porque hay glucosa 
(ídem lactosa = glucosa) y 
porque el Represor Lac está 
activo y unido a su sitio regulador, evitando que la ARN pol inicie la transcripción. 
 
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La hidrólisis de la Lactosa produce glucosa, galactosa y alolactosa. Esta última es la que se une al 
represor y lo inhibe. Si no hay lactosa en el medio no se forma alolactosa y por ende el represor 
está activo y se une a su sitio de regulación 
 No glucosa y No lactosa: operón INACTIVO. Al no haber glucosa la AMPc aumenta la 
concentración de AMPc lo que activaría al operón, pero al no haber lactosa el represor está activo 
lo que inactiva al operón. 
 
 Glucosa<Lactosa: operón ACTIVO. La AMPc está activa y en altas concentraciones y hay alolactosa 
que desactiva al represor y permite que la ARN pol inicie la transcripción. 
 
 
El operon LAC tiene1 sitio operador principal y 
varios operadores auxiliares. 
El represor se une de forma simultanea a 2 
operadores: Primero al principal y luego al 
auxiliar (la unión al ppal favorece la unión al 
auxiliar) y adopta una conformación más 
estable y de mayor represión que estabiliza las 
interacciones proteína represora-DNA gracias a 
que el DNA se curvar (bucles) 
 
 
El plegamiento del DNA Procarionte y eucarionte contribuye a la 
activación génica a distancia 
Como el potenciador está lejos de la RNA pol el ADN al curvarse 
(con gasto de ATP) pone en contacto directo al potenciador con 
la RNA pol para estimular un cambio conformacional o favorecer 
la transcripción 
 
 
 
Tipo de estrategia que usan los procariontes para regular la expresión génica 
La subunidad sigma de la RNApol se puede cambiar para que la bacteria active o desactive 
genes. Lo malo es que los virus que infectan las bacterias lo pueden aprovechar para replicarse 
 
 
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Secuencias de RNAm con estructuras 3d característica (interruptores) en el extremo 5´que se 
al unirse a metabolitos pequeños cambian su estructura 
Opera a nivel de la elongación: si los niveles del metabolito son bajos el interruptor permite 
que la RNA pol siga sintetizando (gen activo), pero si los niveles del metabolito son altos se une 
al interruptor, le cambia la conformación y provoca que este bloquee la acción de la 
polimerasa. Luego se separa de la ARNpol (gen inactivo)✓ Los eucariontes poseen tres tipos de RNA pol; 
✓ La RNA pol II (encargada de transcribir los RNA codificantes de proteínas) requiere 5 factores 
de transcripción generales; 
✓ Las células eucariontes no tienen operones; cada gen se regula de manera individual; 
✓ Cada gen eucarionte puede estar regulado por muchas proteínas reguladoras (algunas 
actuando a distancia); 
✓ Las células eucariontes poseen un complejo proteico→ mediador (aumenta el área de contacto 
para las proteínas reguladoras); 
✓ El empaquetamiento del DNA como cromatina otorga mayores posibilidades de regulación 
transcripcional. 
 
 
Región del DNA 
implicada en la 
regulación e 
iniciación de la 
transcripción 
Región de control de un gen 
eucariota 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
En los eucariontes es fundamental la 
capacidad de curvarse del DNA (formar 
bucles) ya que los factores de 
transcripción que están alejados 
pueden contactar, tanto 
de manera directa 
como indirecta, con 
los factores generales 
de la transcripción y la RNApol II→ 
esto lo hacen a través de un complejo 
polipeptídico formado por muchas 
subunidades llamado mediador 
 
Formada por: 
 
- Promotor: secuencia del 
DNA que une la RNApol II 
- Factores generales de la 
transcripción; 
- Secuencias reguladoras: 
pueden estar cercanas a la 
región promotora, o 
alejados en ambas 
direcciones 
En los eucariontes hay muchas señales que convergen en un único promotor y la 
maquinaria de transcripción integra esas señales 
El mediador tiene muchos sitios de unión para diferentes proteínas (entre ellas los factores generales y 
específicos de la transcripción). 
Tanto el mediador como los factores generales de la transcripción (son los que acuden al sitio de 
inicio de la transcripción cada vez que se va a iniciar la transcripción de un gen codificante de proteínas) 
son los mismos para todos los genes transcriptos por la RNA Pol II. 
Tanto las proteínas reguladoras como las posiciones de sus secuencias de unión en relación al 
promotor son diferentes para cada gen. 
La RNA polimerasa eucarionte requiere proteínas activadoras, mediadoras y 
modificadoras de la cromatina para iniciar la transcripción 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El mediador tiene la capacidad de unir complejos remodeladores de la cromatina y enzimas 
modificadoras de histonas (introducen las marcas específicas en las colas de las histonas para 
lograr que la cromatina esté más o menos enrollada) 
 
 
¿De qué manera una proteína activadora eucarionte de genes 
aumenta la velocidad de la transcripción? 
 
❖ MECANISMO DIRECTO: atraen, ubican y modifican tanto a los factores generales de la 
transcripción, como al mediador y a la RNA polimerasa II para iniciar la transcripción → 
favorecen el complejo de inicio de la transcripción; 
❖ MECANISMO INDIRECTO: opera a nivel de la cromatina, promoviendo modificaciones en 
su estructura, en la zona del promotor. Esto lo logra porque tiene la capacidad de atraer a los 
complejos remodeladores de la cromatina y a las enzimas modificadoras de histonas. 
El estado de la cromatina 
es fundamental para que la 
RNA pol 2 pueda iniciar o 
no la transcripción de un 
gen 
Modificación de la estructura de la cromatina por los 
Activadores génicos eucariotas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El mecanismo indirecto por el cual actúan los factores activadores de la transcripción consiste en las 
modificaciones localizadas de la estructura de la cromatina→ esto lo logran porque las proteínas 
activadoras génicas, una vez unidas a sus secuencias reguladoras en el DNA, tienen la capacidad de atraer, 
por ej., al complejo remodelador de la cromatina, el cual favorece el deslizamiento y separación de los 
nucleosomas, lo cual, a su vez, facilita la eliminación de histonas y su sustitución por determinadas 
variantes (procesos asistidos por chaperonas de histonas). 
Los factores activadores también pueden reclutar enzimas modificadoras de histonas, las cuales unen grupos 
químicos específicos de manera covalente a las colas de las histonas, creando un código de histonas que va 
a favorecer la formación de eucromatina en el sitio de inicio de la transcripción. Esto facilita el 
acoplamiento de los factores generales de la transcripción y la RNA pol 2 en la región promotora. 
Mecanismo propuesto de hiperacetilación de las histonas en el 
control de la transcripción 
El mecanismo de hiperacetilación de las histonas dirigido por la proteína activadora de las levaduras 
(células eucariontes unicelulares): se tiene a la proteína activadora con su dominio de unión al DNA, 
unido a su secuencia específica reguladora, y con su dominio coactivador unido a diversas proteínas 
coactivadoras→ una de ellas es una enzima histona acetilasa: con capacidad de acetilar residuos 
específicos de lisina presentes en las colas de las histonas. 
Cuando la proteína de DBD se une al DNA, y a las proteínas coactivadoras, la histona acetilasa acetila 
las colas de las histonas: enmascaran las cargas positivas que poseen los residuos de lisina→ esas 
cargas positivas no pueden interaccionar con el DNA y se favorece la relajación de la cromatina → se 
hace más laxa 
 
 
Mecanismo propuesto de desacetilación de las histonas en el 
control de la transcripción 
Desacetilación de las histonas dirigida por un factor de transcripción represor de la levadura: este 
factor represor tiene un dominio de unión al DNA, y un dominio de represión que le permite unirse 
a diversas proteínas correpresoras→ entre ellas una que tiene función de histona desacetilasa: quita 
los residuos unidos covalentemente a las colas de las histonas, desenmascarando las cargas positivas de 
las lisinas de las histonas, que ahora pueden interaccionar con las cargas negativas del DNA, mediante 
interacciones electrostáticas→ esta interacción facilita la formación de una cromatina más compacta 
 
Unión competitiva con 
respecto a una proteína 
activadora: se unen a un 
mismo sitio (el que llega 
primero gana) 
Lo realizan a través del 
dominio de represión, 
evitando que el activador 
se una, a través de su 
dominio coactivador, a 
ese complejo. 
La proteína represora se 
une a la superficie de 
activación de la proteína 
activadora, lo que inhibe 
su unión posterior con 
coactivadores. Esto puede 
darse cuando están 
unidas al DNA o antes. 
 
 
Las alteraciones que se producen en la estructura de la cromatina durante la iniciación de la transcripción, 
pueden persistir durante diferentes períodos de tiempo (dependiendo del gen y de la célula). A veces, una 
vez que la proteína de regulación génica se disocia del DNA, esas modificaciones se revierten; otras veces, 
persisten por más tiempo (aun cuando la proteína reguladora se disocia del DNA), permaneciendo esta 
estructura (puede heredarse). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las proteínas reguladoras génicas no suelen 
unirse al DNA como polipéptidos individuales, 
sino que en las células se requiere que varias 
proteínas de unión al DNA actúen de manera 
conjunta para que haya una unión más eficiente 
Varias proteínas de regulación génica en solución, 
que de esta manera muchas de ellas no 
interactúan o tienen una interacción débil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las proteínas reguladoras de genes de células eucariotas 
generalmente se unen de manera cooperativa al DNA 
Estos mecanismos 
operan a nivel de la 
cromatina: 
Las proteínas represoras 
también tienen la capacidad 
de reclutar: 
D- Complejos 
remodeladores de la 
cromatina: favoreciendo 
la compactación de la 
misma 
E- Enzimas 
modificadoras de 
histonas: como la 
histona desacetilasa, 
que favorece la 
compactación de la 
cromatina 
F- Histonas 
metiltransferrasas: 
metilan grupos específicos 
en las colas de las 
histonas→esto atrae 
proteínas que se unen a las 
histonas metiladas, se 
favorece la compactación 
de la cromatina 
Sin embargo, cuando se unen al DNA aumenta su capacidad de interacción. 
Incluso, algunas de esas proteínas tienen la capacidad de interactuar con ciertas 
proteínas, que forman en su conjunto, un 
complejo activador de la 
transcripción. También puede 
interactuar con otras 
proteínas, formando un 
complejo inhibidor o 
represor de la transcripción. 
Cada gen eucarionte va a estar 
regulado por un conjunto de 
proteínas, y, el ensamblaje 
final va a requerir la presencia 
de varias proteínas 
reguladoras génicas. 
 
¿De qué depende que se forme uno u otro complejo? De la disposición de las secuencias 
reguladoras presentes en el DNA y de la presencia de proteínas reguladoras específicas en determinado 
momento de la vida de la célula. 
Cada gen se expresará o será reprimido sólo cuando esté presente la combinación 
adecuada de proteínas reguladoras. 
 
 
Integración de varias señales en un promotor 
 
Varios grupos de proteínas reguladoras actúan de manera conjunta influyendo sobre un promotor 
La actividad transcripcional del gen resulta de la competencia entre la presencia de proteínas activadoras y 
represoras 
 
A. La proteína 
reguladora de genes 
(factor de 
transcripción) se 
activa simplemente 
por su síntesis (a 
partir del gen que la 
codifica); 
B. Por medio 
de la unión a 
un ligando se 
favorece su 
activación: 
cuando no esté 
unido al ligando tiene conformación inactiva y, al unirse un ligando se cambia la conformación a activa; 
C. Modificación covalente, como la fosforilación: cambia la conformación de la proteína y de esa 
manera se pueda, o unir a otros coactivadores, o se pueda desenmascarar su secuencia de 
localización al núcleo, etc.; 
D. Para unirse al DNA se requiere la adición de una segunda subunidad: cuando se une, se activa; 
 
 
 
E. Desenmascaramiento: 
la proteína reguladora 
está inactiva 
por la unión a 
una proteína inhibidora, 
la cual se puede separar, 
por ej.: por fosforilación, 
haciendo que la proteína 
reguladora quede libre→ 
se activa; 
F. Estimulación 
de su entrada 
al núcleo: las proteínas 
reguladoras génicas son 
activas cuando están unidas al DNA. La proteína se puede encontrar en el citosol de manera inactiva porque 
por ejemplo está unida a una proteína inhibidora que la mantiene en el citosol, y, cuando la proteína 
inhibidora deja libre a la proteína reguladora génica (por fosforilación, degradación, etc.), y ésta se puede 
translocar al núcleo y favorecer la transcripción; 
G. Proteólisis: la proteína reguladora de genes forma parte de una proteína de transmembrana, es clivada en 
el dominio intracelular→ se activa, transloca al núcleo y regula la transcripción. 
 
Metilación del DNA 
El propio DNA puede ser modificado de manera covalente (metilación), y esta modificación también 
contribuye a la regulación de la expresión génica. 
Metil transferasas (o metilasas): catalizan la 
metilación 
La metilación se produce en la posición 5 del 
anillo de citosina 
La acetilación de citosinas en los 
vertebrados está restringida a los 
nucleótidos: citosina, en la secuencia C-G, 
que está apareada en la hebra 
complementaria. Esto permite que el patrón 
preexistente de metilación del DNA pueda 
ser heredado. 
Esta metilación está catalizada por un subtipo específico 
llamado metil transferasas de mantenimiento 
Epigenética: cambios heredados en el 
fenotipo de una célula que no son el resultado 
de cambios en la secuencia de DNA 
En la hebra del DNA del ejemplo de arriba se tienen 2 residuos de citosina metilados, y 2 que no están 
metilados. 
Cuando el ADN se replica se mantiene, en la hebra parental, el residuo de citosina que ya estaba metilado, 
y en la hebra nueva se obtiene un residuo de citosina que va a ser reconocido por una metilasa de 
mantenimiento→ esta secuencia está apareada con una citosina que fue previamente metilada. 
La citosina de la hebra parental que no estaba metilada, no va tener un residuo de citosina metilada, y la 
nueva hebra sintetizada, no va a ser reconocida por una metilasa de mantenimiento ya que estaba 
apareada por una secuencia C-G no metilada. 
El patrón de metilación se hereda: luego de la metilación se obtiene una molécula idéntica a la parental. 
Por lo general, la metilación del DNA contribuye a la represión génica. 
 
Ejemplo de los mecanismos que contribuyen a la represión de un gen 
Modificaciones en las colas de las histonas: formación de cromatina 
compacta (heterocromatina) → se reprime la transcripción del gen. 
 
Este patrón de 
modificaciones 
de las histonas 
está llevado a 
cabo por un 
conjunto de 
enzimas 
modificadoras de 
histonas, y 
transmitido, a los 
nucleosomas 
vecinos, por 
proteínas lectoras del 
código→ estas tienen 
la capacidad de 
atraer metilasas del 
DNA (“de novo”) → actúan sin 
reconocer secuencias 
previamente metiladas. Estas 
metilasas tienen la capacidad de 
metilar al DNA, generando el 
patrón de metilación, el cual a 
su vez, tiene la capacidad de atraer 
determinado grupo de proteínas de 
unión a grupos metilo. 
 
Tanto la metilación del DNA en las 
secuencias reguladoras como las 
proteínas de unión al DNA metilado 
interfieren sobre la iniciación de la 
transcripción. 
La expresión de la mayoría de los genes depende de ambos alelos: materno y paterno → si uno 
de ellos está mutado, se puede solucionar con la expresión de la copia normal del gen 
La expresión de los genes imprintados (que tienen la marca específica→ metilación: silencia 
o activa la expresión de un gen) depende del origen parental→ el gen se va a expresar si 
está marcado la copia materna o paterna. Estos genes están implicados en el desarrollo fetal. 
Ej.: gen Igf2 que codifica para el factor de crecimiento similar a la insulina 
En la hembra el gen no está imprintado (no 
está metilado) → tiene la capacidad de unir 
una proteína CTCF que evita que el 
potenciador actúe sobre el gen Igf2, 
estimulando su transcripción. 
En el alelo paterno la metilación ocurre a nivel 
de un elemento aislante→ no se puede unir la 
proteína CTCF, por lo que el potenciador 
puede actuar (cuando se le una un factor 
activador) sobre el gen Igf2 para estimular su 
transcripción. 
La variante paterna está 
imprintada y mutada→ 
el gen materno (normal) 
no lo puede subsanar con 
su expresión. El ratón va a 
tener un peso inferior al 
normal (raquítico) 
El gen imprintado es la 
variante paterna. La 
variante materna está 
mutada→ el gen paterno 
se va a expresar y el ratón 
va a tener un tamaño 
normal (se expresa el gen 
implicado en el 
crecimiento) 
Impronta genómica: proceso basado en la metilación del DNA 
Proceso biológico por el cual un gen se encuentra marcado bioquímicamente (marca epigenética) 
indicando su origen parental. 
 
 
 
 
 
Desmetilación del genoma durante la fertilización 
En el desarrollo temprano se restablece el patrón de metilación en tejidos embrionarios y 
extraembrionarios. Los genes imprintados están protegidos de la desmetilación que ocurre durante la 
fecundación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existen alteraciones espontáneas del DNA, como la desaminación de bases: puede provocar daños en la 
célula. 
Una de las reacciones de desaminación más comunes es la desaminación de la citosina para dar uracilo (base 
que no se encuentra en el DNA) → es reconocida por enzimas de reparación, y reparan el daño (el uracilo es 
nuevamente reemplazado por citosina). 
Sin embargo, cuando la desaminación ocurre en, por ej., 
una 5-metil citosina, el producto da una timina (base del 
DNA) → no es reconocida por las enzimas reparadoras, por 
lo que no hay reparación → cambia la secuencia del DNA. 
 
A lo largo de la evolución, por el 
mecanismo de desaminación de 
la 5-metil citosina, se han 
perdido, aprox., 3de cada 4 
secuencias de C-G→ están 
subrepresentadas en 
el genoma. 
 
Las pocas secuencias 
C-G que aún existen, 
están distribuidas de 
manera desigual en el 
genoma, en forma de 
regiones o islas. 
Islas CG o CpG: asociadas a la región promotora de los genes 
constitutivos o domésticos (genes que codifican proteínas esenciales para la viabilidad celular) 
 
 
Las islas CG o CpG son sitios: 
❖ libres de metilación; 
❖ que tienen altos niveles de acetilación 
de las histonas H3 y H4; 
❖ pobres en nucleosomas (o tienen 
nucleosomas menos apretados). 
 
 
Mecanismo de aparición de islas 
CpG 
Durante la evolución, la mayoría de las 
secuencias C-G se metilan (transcriben) en 
la línea germinal, de modo tal que, mucho 
tiempo después, esas 5-metil citosinas se 
desaminan espontáneamente dando 
timina, por lo que la mayor parte de las 
secuencias que estaban metiladas 
desaparecen. Excepción: ciertas secuencias 
C-G presentes en las secuencias reguladoras 
de los genes→ por estar no metiladas son 
conservadas durante la evolución. 
 
Esas regiones ricas en C-G no metiladas 
pasan a constituir las islas CG o CpG 
Gen 
Inactivación del cromosoma X 
 
Alteraciones a nivel de todo un 
cromosoma que pueden modular la 
expresión génica 
Mecanismo de compensación de dosis 
Las hembras tienen 2 cromosomas X mientras que 
los machos 1 X y 1 Y. Hay muchas diferencias entre 
los cromosomas X e Y. 
El X codifica >1000 genes, mientras que el Y es 
más chico y codifica <100 genes. 
Este mecanismo de inactivación de 1 de 
los 2 cromosomas X en las hembras es 
para equiparar dosis génicas. 
 
Mecanismo: ocurre durante la 
formación del embrión 
temprano, y se condensa 
(inactiva) un cromosoma X al 
azar de las hembras. 
Se puede inactivar la copia 
paterna o la materna. 
En este estadío la 
hembra ya tiene 
varios miles de 
células→ cada hembra va 
a hacer un mosaico con 
células que tienen 
inactivado el 
cromosoma X de 
origen materno, y 
otras que 
tienen inactivado el 
cromosoma X de origen 
paterno. 
 
 
¿Cómo ocurre la inactivación del cromosoma X? a partir de un punto específico del 
cromosoma→ XIC (centro de inactivación de X), el cual codifica para un RNA especial (sólo se sintetiza en el 
cromosoma X que se va a inactivar): XIST RNA→ va recubriendo a todo el cromosoma X en ambos sentidos, 
de manera tal que va a inactivar a todo este cromosoma. 
Además de contener a ese tipo especial de ARN, el cromosoma X inactivo está acompañado de variantes 
específicas de histonas, modificaciones de histonas en sitios específicos y patrones específicos de 
metilación del DNA→ la combinación de todas estas modificaciones hacen que la mayor parte del 
cromosoma sea resistente a la transcripción. 
Hay un 10% de los genes que escapan de la inactivación (se pueden expresar) 
A medida que cada célula se divida, las células hijas van a heredar ese 
patrón de inactivación del cromosoma X→ se produce por la 
formación de un tipo especial de heterocromatina 
 
 
Esto ocurre en los 
mamíferos. Cada 
especie tiene un 
mecanismo 
particular que 
acompaña la 
inactivación de este 
cromosoma 
 
 
 
 
 
 
Cromosoma X inactivo 
Cromosoma X activo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este proceso es más numeroso y complejo 
que el de los procariontes. 
Mecanismos que operan una vez que 
la ARNpol comenzó la transcripción de 
un gen: después de que se una al 
promotor y se inicie. 
Dentro de estos mecanismos se encuentran: 
➢ La atenuación; 
➢ Mecanismos a nivel del 
procesamiento del ARNm: corte y 
empalme, regulación del punto de 
corte y adición de la cola poli A; 
➢ Edición del ARN; 
➢ Regulación del mecanismo de 
exportación desde el núcleo 
hacia el citosol del ARNm; 
➢ Una vez que llegó al citosol, se regula 
su localización espacial en el 
citoplasma; 
➢ Inicio de la traducción del ARNm; 
➢ Estabilización del ARNm 
 
 
Regiones 5´y 3´no traducidas (5´UTR; 3´UTR): adición del capuchón y 
Poliadenilación 
ARNm maduro eucarionte: pose, en el extremo 5´ el capuchón (5-metil guanosina), en el extremo 3´ la 
cola poli A, secuencia codificante, y además, en los extremos 5´ y 3´ contiene secuencias no codificantes 
(5´ UTR y 3´ UTR, respectivamente) que son muy importantes para la regulación de la expresión génica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
✓ Un solo sitio poli (A) 
✓ Un único patrón de 
corte y empalme 
 
Sólo se obtiene un único 
ARNm y, por ende, una 
única proteína 
Estos son todos los niveles que 
pueden ser modulados para 
regular la transcripción de un gen 
 
 
 
 
✓ Diferentes patrones de 
corte y empalme 
 
Se obtiene más de un 
ARNm maduro y, por ende, 
más de una proteína 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo: gen que codifica para la alfa-tropomiosina→ contiene muchos exones e 
intrones. A partir de este gen se puede obtener un único pre-ARNm que por el 
mecanismo de maduración alternativa, puede originar diferentes proteínas 
según el tipo celular. 
Estas diversas proteínas forman una familia de proteínas relacionadas, llamadas 
isoformas 
Maduración alternativa por corte y empalme del RNA 
Principal mecanismo para regular el procesamiento del RNAm ≠ al corte y empalme a secas del ARNm 
(procesamiento que sufren TODOS los pre-ARNm eucariontes) 
 
Otro gen que puede expresarse mediante corte y empalme alternativo es el gen de la fibronectina. 
Este mecanismo lleva a expandir el número de proteínas codificadas por el genoma 
▪ Regulación específica según el tipo celular; 
▪ En respuesta a señales de desarrollo o ambientales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 isoformas 
distintas 
 
 
 
 
Control positivo y negativo del corte y empalme del RNA 
El corte y empalme alternativo se puede regular por proteínas: 
o Silenciadores de maduración (represores): regulan de forma negativa → evitan que la maquinaria 
de regulación acceda al sitio de maduración (1 intrón queda incluido en el RNAm) 
o Potenciadores de maduración: regulan de forma positiva → favorecen el acceso de la maquinaria 
de corte y empalme (formación del empalmosoma), para lograr, por ej., la eliminación de un intrón y 
el empalme de 2 exones. 
 
La inclusión de un exón en algunos tipos celulares o la omisión del exón en otros tipos celulares, es el 
resultado de la influencia combinada de varios represores y potenciadores del corte y empalme. 
 
 
Regulación del punto de corte del RNA y adición de poli A 
Este mecanismo da distintas proteínas que difieren en el extremo carboxilo terminal 
Ej.: sucede en los linfocitos B con la síntesis de anticuerpos. 
Se tiene el gen que codifica un anticuerpo: 
- Cuando el linfocito B no está estimulado, produce un anticuerpo que se va a anclar en su 
membrana, para ello necesita tener un extremo carboxilo hidrofóbico; 
- Cuando el linfocito B es estimulado por la presencia de un antígeno, tiene que secretar al 
anticuerpo para neutralizar a ese antígeno→ la proteína (anticuerpo) va a tener un extremo 
carboxilo terminal diferente (péptido hidrofílico), así en vez de quedarse en la membrana, 
se secreta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El linfocito B no estimulado realiza el corte, 
obtiene una proteína larga con un péptido 
terminal hidrofóbico 
Cuando el linfocito es estimulado, ↑ la cc de un factor 
estimulador de corte (Cstf), por lo que el sitio de corte 
que antes era subóptimo, ahora no lo es→ se obtiene una 
proteína más corta con un péptido terminal hidrofílico 
 
 
Edición del RNA 
Alteración de la secuencia nucleotídica de los transcriptos del RNA. Por ej.: 
 
➢ Inserción de nucleótidos de 
uracilo: ocurre en mitocondrias de 
Tripanosoma. 
 
 
 
Mecanismo: la célula usa RNA guías (1, 2, etc.), que son RNA cortos. 
➢ En principio, actúa una RNA guía 1, que posee una región complementaria alextremo 3´ del 
transcripto de RNA a editar; 
➢ Se aparea con ese RNAm a editar→ ahora el RNA guía también tiene indicado en su secuencia los 
nucleótidos que especifican dónde se van a insertar los nucleótidos U en el RNAm diana; 
➢ Luego, una RNA guía 2 se complementa a una porción ya editada, y también especifica dónde se van 
a insertar los U; 
➢ Una vez terminado el proceso de edición, se tiene un RNAm más largo, que se le insertó nucleótidos 
de uracilo. 
¿Cómo se puede 
modificar 
el extremo carboxilo 
terminal? Debido a la 
presencia de 2 posibles 
sitios de corte del RNA y 
adición de poli A: sitio 
de corte subóptimo y el 
sitio 
de corte más óptimo. Sitio 
más 
óptimo 
 
 
E
d
i
c
i
ó
n
 
d
e
l
 
RNA en mamíferos 
➢ Desaminación de adenina para dar inosina: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La desaminación de adenina a inosina está catalizada 
por la enzima ADAR, la cual reconoce regiones de 
doble hebra en el RNA a ser editado. 
Este mecanismo de control de produce en el 
núcleo, antes de que el pre-mRNA se procese 
completamente. 
Secuencias específicas presentes 
en el pre-RNAm indican el sitio de 
edición. 
En el cerebro de un ratón hay un canal iónico 
que debe sufrir este mecanismo para que se 
desarrolle correctamente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Si la edición se produce en 
una región codificante 
del RNA, puede cambiar la 
secuencia de la proteína, o 
producir una proteína 
truncada. 
 
Si la edición está fuera 
de la secuencia 
codificante, puede 
afectar el patrón de 
maduración del ARNm, 
el transporte del núcleo 
al citosol, o la eficiencia 
de la traducción. 
Inserción del RNA guía 
2 en 
una porción ya editada 
Región complementaria a la RNA 
guía 1 
Las proteínas que se 
expresan en el hígado y en 
el intestino 
tienen ≠ funciones 
➢ Desaminación de citosina para dar uracilo: tanto en el hígado como en el 
intestino se expresa el gen de la Apo B→ proteína que forma parte de las lipoproteínas 
(transportan los lípidos por el plasma). 
◆ Luego de la transcripción, en ambos tipos celulares, se obtiene el pre-RNAm; 
◆ En el intestino, ese pre-RNAm sufre una edición: cambio de C por U, lo que genera un codón 
de terminación prematuro→ menor PM, se obtiene una proteína de unión a lípidos; 
◆ En el hígado no se genera este codón prematuro→ se obtiene una proteína de mayor peso 
molecular que tiene 2 dominios: 1 de unión a lípidos (amino terminal) y el otro de unión al 
receptor de lipoproteína de baja densidad (receptor LDL) 
Regulación del transporte del RNA desde el núcleo al citosol 
Sólo se transportan del núcleo al citosol aquellos RNAm que fueron correctamente procesados→ si hay RNA 
procesado de manera incompleta o dañado, son degradados en el núcleo por diferentes mecanismos. Esto 
constituye el control de calidad de la producción de los RNA. 
Sin embargo, existe un mecanismo 
de 
escape al control de calidad→ 
regulación de la expresión génica 
 
 
Ejemplo de un mecanismo de escape al control de calidad: virus del HIV 
- Este virus cuando ingresa a la célula que va a infectar, pierde la cubierta y se libera su molécula 
de RNA (genoma viral: posee la transcriptasa inversa que permite generar, a partir del RNA 
original, una doble hebra RNA-DNA, y luego una DNA-DNA); 
- Esa doble hebra DNA-DNA se integra al genoma de la célula hospedadora y se transcribe junto con 
los demás genes; 
- Luego de la transcripción, se obtienen muchas copias del RNA viral; 
- El RNA viral se va a traducir a diferentes proteínas del virus para luego ensamblarse y formar las 
partículas virales; 
- Para poder generarse esas proteínas virales, el RNA tiene que salir del núcleo al citosol para formar 
esas partículas virales. 
 
Genoma del HIV: 
⚫ DNA en el genoma de la célula huésped 
⚫ Diferentes proteínas virales: muchas de ellas se superponen en la secuencia 
* 
una porción del 
ARN viral que se 
forma, se pliega 
dando una 
estructura→ RRE 
 
 
 
 
 
 
* 
 
 
 
Para producir todas las proteínas virales tiene que haber un procesamiento por 
corte y empalme alternativo con múltiples posibilidades 
Todo el RNA viral debe ser exportado sin procesar para generar la progenie viral 
 
Fase temprana de la infección viral: a partir del DNA viral integrado en el genoma del huésped, se 
transcribe RNAm a partir del cual se obtienen, por un lado, RNA completamente procesados que pueden 
abandonar el núcleo y dirigirse al citosol; y por otro lado, RNA no procesados (más largos) que contienen el 
RRE, y que quedan contenidos en el núcleo para luego ser degradados. 
Los RNA que están en el citosol pueden ser traducidos a las correspondientes proteínas, entre las cuales está 
la proteína 
Rev 
Para que un ARNm pueda sufrir este mecanismo de regulación debe 
poseer señales específicas (código de dirección): se encuentran 
localizadas en el 3´UTR 
La proteína Rev interacciona con un receptor de exportación nuclear (exportina 1), por lo que, una 
vez que es traducida la proteína, tiene la capacidad de ingresar al núcleo 
 
En una fase tardía la proteína Rev ingresa al núcleo, reconoce al RRE presente en los RNA no 
procesados→ se unen el RRE y la proteína Rev, salen del núcleo, terminan de sintetizar todas las 
proteínas virales y forman, junto con el ARN viral, la partícula viral y abandonan la célula 
 
 
 
 
Regulación de la localización de los mRNA en el citosol 
 
✓ Sitúa al mRNA cerca de donde se necesita la proteína 
codificada; 
✓ Establece asimetrías en el citosol celular: muy importante 
durante el desarrollo embrionario; 
✓ Permite regular la expresión génica en distintas zonas de la 
célula de manera independiente: importante en las neuronas. 
Mecanismos que permiten localizar a los RNAm: 
⚫ Transporte dirigido por el 
citoesqueleto; 
⚫ Difusión y atrapamiento aleatorios de 
los ARN; 
⚫ Degradación generalizada en ciertas 
zonas del citosol, combinada con 
protección local por atrapamiento en 
otra zona diferente: distribución 
asimétrica del ARNm. 
 
 
 
 
 
Importancia de la localización del mRNA en el desarrollo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estabilidad y degradación de los mRNA 
Cuanto más lento se degrade, más disponible está ese ARNm para sintetizar la proteína 
Estabilidad de los mRNA bacterianos: vida media corta → rápida adaptación a cambios ambientales 
¿De qué depende la estabilidad de un mRNA eucarionte? 
✓ De las secuencias de los mRNA: determinan la velocidad de degradación y por ende su vida media; 
✓ De las secuencias 3´UTR: tienen sitios de unión para proteínas que pueden aumentar o disminuir la 
velocidad de acortamiento de la cola poli A o la eliminación del cap; 
✓ De la eficiencia de su traducción. 
 
 
Vías de degradación de los RNAm 
 
El proceso de degradación comienza con un acortamiento 
gradual de la cola poli A, catalizado por la desadenilasa. 
Cuando la longitud de la cola poli A 
llega a los 25-30 nucleótidos de 
Adenina, pueden ocurrir 2 cosas: 
1. Actúa una enzima que elimina la caperuza 
(decapping), seguida de la degradación 
rápida de 5´ a 3´; 
2. Degradación rápida del ARNm de 3´ a 5´. 
 
 
 
 
 
 
Durante el inicio de la traducción 
existe una interacción entre la 
caperuza (extremo 5´) y la cola 
poli A mediado por las proteínas de 
unión a poli A y factores de inicio de 
la traducción (elF4G) → mecanismo 
 de traducción dependiente 
de la caperuza (A). 
Sin embargo, hay otro 
mecanismo alternativo a este→ 
traducción dependiente de 
IRES: presente en muchos tipos de virus 
y constituye una estrategia de algunos 
virus para traducir sus RNA y bloquear la 
traducción de RNAs de la célula huésped 
(B). 
Sitios internos de entrada de los ribosomas (IRES) y control 
del inicio de la traducción 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismo de la traducción dependiente de IRES: el virus posee enzimas que cortan(truncan) al factor de inicio de la traducción elF4G→ se obtiene el factor elF4G truncado, que no 
tiene la capacidad de unirse a la caperuza, pero sí a unas secuencias especiales del ARNm→ IRES: 
a partir de estas secuencias pueden comenzar la traducción. 
Este mecanismo no sólo está presente en los virus, sino que también durante la apoptosis 
(muerte celular) en células de mamíferos. 
 
 
Adición citoplasmática de poli (A) 
Opera al inicio de la traducción en células grandes 
✓ Longitud de la cola poli (A): se alarga, para iniciar la traducción. Regulada en el citoplasma 
durante la ovogénesis y la embriogénesis temprana; 
✓ Acumulación de gran cantidad de RNAm en el citosol (preparación para la fecundación): 
aumenta la cantidad de ARNm que no se traduce. Luego de la fecundación, los RNAm maternos se 
traducen para producir proteínas necesarias para el ciclo celular y la progresión de la división 
celular (en este momento se alarga la cola poli A). 
 
 
 
 
 
 
 
El factor de iniciación de tipo 2 (eIF2) es una GTPasa: cuando está inactiva está unida a GDP, y se activa 
cuando se une a GTP. Este paso de GDP a GTP está mediado por un factor intercambiador de nucleótido de 
guanina (eIF2B). Cuando elF2 se une a GTP, se activa e interviene en el proceso de síntesis de proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mecanismo: 
 
Los ovocitos inmaduros tienen colas poli A cortas, y cerca de éstas los CPE (secuencia rica en 
uracilo). Esta secuencia tiene la capacidad de unir la proteína CPEB. A su vez, esta proteína tiene 
la capacidad de unir otra→ Maskin: se une al factor de inicio de la traducción y bloquea la 
interacción entre el Cap (extremo 5´) y la cola poli A→ no se inicia la traducción. 
Sin embargo, cuando se produce la fecundación, por el estímulo hormonal, se activan ciertas 
quinasas que fosforilan al CPEB→ se libera la proteína Maskin→ se une el factor CPSF que atrae a 
una PAP (polimerasa poli A citoplasmática) → ésta adiciona nucleótidos de adenina y alarga la 
cola→ las PABPI (proteínas de unión a poli A citoplasmáticas) se unen e interaccionan con los 
factores de inicio de la traducción→ se produce la traducción. 
 
 
Control del inicio de la traducción mediado por el factor de 
iniciación eIF2 
 
 
 
En situaciones activadas por estrés se activan quinasas activadas por estrés: fosforilan al eIF2 inactivo→ se 
recluta al eIF2B y se lo inactiva 
 
 
 
 
 
 
 
En su conjunto se denomina RNA de interferencia 
Existen muchos tipos de RNA no codificantes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se ven otros tipos de RNA como por ej.: miRNA (microRNA) o siRNA (RNA de interferencia pequeños) 
 
Mecanismo de interferencia del RNA: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Silenciamiento de genes 
 
 
 
Este mecanismo opera a nivel de los ARNm, clivándolos y 
destruyéndolos de manera específica, y así la proteína que 
codifica en estos ARNm ya no se sintetiza→ el gen es 
silenciado 
✓ Tienen precursores 
de mayor 
longitud; 
 
✓ El apareamiento 
entre el siRNA y 
el RNAm diana es 
perfecto. 
✓ Tienen 
precursores de 
menor longitud 
con bucles; 
 
✓ El apareamiento 
entre el miRNA y 
el RNAm diana es 
imperfecto. 
Ambos producen la degradación del RNAm diana → inhibición de la traducción de 
la proteína que codifica ese RNAm 
 
 
 
 
Ambos tipos de RNAi (miRNA y siRNA) comparten un mecanismo en común: 
Sin embargo, tienen unas pequeñas diferencias: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Síntesis y mecanismos específicos del miRNA 
Se sintetizan como 
precursores de mayor PM 
 
 
 
 
Sintetizados por 
RNA Pol II en el 
núcleo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuerpos P: 
estructuras 
dinámicas en el 
citosol formados 
por ensamblajes 
de RNAm y 
enzimas que 
degradan RNA 
 
 
 
- Los precursores de mayor PM se llaman pri-miRNA; 
 
miRNA: RNA no codificante de 
pequeña longitud que regula la 
estabilidad y traducción de RNAm 
específicos 
 
- Los precursores de miRNA 
poseen tanto un capuchón en 
el extremo 5´, como la cola 
poli A→ son modificados de 
manera similar a un RNAm; 
- Antes de salir al citosol, en el mismo núcleo, los precursores son procesados por una RNAsa 
(Drosha→ proteína de unión al RNA de doble cadena) ya que estos precursores forman una 
estructura particular con apareamientos de determinadas bases dentro de la cadena, y en ciertos 
sitios, también bucles→ la RNAsa corta, eliminando los 2 extremos del pri-miRNA (donde se 
encontraban el cap y la poli A), y lo convierte en un PRE-miRNA, el cual puede salir del núcleo, 
dirigirse al citosol y sufrir un segundo procesamiento (corte) mediado por un complejo llamado 
DICER→ corta eliminando un gran bucle del otro extremo y deja el miRNA de doble hebra con aprox 
22 nucleótidos de longitud; 
- El miRNA es reconocido por la proteína Argonauta y otras más, formando un complejo RISC 
(complejo silenciador mediado por RNA). A nivel de este, se seleccionan una de las dos hebras del 
miRNA que va a actuar sobre el RNAm diana y pueden pasar 2 cosas: 
1. En las plantas: el miRNA tiene una complementariedad extensa con el RNAm diana→ se une de 
manera muy complementaria a la secuencia 3´ UTR del RNAm, por lo que las enzimas del 
complejo RISC producen un corte (con gasto de ATP) en el RNAm→ puede ser degradado por 
exonucleasas (la proteína no se va a traducir). El complejo RISC se libera y puede buscar otro 
RNAm complementario para lograr nuevamente su degradación; 
2. En los animales: la unión del miRNA con el RNAm diana es menos extensa. En un principio, se 
bloquea la traducción del RNAm, pero finalmente va a ser dirigido, por el complejo RISC, hacia 
los cuerpos P para finalmente ser degradados. 
Características principales del miRNA: 
▪ 1 sólo miRNA puede regular diferentes RNAm: solo si esos RNAm contienen secuencias 
complementarias en el extremo 3´ UTR; 
▪ Pueden actuar de manera combinatoria: cuando el apareamiento entre un miRNA y un 
RNAm no consigue activar el corte de ese RNAm, se une otro miRNA para producir una 
mayor reducción en su traducción; 
▪ Ocupan poco espacio en el genoma. 
 
Mecanismos específicos del siRNA 
Presente en hongos unicelulares, plantas y gusanos 
 
- Actúan como un mecanismo de defensa contra RNA doble cadena foráneo (extraño para la 
célula); 
- Muchos elementos transponibles del genoma y muchos virus que infectan a una célula producen, 
en su ciclo de vida, RNA de doble cadena, el cual es reconocido y procesado por el complejo 
DICER (mismo que en el miRNA); 
- Las nucleasas de este complejo clivan en distintos puntos esos precursores de larga longitud para 
generar los siRNA de 22-23 nucleótidos de longitud; 
- A partir de ahora se pueden diferenciar 2 mecanismos de acción para silenciar la expresión génica: 
1. El más común: los siRNA se unen a la proteína Argonauta (y otras del RISC), se 
selecciona 1 sola hebra (como en miRNA) → el complejo RISC se une a la RNAm del 
virus y lo degrada; (aoareamiento perfecto) 
2. Por otro lado: los siRNA se unen a la proteína Argonauta pero combinada con 
otras diferentes, formando el complejo RITS (complejo de silenciamiento 
transcripcional inducido por RNA). Este complejo opera uniéndose al RNAm que se 
está transcribiendo a partir de la RNA Pol → detiene la transcripción del RNAm, y 
atrae enzimas que modifican las histonas (por ej.: las metilan) → también modifican 
(metilan) el DNA, por lo que reprimen directamente la transcripción, 
transformando la cromatina en heterocromatina. 
 
PROCESOS QUE DEPENDEN DE LA MAQUINARIA DEL RNAi: 
❖ El RNAi sirve como un mecanismo de defensa contra: 
▪ infecciones virales; 
▪ transposones: elementos de DNA móviles que pueden cambiar de posición en el 
genoma y, al igual que las mutaciones, pueden causar problemas; contribuyen a la 
variabilidad de la expresión génica);❖ Función de miRNA que regulan la expresión de muchos genes; 
❖ Pueden servir como herramienta de investigación para silenciar genes de manera 
experimental y ver consecuencias en la vida celular→ se tiene que tener un RNA doble hebra 
(dsRNA) fabricado a medida; 
❖ Participación de miRNA en el desarrollo. 
 
Es importante la relación entre el mecanismo del RNAi y la terapéutica: el mecanismo de RNAi tiene un 
potencial muy grande en el tratamiento de enfermedades humanas, ya que muchas de ellas son el resultado 
de la expresión errónea de genes y existe la posibilidad de desactivar esos genes, introduciendo en la célula 
moléculas de RNAi cortos (siRNA) que sean complementarias a los RNAm que codifican esos genes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TERAPIAS BASADAS EN RNA 
3 CATEGORÍAS 
• Las que tienen como blanco a los ácidos 
nucleicos 
- Oligonucleótidos antisentido (ASO): 
pueden prevenir la traducción de RNA a 
proteínas por diferentes mecanismos (por 
ej. bloqueando el comienzo de la traducción, 
marcando el RNAm para la degradación, o 
pueden alterar el splicing); 
- RNAi. 
• Drogas que utilizan como blanco a las proteínas - Aptámeros de RNA: moléculas que tienen 
la capacidad de unirse a una proteína y 
modular su función. 
• Drogas que codifican proteínas - RNAm: su aplicación es para las vacunas. 
Por ej.: para el tratamiento contra el cáncer y 
para enfermedades infecciosas virales.