Regulacion de la Expresion Genica

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Regulación de la Expresión Génica
Universidad de Carabobo
Facultad De Ciencias de la Salud
Escuela de Medicina “Dr. Witremundo Torreaba”
Asignatura Bioquímica
Prof Carlos Pérez
Objetivos
Explicar las principales formas de regulación genética en los organismos eucariotas:
Control Pretranscripcional: 
Remodelado de la cromatina.
Acetilaciones y desacetilaciones.
Metilaciones.
Control Transcripcional:
Mediación de hormonas esteroideas. 
Segundos mensajeros. 
Secuencias silenciadoras. 
Secuencias potenciadoras (enhancers).
2
Control Post-transcripcional:
Procesamiento alternativo del ARN mensajero. 
Regulación de la estabilidad del ARNm. 
Reagrupamiento y amplificación de genes. 
Edición o corrección del ARNm.
Control traduccional. Mecanismos alternativos.
Control Post-traduccional:
Ubiquitinación. 
Proteosoma.
Tipos Celulares
Eucariota
Procariota
Vs
Regulación Genética
La regulación genética comprende todos aquellos procesos que afectan la acción del gen a nivel de traducción o transcripción, regulando los productos. funcionales de un gen. 
Cuatro características fundamentales distinguen la regulación en eucariotas y procariotas
1. Acceso a los promotores
4.Transcripción separada en tiempo y espacio de traducción
3. Proteínas reguladoras multiméricas
2. Regulación positiva predominante
Lehninger
6
Jose Luque
Control Pre-Transcripcional
Remodelación de la Cromatina
1
2
3
Jose Luque
Acetilación
Metilación
Enzimas:
Metilasa
Desmetilasa
Jose Luque
Control Epigenetico
Secuencias Promotoras
Región de ADN que regula el inicio de la transcripción de un gen
Control Transcripcional
Jose Luque
Factores de Transcripción
Generales
Proximales 
Inducibles
Actúan favoreciendo dificultando la unión y la actividad de la ARNpol
Jose Luque
Hormonas
Se unen a receptores propios activándolos y permitiendo que se unan al ADN
Hormonas
Con otro mediador o 2do mensajero
Interacción directa
Hormonas Tiroideas 
Hormonas Esteroideas 
Lozano
Lozano
Corte y Empalme
Splicing Alternativo
Poliadenilación
Control Post-Transcripcional
Jose Luque
13
Estabilidad del ARNm
Ribonucleasas
La degradación intracelular del ARNm
Exonucleasa
Endonucleasa
Acción protectora Poli(A)
Cuanto es la longitud será la vida media del ARNm. 
14
Edición y Corrección
1 gen
proteína
proteína
Tejidos distintos
En función de un cambio en una sola base de la secuencia
Control Traduccional
Fosforilación
Represión
eIF-2e
IF-4E
Por protein quinasa que
fosforila el complejo de iniciación
Por proteínas de unión al ARNm
Por proteínas de unión , impiden interacción entre factores 
Lehninger
16
Degradación de Proteínas
Recambio Proteico
Lisosoma
Mantener un nivel adecuado de proteínas
Jose Luque
Citosol
Control Post-Traduccional
Gránulos
50 enzimas hidrolíticas
Catepsinas
Proteasas
Degradación Lisosómica
Jose Luque
Ubiquitina
Destrucción o marcaje para la proteólisis
Degradación Citosólica
Jose Luque
Proteasoma
Gran complejo proteico, formado por distinta subunidades
Jose Luque
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Control Pretranscripcional
Condensación de la cromatina
Acetilación y Metilación del ADN
Control Transcripcional
Frecuencia, Velocidad y Eficacia del inicio de la transcripción
Promotores y factores de transcripción
Velocidad del procesamiento (Corte y empalme).
Control Postranscripcional
Control del transporte de ARN
Selección de los ARNs que son transportados y el transporte a través de los poros
Control de degradación del ARN
Estabilidad del ARN maduro.
Control de la traducción
Frecuencia y Velocidad del inicio de la traducción. (Complejos de iniciación y ARNs)
Eficacia de las modificaciones postraduccionales
Control del procesamiento de proteínas
Control de la actividad de las proteínas
Eficacia de la terminación de la traducción
Regulación en Procariotas
Sistema Constitutivo y Adaptativo
 Genes Constitutivos
 Genes Adaptativos o Regulables
Sistema Inducible y Represible
 Genes Inducibles (Catabólicos)
 Genes Reprimibles (Anabólicos)
Genes de la Regulación Genética
Proteínas Reguladoras
Represoras
Activadoras
Transcripción de Señales Especificas
Activan
Disminuyen
¿Que es un Operón?
Es una unidad genética funcional, constituida por uno o varios genes y secuencias asociadas responsables de su regulación 
Constituido por:
Genes Estructurales
Genes Reguladores
Promotor
Proteína Reguladora
Inductor
Operador
Operón Lactosa
Operón Lactosa 
Tres genes estructurales
Gen regulador(I): codifica la proteína reguladora
Promotor (P): reconoce a la ARN polimerasa
Operador(O): reconoce a la proteína reguladora
Esta formado por :
Elementos de control
Z, Y, A
Sistema Inducible
Control negativo
Control positivo
Participación indirecta de la glucosa
En ausencia de lactosa
Mediado por la proteína represora
Mediado por la proteína CAP
Control Negativo
Ausencia de lactosa
El gen regulador codifica ala proteína represora (represor lac)
Unión del represor lac con el operador
Se dificulta la unión de la ARN polimerasa con el promotor
No se sintetizan las enzimas
Operón Lactosa 
La alolactosa se une a la proteína represora
Ocurre un cambio de conformación del represor lac 
Debido a esto la proteína represora no se puede unir al operador
Se logra la unión de la ARN polimerasa con el promotor
Se da la transcripción de los genes estructurales y la síntesis de las 3 enzimas
En presencia de lactosa
Se produce Alolactosa
Actúa como inductor de operón
Control positivo 
Esta mediado por la proteína CAP ( proteína activadora de genes catabólicos)
La proteína CAP se un a una región cercana al promotor
Esta unión solo es posible en presencia de AMPc
En presencia de glucosa
No se inducen a genes estructurales implicados en el catabolismo de otros azucares
Considerada concentración causa la
Escasa concentración causa la 
AMPc
Glucosa
AMPc
Operón triptofano
Esta formado por :
Cinco genes estructurales
Gen regulador: codifica la proteína reguladora denominada Aporrepresora
Elementos de control 
Correpresor: Triptófano
Sistema Represible
E, D, C, B, A
Triptófano 
Controla y regula la expresión de este operón
En ausencia de triptófano 
La proteína codificada por el gen regulador no es capaz de unirse al operador
La ARN polimerasa se une al promotor
Se da la transcripción y la síntesis de las cinco enzimas por parte de los genes estructurales
Triptófano 
Control negativo
En presencia de triptófano 
El correpersor se une a la proteína reguladora (aporrepresor)
Varia la conformación del aporreceptor
Se forma el represor que se unirá al operador
No se logra unir la ARN polimerasa al promotor
Se reprime la síntesis de las enzimas
Gracias por su atención..
Condensacion ADN.mov
Regulacion Eucariota - Hormonas esteroidea.swf
Regulacion Eucariota-Hormona Tiroxina.swf
Video 1 - Operon Lac.swf
Video 2 - Operon Trp.swf