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7/21/2019 Sesion 8 Regulacion Expresion Genica.ppt
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REGULACION DE LAEXPRESION DE GENES
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EXPRESION DE GENES
De los 4,000 o mas genes presentes en lasbacterias y alrededor de 35,000 genes en loshumanos, solo una fraccin de ellos sonexpresados en una clula en cualquiermomento.
Algunos productos de genes son abundantesson abundantes (enzimas).
INTRODUCCION
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EXPRESION DE GENES
INTRODUCCION
La concentracin celular de una protena esdeterminada por un delicado balance de 7 procesos:1. Sntesis del ARNm precursor.2.Modificacion post-transcripcional (ARNm maduro).3. Degradacin del ARNm .4. Sntesis de protenas.
5. Modificacin post-traduccional de protenas.6. Transporte de protenas.7. Degradacin de protenas.
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Transcripcin
Transcripcinprimaria
Nucletido
s
Gen
ModificacinPost-transcripcional
Degradacindel ARNmARNm
maduro
Traduccin
AminocidosProtenainactiva
ModificacinPost-
traduccionalDegradacin
de la
protenaProtena
activa
Transporte deprotenas
ADN
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REGULACION DE GENES
Genes que son frecuentes expresados de
manera peridica se conocen como genes decasa o housekeeping genes.
Los genes que son expresados de maneravariables o fortuita se conocen como genes
constitutivos.
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REGULACION DE GENES
Incremento de expresin de genes se
denomina induccin.
Disminucin de expresin de genes se conocecomorepresin.
La transcripcin es mediada y regulada porinteracciones ADN- protenas.
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Secuenciasconsenso, con efectoregulador negativo
Sitio de inicio del ARN
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Sitio de inicio delARN
Secuenciasconsenso, con efecto
regulador positivo
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REGULACION DE GENES
El inicio de la transcripcin es regulado porprotenas, aquellos que son factores especficos
que alteran la especificidad de la ARN polimerasa;represores, que impiden el acceso de la ARNpolimerasa al promotor y activadoresque unenal promotor con la ARN polimerasa.
En el caso de las clulas procariontes losoperadores son lo mas cercano a un promotor.
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Regulacin negativa(unin del represor inhibe la
transcripcin)
Operador
ADN
Promotor
ARNm
Molculaseal
Seal molecular quecausa la disociacin
de la protenareguladora del ADN
Represor(rosado), se
une aloperador en
ausencia de lamolcula
seal
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Regulacin negativa(unin del represor inhibe la
transcripcin)
Represor(rosado), se
une aloperador en lapresencia de lamolcula seal
ARNm
Molcula seal quecausa la unin de laprotena reguladora
al ADN
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Regulacin positiva(unin del activador facilita la
transcripcin)
ARNm
ARN polimerasaUnin delactivador
en ausenciade la
molculaseal
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Regulacin positiva(unin del activador facilita la
transcripcin)
ARNm
Unin delactivador
enpresencia
de lamolculaseal
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OPERONES
Mucho de los genes de los procariontes sonregulados por operones.
Los genes agrupados y promovidos, cuyafuncin es regular se denominan operon.
Los operones pueden contener de 2 a seisgenes transcriptos como una unidad en
comn, algunos pueden contener hasta 2 omas genes.
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OPERON lac
La lactosa operon o tambin conocida como lac,incluye los genes para -galactosidasa (Z),galactosida permeasa (Y) y tiogalactosida
transacetilasa (A). Estas tres enzimas aparecen para la modificacin
de las galactosidas y facilitar su remocin de laclula.
Cada uno de estos tres genes es precedido por unsitio de unin que independiza la traduccin.
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Represor lac
ARNm
ADN
Codifica alrepresor Promotor
de losgenes lac
Promotordel gen I
Operadorprincipal
Operadoressecundarios
Genes
lac
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REGULACION DE EXPRESION DEGENES EN PROCARIONTES
Aparentemente existen dos mecanismos de
regulacin gnica: uno de ellos a niveltraduccional, a travs de protenas quepodran unirse a ARNm; y el segundomecanismo a travs de una recombinacin
gentica.
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REGULACION POSITIVA DEL OPERONLac
Qu sucede con la expresin del operon Laccuando glucosa y lactosa estn presentes almismo tiempo?
Mecanismo represin catablica.
Restriccin de genes para el catabolismo de
lactosa, arabinosa y otros azucares enpresencia de glucosa.
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El efecto de la glucosa es mediada por la
protena receptora de cAMP llamada CPR. Es un homodimero el cual presenta sitios de
unin a ADN y a cAMP.
La unin es mediada por motivos hlice-giro-hlice.
REGULACION POSITIVA DEL OPERONLac
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Cuando la glucosa esta ausente se une CRP-cAMP cerca al sitio del lac promotor,estimulando la transcripcin, por lo tanto seda una regulacin positiva.
REGULACION POSITIVA DEL OPERONLac
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REGULACION POSITIVA DEL OPERON
Lac
Entonces, la unin CRP-cAMP tiene unpequeo efecto sobre la transcripcin deloperon lac, cuando el represor esta
bloqueando la transcripcin y disociacin delrepresor del operador lac, siempre y cuando
CRP-cAMP este presente.
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El complejo ARN-promotor no se forma si elCRP-cAMP esta presente.
REGULACION POSITIVA DEL OPERON
Lac
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Se define un incremento transcripcional en laausencia de secuencias regulatorias.
En el caso de las bacterias la ARN polimerasageneralmente tiene acceso a cualquierpromotor y puede unirse e iniciar latranscripcin a diferentes niveles de eficiencia
dependiendo de la presencia de activadores yausencia de represores.
REGULACION DE EXPRESION DE
GENES EN EUCARIONTES
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Sin embargo en el caso de los eucariontesfuertes promotores son inactivados in vivo
en la ausencia de protenas reguladoras. El acceso a los promotores eucariontes esta
restringido por la estructura de la cromatina,y la activacin de la transcripcin esta
asociado a muchos cambios en la regintranscribida en la cromatina.
REGULACION DE EXPRESION DE
GENES EN EUCARIONTES
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A pesar que las clulas eucariontas tienen
mecanismos positivos y negativos deregulacin. Los mecanismos positivos estnmuy lejos de ser caracterizados.
En resumen todos los genes eucariontas
necesitan ser activados para ser transcriptos.
REGULACION DE EXPRESION DEGENES EN EUCARIONTES
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En conclusin lo que hace complicada la
regulacin de expresin gnica radica en quela transcripcin se realiza en el ncleo y latraduccin en el citoplasma en diferentetiempo y espacio.
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Protenas HMG Transcripcin
Ligadores
ADN
CTD ARNcomplejo
Polimerasa II
Transactivadores
de unin a ADN
co-
activadores
Secuenciasreguladorasadicionales
Secuenciasactivadorasupstream
Protenas deunin a lasecuencia
TATA
Facilitan elproceso de
transcripcin
Factor de
Transcripcin
Mediadoresentre los
Transactivadores de unin
a ADN y elcomplejo Pol
II
Grupo de
protenasde alta
movilidad.
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Ligadores
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