Regulación de la expresión génica

Regulación de glala

E presión Expresión génicag

Regulación de la Expresión é i b t igénica en bacterias

D tDuranteReplicación, transcripción y traducción

• Genes constitutivos: síntesis de enzimasGenes constitutivos: síntesis de enzimas que se requieren en forma contínua.

• Genes adaptativos: síntesis de enzimas i d t i dque se requieren en determinadas

circunstancias.

SistemasSistemas• Inducibles:Cuando el sustrato sobre el que va actuar la enzima provoca la síntesis del enzima.Al efecto del sustrato se le denomina inducción positiva.inducción positiva.Al compuesto que desencadena la síntesis del enzima se le denomina Inductordel enzima se le denomina Inductor.

ÓProcesos CATABÓLICOS

• Reprimibles:Reprimibles:

C d l d t fi l d l ióCuando el producto final de la reacción que cataliza el enzima impide la síntesis de la

imisma.Este fenómeno recibe el nombre de inducción negativa.Al compuesto que impide la síntesis del p q penzima se le denomina correpresor.

ÓProcesos ANABÓLICOS

Tipos de controlTipos de control

• Positivo:Positivo:Cuando el producto del gen regulador activa la expresión de los genes actúa como unla expresión de los genes, actúa como un activador.

N ti• Negativo:Cuando el producto del gen regulador reprime o impide la expresión de los genes, actúa como un represor.

OPERÓNOPERÓN

Modelo de Operón:Modelo de Operón:• Propuesto por Jacob y Monod (Nobel

1965)1965).• Aplicable a procariotas.• Grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores.

¿Cómo está formadoun operón?

¿Qué características posee?¿Qué características posee?

• Inducible.• Control negativo.g• Genes estructurales policistrónico.

El gen z+: codifica para la b galactosidasaEl gen z+: codifica para la b-galactosidasa.

El gen y+: codifica para la galactósido permeasa.

El gen a+: codifica para la tiogalactósidotransacetilasa.

¿Qué función cumplenel CAP y AMPc?

• CAP: Proteína activadora de catabolitos.

• AMPc: Necesario para la transcripción de todos los operones que son inhibidos portodos los operones que son inhibidos por el catabolismo de la glucosa

medio Condiciones transcripción

- lactosa+ glucosa

Represor unido al operador

AMP d id

no hay

AMPc reducido= lactosa que

glucosaRepresor no se une al operador

Transcripción mínimaglucosa une al operador

AMPc reducidomínima

+ lactosa- glucosa

Represor no se une al operadorAMPc elevado

Transcripción máxima

AMPc elevado

Regulación del operón LAC

Regulador

Operón LAC

gOperador Gen x Gen aGen y

ARNARNm

Si no hay lactosa los Genes no se transcriben

Represor activo

ReguladorOperador Gen x Gen aGen y

Operón LAC

ARNm

TranscripciónTranscripción

RepresorTraducción

Represorinactivo

Enzimas para metabolizar la lactosa

Lactosa

¿Qué características posee?¿Qué características posee?

• Es reprimible: el gen regulador codifica para una proteína represoracodifica para una proteína represora.

• Posee 5 genes estructurales.g• El triptofano es co-represor.• El represor es inactivo.

Regulación del operón de la vía del triptófano

Regulador

Operón reprimible

Operador Gen a Gen c Gen b

ARNm

Represorinactivo

enzimas

Vía metabólica del triptófano

triptófano

.

Regulador

Operón reprimible

Operador Gen a Gen c Gen b

ARNm

Represor

enzimas

Represorinactivo

Vía metabólica del triptófano

triptófano

Represoractivo

Regulación en eucariotasRegulación en eucariotas

• Los genes son monocistrónicosLos genes son monocistrónicos.• No hay operón.

Dif t i l d t l d l• Diferentes niveles de control de la expresión:

TranscripcionalProcesamientoProcesamientoTraduccionalActividad proteica

Regulación de la expresión génica a nivel de la cromatina

• Existen cuatro subniveles de regulación al nivel de la cromatina:nivel de la cromatina:1. Condensación de la cromatina: sitios

ibl hi ibl l DN Isensibles e hipersensibles a la DNasa I.2. Zonas superenrolladas.3 Metilación de las citosinas3. Metilación de las citosinas.4. Reordenamiento del genoma.

Regulación a nivel transcripcionalRegulación a nivel transcripcional• Regulación en cis es una secuencia

ti t ticontigua a un gen que tenga tiene un efecto regulador sobre la tasa de t i ió dtranscripción de ese gen

Los enhancers:• Actúan a distancia del gen en ambas

direcciones.• Están situados antes del promotor, pero p , p

pueden estar después.• Se encuentran en la región 5' o en la 3' delSe encuentran en la región 5 o en la 3 del

gen y pueden encontrarse incluso dentro de un intrón.de un intrón.

• Pueden afectar la transcripción de cualquier gen situado en las proximidadescualquier gen situado en las proximidades.

• Son específicos de cada tejido o de cada especie.p

• Pueden actuar modificando la estructura• Pueden actuar modificando la estructura espacial del DNA o su velocidad de torsióntorsión.

• Pueden ser reconocidos por una o varias proteínas reguladoras.

SecuenciasSecuencias

• Promotoras• Promotorasa. La caja TATAb. La caja GC (islas GC)c. La caja CAATj

Regulación en trans:Regulación en trans: factores induciblesfactores inducibles

• Factores basales de transcripciónp• Factores específicos de transcripción

A ti dActivadorasRepresorasp

Las hormonas esteroidesLas hormonas esteroides

Regulación de la expresión é i i l i i lgénica a nivel postranscripcional

1. Splicing diferencial.

2. Diferentes sitios de poliadenilación.

3. Estabilidad de los ARNm.

4. Almacenamiento de los ARNm

Regulación de la expresión é i i l d i lgénica a nivel postraduccional

• Esta regulación puede ser cuantitativa oEsta regulación puede ser cuantitativa o cualitativa. Se trata de glicosilaciones, fosforilaciones acetilacionesfosforilaciones, acetilaciones, ribosilaciones

Niveles superiores del control é i igénico en eucariontes

• TransposonesTransposones

Consultas en la webConsultas en la web…

• http://fbio uh cu/sites/genmol/confs/conf7/ihttp://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/index_euc.htm

• http://med.unne.edu.ar/catedras/bioquimic/ i hta/expresion.htm

• http://genmolecular.wordpress.com/regulacion-de-la-expresion-genica/p g