TEMARIO BIOTECNOLOGÍA

-Organización del material genético

-Traducción y código genético

-Transcripción del ARN

-Mutación y reparación del ADN

-Regulación de la expresión génica en procariotas y sus virus

LA ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO EN CROMOSOMAS.

El material genético se compacta en un área discreta de la célula formando los cromosomas. Éstos se encuentran en los virus, células procariotas, en el núcleo de células eucariotas y en cloroplastos y mitocondrias.

MATERIAL GENÉTICO EN VIRUS

La mayoría de los virus, presenta un sólo cromosoma formado por ADN o ARN que puede ser unicatenario, bicatenario, lineal o circular.

Los fagos de bacterias están rodeados por una cubierta de proteínas e inyectan su cromosoma al interior de la bacteria. El cromosoma del virus puede seguir dos rutas dependiendo del tipo de fago que sea:

FAGO VIRULENTO: siempre sigue la ruta lítica. FAGO TEMPERADO: pueden seguir la ruta lítica pero normalmente

siguen la ruta lisogénica según la cual el fago está en la célula como un profago.

CICLO LÍTICO

1. 1º Un fago se adhiere a la célula hospedadora e inyecta su ácido nucleico en la célula.

2. 2º Con la "maquinaria" de la bacteria, el fago replica su material genético y sintetiza sus proteínas mientras que el cromosoma del huésped se degrada.

3. 3º Los fagos se ensamblan en el interior de la célula huésped. 4. 4º La bacteria se lisa y los fagos quedan libres.

CICLO LISOGÉNICO

1. El fago se adhiere a la célula hospedadora e inyecta su material genético. 2. La célula, tiene, en estos momentos, dos ADN circulares (uno de ellos del

fago). 3. El ADN del fago se integra en el cromosoma de la célula huésped. 4. Se produce entonces la lisogenia: la bacteria es portadora del ADN del fago

pero es inmune a su acción lítica aunque sí que pueden infectar a otras bacterias no resistentes a estos virus y provocar su lisis.

INTEGRACIÓN DEL ADN DEL FAGO EN EL HUÉSPED

En el ADN del fago hay una región específica llamada SITIO DE INTEGRACIÓN y en la bacteria hay otra región en la que se integra este ADN y que se encuentra entre los genes gal y bio.

El fago integrado en el cromosoma bacteriano se conoce como profago. El profago es un factor no infectivo que se transmite de generación en generación y evita la infección por fagos libres. En algunos casos el profago se induce para producir fagos infectivos (ciclo lítico) que eliminan la protección de la célula contra el fago, lisándose y liberando fagos libres que infectan célula no lisogénicas.

El profago puede inducirse por luz UV, productos químicos...

ENSAMBLAJE DE LOS VIRUS

1. Procabeza I: está formada por el núcleo protéico de lo que será la cabeza. 2. Procabeza II: la cabeza está formada pero vacía.

3. Comienza el empaquetamiento del ADN que va entrando a la célula conforme está empaquetándosse.

4. La cabeza se expande cuando ya está parcialmente llena de ADN y se hace un poco más grande.

5. La cabeza está completamente rellena y preparada para el enganche de la cola.

6. La cola se engancha y el virus está completamente maduro.

MATERIAL GENÉTICO EN BACTERIAS.

El cromosoma bacteriano se compacta formando una estructura llamada NUCLEOIDE. Es un cromosoma circular y bicatenario formado por ADN, ARN y proteínas básicas. Se produce una interacción entre el ADN cargado positivamente y las proteínas cargadas negativamente.

Junto al cromosoma se pueden encontrar plásmidos.

EL FACTOR DE FERTILIDAD (FACTOR F)

Antes que nada hay que aclarar el concepto de conjugación. La conjugación bacteriana es un proceso mediante el que unas células transfieren ADN a otra célula con la que entran en contacto.

La capacidad para transferir el ADN depende de la presencia del factor F que es un pequeño elemento de ADN circular que funciona como un minicromosoma de aproximadamente 100 genes. Las células que portan el factor F se conocen como F+ y las que no son F-. Las propiedades del factor F son las siguientes:

1. El factor F puede replicarse por lo que se mantiene en una población celular que se esté dividiendo.

2. Las células F+ producen pili que son túbulos proteicos que les permiten ponerse en contacto y adherirse a otras células.

3. Las células F+ pueden transmitir el factor F a células F- pero no a células F+. Siempre permanece una copia en la célula donante.

4. Ocasionalmente el factor F se integra en el cromosoma de la célula hospedadora.

Cuando esto ocurre, al transferirse el factor F, se transfiere también el ADN de la célula hospedadora, así se transfieren marcadores cromosómicos de la célula hospedadora a la célula nueva.

En principio, el factor F se integra en una pequeña proporción de células con lo que éstas células puede transferir marcadores cromosómicos a una nueva estirpe. Se pueden aislar las células con el factor F integrado en el cromosoma y cultivar especies puras derivadas de estas células. En estas estirpes, cada célula transmite marcadores cromosómicos durante la transferencia de F, de modo que la frecuencia de recombinantes es mucho mayor que en las células de la población original donde el factor F está en el citoplasma. Por esta razón a las estirpes con el factor F integrado se les llama Hfr (high frequency of recombination). La integración del factor F en E. coli se produce entre regiones homólogas del factor F y de su ADN.

PLÁSMIDOS

Son elementos extracromosómicos, moléculas pequeñas de ADN que están libres en el citoplasma. Los plásmidos llevan información genética y se replican dando lugar a nuevos plásmidos que se incorporan a las células hijas en la división celular. Algunos de ellos pueden integrarse en el cromosoma. Los plásmidos pueden tener funciones diversas y algunos de ellos son plásmidos R, Col, y el factor F cuando está en estado citoplásmico.

EPISOMAS

Un episoma es un factor genético bacteriano que puede encontrarse como elemento aislado en el citoplasma o como parte integrante del cromosoma. El factor F es un episoma porque lo encontramos tanto como plásmido (en el citosol) como integrado en el cromosoma.

SUPERENROLLAMIENTOS

Los superenrollamientos se producen en los plásmidos, los ADN circulares y los ADN lineales que no pueden girar sobre uno de sus extremos. Existen dos tipos de superenrollamientos, los positivos y los negativos. Los positivos enrollan más el dúplex, con lo que las bases están más apretadas (hay más pares de bases por vuelta)(el dúplex se gira a la derecha). Los negativos desenrollan más el dúplex, las bases están por tanto más separadas (hay menos pares de bases por vuelta y el dúplex se gira a la izquierda).

Dos formas de un ADN circular que difieran únicamente en una propiedad topológica (como es que esté más o menos superenrollado) son topoisómeros ya que no cambia su composición en pares de bases, etc.

Esto tiene mucho que ver sobre todo para el empaquetamiento del ADN en eucariotas y también en procariotas.

DIFERENCIAS ENTRE EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS.

La diferencia fundamental está en la cantidad de ADN que es inferior en procarioras que en eucariotas como por ejemplo: en E. coli el ADN mide 1.3 mm y tiene 4.2 Mb mientras que una célula humana tiene 1.8 mm y 6000 Mb pero si hay 10 elevado a 13 células, el ADN humano mide 2 x 10E13 m.

EL CROMOSOMA EUCARIÓTICO.

Los cromosomas se encuentran en el núcleo celular separados del resto de la célula por la membrana nuclear. Un cromosoma tiene tres partes fundamentales: centrómero, telómero y los brazos.

El centrómero (constricción cromosómica primaria) es la estructura a la que se une el huso acromático. La región centromérica aparece normalmente como un y su posición define la relación entre las longitudes de los dos brazos centroméricos que es una característica muy útil. Según la posición del centrómero los cromosomas se clasifican en:

Telocéntricos con el centrómero en un extremo. Acrocéntricos con el centrómero alejado del centro.

Metacéntricos con el centrómero en el centro.

Los telómeros son secuencias situadas en los extremos de los cromosomas que les dan estabilidad. Se encuentran sobre todo en los cromosomas eucarióticos lineales.

El número de nucleolos difiere de un organismo a otro, variando entre uno y muchos. Los nucleolos contienen ARN ribosómico, un componente muy importante de los ribosomas. Los nucleolos se encuentran situados en las constricciones secundarias de los cromosomas llamadas organizadores nucleolares, que ocupan lugares específicos en el cromosoma.

En los centrómeros y telómeros se encuentra asociado ADN satélite que son segmentos de ADN altamente repetitivo y moderadamente repetitivo.

Los cromosomas eucarióticos están la mayor parte del ciclo celular como una sola cromátida y como dos cuando se replica. La replicación del ADN es semiconservativa, esto se demostró en un experimento en el que se marcó con tritio una cromátida. Entonces se procedió a replicar esta cromátida en presencia de tritio y se obtuvo un cromosoma de dos cromátidas marcadas. Se hizo volver a replicarse, esta vez sin presencia de tritio y se obtuvieron cuatro cromátidas formando dos cromosomas. Cada cromosoma tenía una molécula marcada y la otra no con lo que en la replicación se conservaba para el nuevo cromosoma una de las cromátidas parentales.

ORGANIZACIÓN DEL CROMOSOMA EUCARIÓTICO

En células eucarióticas que no se hayan sometidas a división celular el cromosoma recibe el nombre de cromatina. La cromatina consiste en fibras que contienen proteínas, ADN (en cantidades muy parecidas) y una pequeña porción de ARN. Las proteínas que se asocian al ADN son básicas y se llaman histonas. Las histonas que participan son H1, H2A, H2B, H3 y H4.

Ahora pondré por orden de empaquetamiento los diferentes niveles, desde el primero hasta el último Sucesivamente.

PRIMER NIVEL: NUCLEOSOMA

Esta estructura vista al microscopio se ve como si fuera un collar de perlas del que las cuentas son los nucleosomas.

El nucleosoma está formado por un octámero de histonas en el que hay dos subunidades de las histonas H2A, H2B, H3 y H4. Alrededor de este octámero se arrolla el ADN con dos vueltas. El espaciamento entre las cuentas está formado por ADN que se llama ADN puente. El nucleosoma mide 6 nm. Los nucleosomas se vuelven a organizar con la ayuda de la histona H1 habiendo una por cada nucleosoma.

SEGUNDO NIVEL: FIBRA DE 30 nm.

El nucleosoma que contiene H1 se pliega en una conformación en zigzag cuya aparien-cia sugiere que los nucleosomas interaccionan mediante contactos entre sus moléculas H1. Esta fibra que se forma tiene 30 nm de espesor, en el que se aprecian los nucleosomas. Las histonas H1 se disponen de manera que forman el eje central sobre el que se arrollan los nucleosomas. Por cada vuelta de la espiral que forma esta fibra hay seis nucleosomas. A este arrollamiento de los cromosomas sobre sí mismos se le llama solenoide.

TERCER NIVEL: FIBRA DE 200 nm.

Si eliminamos las histonas del cromosoma en metafase mitótica se puede ver que los cromosomas tienen un esqueleto central densamente teñido. Desde este esqueletose proyectan lazos de ADN que comienzan y acaban en el esqueleto. Este esqueleto central está compuesto por la enzima toposiomerasa II (enlazan o desenlazan nudos o lazos en una cadena) en el que parece haber regiones especiales llamadas regiones de unión al esqueleto o SAR.

CUARTO NIVEL: CROMOSOMA

Se produce por el arrollamiento de la fibra de 200 nm sobre sí misma .

CROMOSOMAS POLITÉNICOS Y PLUMOSOS.

Los cromosomas politénicos o gigantes (miden más o menos 2 mm) se descubrieron en Drosophila y se han observado en otros dípteros. Estos cromosomas tienen bandas y se producen en ciertas células secretoras que no se dividen. Este sistema de bandas está muy especializado.

En estas células Balbiani descubrió estrcuturas largas y con forma de salchicha que presentaban engrosamientos y estrías cruzadas. Esto eran cromosomas que se daban en los tejidos secretores de los dípteros aunque él no se dio cuenta.

Estos cromosomas eran cromosomas que se replican varias veces sin que se produzca una separación real de las cromátidas con lo que el cromosoma se alarga y se hace más grueso. El conjunto de réplicas se denomina cromosoma politénico. Este cromosoma queda unido por el cromocentro, que es la zona de fusión de las regiones heterocromatínicas situadas alrededor de los centrómeros de los pares cromosómicos. A lo largo del cromosoma politénico se encuentran estrías llamadas bandas que varían en anchura y morfología. Hay regiones engrosadas llamadas PUFFS y a veces muy distendidas llamadas ANILLOS DE BALBIANI que se piensa que corresponden a regiones de síntesis de ARN. No hay una relación uno a uno de bandas y genes, aunque se piensa que los genes activos están en las bandas más claras.

Los cromosomas plumosos son cromosomas cuya fibra de ADN tiene muchos lazos y su longitud varía entre 0.4 y 0.8 mm.

CARIOTIPO

Es el conjunto de cromosomas y su morfología en metafase de una célula que se ordenan colocándolos por parejas de cromosomas homólogos.

Para los seres humanos hay 23 pares de cromosomas homólogos de los que 22 son autosomas (son los cromosomas no sexuales) y uno son los sexuales. En total hay 46 cromosomas de los que la mitad se heredan del padre y la otra mitad de la madre con lo que la especie humana es diploide (parejas de cromosomas homólogos).

Los cromosomas se agrupan en categorías (A-G, X, Y) según su longitud (están dispuestos desde mayor longitud hasta menor longitud), según el índice centromérico, según la posición de las constricciones cromosómicas y según la posición de las bandas de tinción. Los gametos son células n, es decir, con un sólo cromosoma: sin parejas. Así cuando se produce la fecundación, se producen células 2n. En el ciclo celular puede variar la importancia de la fase n o 2n según el tipo de organismo. El ser n o 2n no aporta la suficiente información sino que también es importante la longitud, I.C.,...

HETEROCROMATINA Y EUCROMATINA

Si hacemos reaccionar el ADN con el tinte Feulgen hay una parte que se tiñe intensa- mente y otra que no tanto. La parte que se tiñe intensamente se llama heterocromatina y la parte que no eucromatina. La mayoría de los genes activos se encuentran en la eucromatina

La heterocromatina puede ser constitutiva o facultativa. La de tipo constitutivo es un rasgo permanente de una posición concreta del cromosoma y es un carácter hereditario. La heterocromatina facultativa puede estar presente o ausente en una posición determinada del cromosoma.

TRADUCCIÓN Y CÓDIGO GENÉTICO

RIBOSOMAS

Los ribosomas de procariotas son de 70 S. Están formados por una subunidad grande de 50 S y una pequeña de 30 S. La grande está formada por rRNA 23 S y 5 S, más 31 proteínas llamadas L1, L2 y L3. La subunidad pequeña está formada por rRNA de 16 S y por 21 proteínas llamadas S1, S2 y S3.

Los ribosomas de eucariontes son de 80 S. Están formados por una subunidad grande de 60 S y una pequeña de 40 S. La grande está formada por rRNA 28 S y 5.8 S, más 50 proteínas llamadas L1, L2 y L3. La subunidad pequeña está formada por rRNA de 18 S y por 33 proteínas llamadas S1, S2 y S3.

La subunidad grande se conoce como L y la pequeña como S, ambas se encajan para dar el ribosoma completo. Aquí es donde tiene lugar la traducción o síntesis de proteínas. Para la traducción los ribosomas se unen al ARNm, cuya secuencia de nucleótidos determina, en dirección 5'-3', la secuencia de amino cidos de la proteína que se va a sintetizar.

El ARNr se forma porque en un principio se transcribe ARN policistrónico pero posteriormente se corta por dos lugares quedando tres ARN diferentes que son los tres diferentes ARNr que forman los ribosomas.

ELEMENTOS DE LA TRADUCCIÓN

En la traducción los nucleótidos se leen de tres en tres y no solapadamente, tres nucleótidos codifican un aminoácido, y las proteínas siempre se sintetizan desde el extremo amino al carboxilo siendo el primer aminoácido (aa) metionina siempre.

Al complejo formado por los ribosomas en la traducción se llama polisoma o polirribosoma.

Para la traducción se necesitan: aa-ARNt, factores de iniciación IF1, IF2, IF3, mRNA, GTP, Mg, peptidil-transferasa, factores de elongación EF-TU, EF-TS, EF-G, codón stop y factores de terminación RF1, RF2 y RF3.

El ARNt contiene el anticodón que es la secuencia complementaria del codón del ARNm y que es la que reconoce el aa a poner.

TRADUCCIÓN

La traducción es el proceso por el cual una molécula de ARN mensajero se transforma en una secuencia de aminoácidos (proteínas/enzimas).

Iniciación

Hay un único codón que codifica para metionina. Pero hay dos tRNA: tRNAfMet y tRNAMet en los que el primero es el que se usa cuando AUG representa el codón de inicio y el segundo para AUG en posiciones interiores.

La subunidad pequeña ribosómica se fija al factor de iniciación IF3 que impide que las dos subunidades se fijen. Para esto ayuda IF1.

Se fija el mRNA a la subunidad de tal forma que AUG se sigua en el lugar preciso, junto con él se fijan IF2 y GTP. AUG es conducido a la posición correcta en la subunidad gracias a que se reconoce una señal iniciadora (Shine-Dalgarno) que es rica en purinas y se emparejan las bases del rRNA 16 S con esta secuencia.

Así se posiciona correctamente AUG. En eucariotas, la subunidad pequeña se une al casquete y corre hasta el AUG.

Los ribosomas tienen dos sitios el sitio A (aminoacilo) y el sitio P (peptidilo). En P se posiciona AUG que es el único sitio en el que se puede posicionar el f-Met-tRNAfMet. Ahora se libera IF3, y la unidad mayor se acopla hidrolizando GTP y liberando IF1 y IF2.

Elongación

El ciclo de elongación se produce en tres pasos: entrada, enlace peptídico y traslocación. Los factores de elongación catalizan: EF-G la traslocación, EF-TS desplaza GTP de EF-TU y EF-TU forma el complejo aa-tRNA.

Ya tenemos fijada la formilmetionina y el siguiente paso es el primero de la elongación. El segundo aa-tRNA entra fijado a EF-TU que también contiene GTP unido. Este aa-tRNA se une al sitio A del ribosoma cosa que va acompañada de la hidrólisis de GTP y entonces EF-TU-GDP abandona el ribosoma. Se regenera entonces el GDP mediante EF-TS que quita a GDP para hacer hueco a GTP y de nuevo comenzar este ciclo.

A continuación se produce un desplazamiento nucleofílico del tRNA del stio P por el grupo amino de un tRNA situado en A. El aminoácido se transfiere al sitio A y queda el tRNA libre en P, se produce una transpeptidización que cataliza la subunidad grande, el centro activo es peptidil-transferasa.

El tercer paso o translocación consiste en que el ribosoma se traslada un codón hacia el extremo 3' del mRNA utilizando energía proporcionada por la hidrólisis de GTP unido a EF-F. Así se deja el stio A libre y el dipeptidil-tRNA está en P.

Terminación

Para la terminación de las cadenas es fundamental la presencia de los factores de terminación.

RF3 se une a GTP y estimula la unión al ribosoma deRF1 y RF2 que actúan a nivel de A. Entonces se hidroliza el enlace éster entre el polipéptido en crecimiento y el tRNA del sitio P y se libera el polipéptido acabado. Posteriormente se libera el ribosoma, el mRNA y el tRNA desacilado y el factor de liberación RF3.

DESCIFRAMIENTO DEL CÓDIGO GENÉTICO

El aminoácido codificado debe estarlo por un número pequeño pero no uno ni dos porque las combinaciones respectivas darían un máximo de 4 y 16 aa y son 20 los fundamentales. Mediante mutaciones se probó que el código sólo puede ser secuenciado por tripletes de nucleótidos. Es un código no solapado y en el que no hay puntuaciones entre codones. Si el código fuera solapado a la hora de las inserciones y deleciones se producirían problemas graves. Al no ser solapado tenemos tres marcos de lectura posibles, pero sólo uno de ellos es verdadero.

El código genético, además, es degenerado, pues existe cada aminoácido es secuenciado por más de un codón.

En 1961 Marshall Nirenberg y Heninrich Matthaei incubaron un polirribonucleótido de poliU con un extracto de E. coli, GTP y una mezcla de los 20 aminoácidos. en tubos diferentes. En cada tubo marcaron de forma radiactiva un aminoácido distinto. El polipéptido radiactivo se formó en el tubo de Phe y por tanto concluyeron que UUU codificaba Phe. De la misma manera se demostró para CCC y AAA. Con estos métodos podían hallar la composición de bases pero no su secuencia.

Por esta época Khorana aporto otro método que permitía sintetizar polirribonucleótidos con secuencias repetitivas y definidas de dos a cuatro bases.

HIPÓTESIS DEL BALANCEO

Los tRNA reconocen codones medinte apareamiento de bases del codón del mRNA y una secuencia de tres bases del tRNA denominada anticodón.

Los dos RNA se aparean antiparalelamente. La primera base del codón se encuentra en el extremo 5' pues el mRNA va en dirección 5'-3' y la primera del tRNA se encuentra en el extremo 3' ya que va en dirección 3'-5'.

El número de tRNA para cada aminoácido no es el mismo que el número de sus codones Además, algunos de los tRNA tiene inosinato (I), que contiene la base poco frecuente hipoxantina que puede aparearse con U, C y A, aunque son más débiles que los habituales.

Las terceras bases de los codones forman puentes de hidrógeno bastante débiles con el residuo I del anticodón.

Crick observó que la tercera base de casi todos los codones se aparea de manera bastante suelta con su correspondiente, es decir, la tercera base se balancea.

Las primeras bases de un codón en el mRNA siempre forman pares de bases de Watson y Crick con las bases del anticodón de tRNA confiriéndole así la parte más importante de la especificidad a las dos primeras.

La primera base de un anticodón (leyendo en 5'-3') determina el número de codones leídos por un tRNA dado dada la especificidad mayor o menor del enlace:

ARNt 321 ARNm 123

Cuando un aminoácido es especificado por varios codones y éstos difieren en cualquiera de las dos primeras bases, requieren tRNAs diferentes.

Para traducir los 61 codones se necesita un número mínimo de 32 tRNA.

La tercera base es la del balanceo y permite la rápida disociación del tRNA de su codón durante la síntesis.

El código genético es casi universal difiriendo en aquellos organismos que se diversificaron muy pronto y en las mitocondrias.

TRANSCRIPCIÓN DEL ARN

El dogma central de la biología molecular es:

ADN ---------> ARN --------> PROTEINAS replicación --> transcripción --> traducción

Es un flujo unidireccional de información aunque en algunos virus se sintetiza ADN a partir de ARN con la retrotranscripción o transcripción inversa.

EL ARNm

A partir de una cadena de ADN molde se forma una cadena de ARN monocatenario llamado ARNm o mensajero.

El ARNm es un completo reflejo de las bases del DNA, es muy heterogéneo con respecto al tamaño, ya que las proteínas varían mucho en sus pesos moleculares. Es capaz de asociarse con ribosomas para la síntesis de proteínas y poseen una alta velocidad de recambio debido a que se degradaría rápidamente también contienen U en lugar de T.

Los productos de la transcripción no son sólo ARNm sino que también se forma ARNt y ARNr. Dentro del ADN hay genes que codifican para ARNt y ARNr. La replicación y la transcripción difieren en un aspecto muy importante, durante la replicación se copia el cromosoma de ADN completo, pero la transcripción es selectiva, se puede regular as¡ la transcripción del ADN. Secuencias reguladoras específicas indican el principio y el fin de los segmentos de ADN que se tienen que transcribir, as¡ como que cadena se utilizar de molde. La cadena que sirve como molde al ARN es la 3'-5' y se llama con sentido y la otra es la antisentido cuya secuencia coincide con la del ARNm transcrito.

EL ARNt

Los ARNt son relativamente pequeños y monocatenarios. Como mínimo, ocho de los residuos de nucleótidos de todos los tRNA tienen bases modificadas infrecuentes pero que son derivados metilados de las principales. Tienen un residuo de G en el extremo 5', y una secuencia 5'CCA3' en el extremo 3'. Forman una estructura en forma de hoja de trébol con cuatro brazos mientras que su estructura tridimensional tiene el aspecto de una L retorcida. En el ARNt est n los anticodones que son tres bases complementarias del ARNm que codifican las proteínas.

Brazos

Brazo AAI o del aminoácido: porta un aminoácido específico esterificado por su grupo carboxilo al grupo hidroxilo 2' o 3' del residuo de A en el extremo 3'. Brazo del anticodón: contiene el anticodón: Py-U-ANTICODÓN-Pu-Base (que no se aparea según el modelo Watson y Crick).

Brazo DHU: contiene el nucleótido dihidrouridina.

Brazo TYCG: contiene ribotimina y pseudouridina.

Aminoacil-tRNA-sintetasas

Las aminoacil-tRNA sintetasas tienen dos sustratos: el tRNA y el aminoácido. La reacción que catalizan es cargar el tRNA con un aminoácido cosa que realizan en dos pasos y mediante la hidrólisis de ATP. Se tiene que formar un enlace éster entre el grupo carboxilo del aminoácido con el 3'OH del tRNA. Esta reacción se hace en dos pasos: Primero se activa el aminoácido mediante su reacción con el ATP:

aa + ATP <---------> aminoacil-AMP + PPi

Segundo este compuesto reacciona con el tRNA para dar:

aa-AMP <---------> aminoacil-tRNA + AMP

Hay dos tipos de aminoacil-tRNA sintetasas que colocan el aminoácido en una u otra posición: en 2' teniendo que sufrir despusé un proceso de transesterificación y

en 3'OH directamente. Son muy específicas. Las tRNA sintetasas pueden reconocer sólo el anticodón, parcialmente el anticodón y elementos estructurales o no reconocen el anticodón.

EL ARNr

El ARN ribosómico forma parte de los ribosomas y los hay de diferentes coeficientes de sedimentación. En procariotas el ribosoma es de 70 S, siendo su subunidad pequeña de 30 S y la grande de 50 S. La subunidad pequeña está formada por ARNr 16 S, y la grande por ARNr 5 S y 23 S. En eucariotas el ribosoma es de 80 S, siendo su subunidad pequeña de 40 S y la grande de 60 S. La subunidad pequeña está formada por ARNr 18 S, y la grande por ARNr 5 S, 5.8 S y 28 S. Los genes del ARNr actúan como organizadores nucleolares.

ARN POLIMERASA

Es una RNA polimerasa dirigida por ADN. Es una enzima que forma el enlace fosfodiéster en el RNA en crecimiento mediante un ataque nucleofílico al nucleótido entrante. No necesita cebador y sintetiza en dirección 5'-3'.

En los fagos tiene un peso de 11 KDa. En procariotas es una única RNA pol (polimerasa) la que transcribe todos los ARNs. Tiene cuatro subunidades proteicas: dos alfas, beta, beta prima y sigma. Las dos alfa, beta y beta prima forman el núcleo de la enzima que es la estructura que lleva a cabo el proceso de polimerización (es el centro catalítico).

El factor sigma reconoce el sitio de iniciación de la transcripción y por ello puede haber diferentes sigmas. Reconoce secuencias específicas llamadas centros promotores. Una vez que la RNA pol lleva iniciados dos o tres NTP se suelta sigma y sigue el núcleo, este factor sigma se une a otro núcleo y continúa la transcripción hasta que encuentra la señal de terminación que son diferentes. Su masa total son 480 kDa.

En eucariotas hay tres tipos de ARN polimerasas: I, II y III. Son mayores de 600 kDa y se dividen en dos partes L y L'. Hay una ARN pol para cada tipo de ARN. ARN pol I (nucleolo) se encarga de rRNA 18 S, 5.8 S y 28 S. La RNA pol II (nucleoplasma) se encarga de precursores de mRNA y snRNA. La RNA pol III (nucleoplasma) se encarga del tRNA y rRNA 5 S.

La a-amanitina (procede del hongo Amanita phalloides) es un poderoso veneno que inhibe fuertemente a la RNA pol II, y a altas concentraciones inhibe a ARN pol III. Con respecto a ARN pol I es insensible. Afecta en primer lugar al hígado y puede excretarse por la orina. Si el tejido hepático afectado es lo suficientemente importante se produce la muerte. La dosis a la cual esta toxina es letal es la cantidad que se encuentra en el sombrero de este hongo madurno.

En procariotas la transcripción y la traducción es simultánea, mientras que las eucariotas requieren primero una maduración del ARNm y después se produce la traducción.

FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN

Se requiere una región promotora y otra terminadora. El factor sigma es el factor de la transcripción como figura más arriba. La RNA pol se une al molde en los centros promotores, es decir, en secuencias específicas del ADN para la unión de ARN pol. Poseen una serie de características y reciben el nombre de secuencias

consenso. Los promotores están alineados de acuerdo con sus homologías, o secuencias de bases similares que aparecen justo delante de la primera base transcrita llamada punto de iniciación. El factor sigma permite que la enzima reconozca y se una específicamente a las regiones promotoras. En primer lugar la holoenzima busca un promotor e inicialmente se une a ‚l de una manera laxa.

Iniciación

Una vez que sigma se ha unido al promotor, se une el resto de la enzima y se forma una estructura llamada "complejo del promotor cerrado". A continuación se desenrolla un tramo de ADN con lo que queda al descubierto el sitio de iniciación. La RNA pol se fija más fuertemente formando el "complejo del promotor abierto". Cuando entra el segundo nucleótido empieza a formarse el enlace fosfodiéster. Cuando la RNA pol se ha elongado un número pequeño de nucleótidos sigma se separa del núcleo.

Elongación

La RNA pol debe sintetizar ARN. Se sintetiza siempre en dirección 5'-3'. Pero para sintetizarlo se debe desenrollar el ADN una corta distancia llamada "burbuja de replicación". La elongación presenta dos problemas: el dúplex debe enrollarse por detrás y desenrollarse por delante. Así la RNA sigue el sentido de desenrollado y el RNA se enrolla alrededor del dúplex con lo que no se produce superenrollamiento.

Además las topoisomerasas alivian las tensiones eliminando los superenrollamientos. Se da entonces una región infraenrollada por detrás y otra sobreenrollada por delante. El ARN se sintetiza por emparejamiento de bases con una de las cadenas de ADN en una región desenrollada transitoriamente. A medida que la región de desenrollamiento avanza, el ADN de doble cadena se reconstituye por detrás de ella, desplazando al ARN en forma de una cadena polinucleotida simple. Así, hay un momento en el que se forma un híbrido de ADN:ARN.

Terminación

La polimerasa de RNA reconoce también señales de terminación de la cadena. Se dan dos tipos de terminación: directa o mediada por proteínas.

La terminación directa hace referencia a determinadas secuencias palindrómicas que cuando el ARN se transcribe se enrollan en forma de horquilla y pierde estabilidad con lo que la cadena se disocia.Después de la horquilla viene una región de poli(U) que parece actuar como señal para que se suelte la polimerasa de ARN y termine la transcripción.

La terminación mediada por proteínas necesita de la proteína rho que reconoce la señal de terminación. No tienen la cadena de poli(U) cuando se produce este mecanismo. Rho es un hexámero formado por seis subunidades idénticas que aprovecha la hidrólisis de ATP para desencadenar la reacción de terminación. EN primer lugar rho se une a un sitio específico del ARN llamado rut, tras unirse a él rho viaja en dirección 5'-3' hasta que encuentra a la ARN pol y desenrolla el segmento bicatenario RNA-DNA formado, por lo que se libera el RNA y la RNA pol cesando la transcripción.

PROCESAMIENTO DEL ARNm

En primer lugar se le añade un casquete de 7'-metilguanosina también llamado CAP. Mediante una guanidiltransferasa, se ataca al fosfato interno del 7'-metilGTP y se libera un pirofosfato, el Gp que queda se une al mRNA y se pierde un P del mRNA inicial.Así se añade la gorra de metilguanosina.

En segundo lugar se le añade una cola de poli(A). La RNA-pol sintetiza mRNA más allá de la secuencia de corte: AUAAA. Esta secuencia sirve de señal para la adición de residuos de adenina al complejo mediante la poliadenilato polimerasa mediante la hidrólisis de ATP y una endonucleasa que elimina entre 11 y 20 nucleótidos del extremo 3' y después es cuando la poliadenilato adiciona 20-250 nucleótidos de A. En el sitio de corte de la endonucleasa es donde comienza a añadir A.

En tercer lugar se produce el corte y empalme de intrones y exones. Es necesario eliminar los intrones y empalmar los exones en un proceso conocido como corte y empalme. No necesita ATP. Por diferentes mecanismos se cortan los intrones y se separan (el ARN todav¡a con los intrones se llama ARNhn), posteriormente se fusionan los exones y nos da lugar a un ARNm maduro, con su gorra de metilguanosina, su cola de poli(A) y sin intrones.

MUTACIÓN Y REPARACIÓN DEL ADN

Una de las fuentes de variabilidad genética que han hecho posible la evolución es la mutación o cualquier cambio heredable en la secuencia de nucleótidos del material genético (ADN) de un organismo. Las mutaciones suponen la alteración del genotipo, o constitución genética del individuo, y en ocasiones también del fenotipo que son las características externas del individuo.

Las mutaciones ocurren al azar, esto se descubrió en un experimento en el que se hicieron 10 cultivos de 10 (8) células cada uno. A cada cultivo se le añadió el fago T1, las células eran de E. coli. Si las mutaciones no ocurren al azar cabría esperar que el número de colonias resistentes fuera más o menos igual en cada cultivo, si la mutación es al azar se espera gran variabilidad en el número de colonias resistentes en cada tubo. Así, se comprobó, que la mutación era al azar.

Las mutaciones pueden afectar a uno (puntuales), unos pocos (pseudopuntuales) o a un gran número de nucleótidos de una secuencia de ADN (cromosómicas).

TIPOS DE MUTACIONES

Puntuales y pseudopuntuales

* cambios de base

transiciones: Purina por purina y pirimidina por pirimidina transversiones: Purina por pirimidina y pirimidina por purina

* desfases (cambio en el número)

deleción inserción

Cromosómicas

deleciones duplicaciones

inversiones translocaciones

Las mutaciones pueden ser espontáneas mediante varios mecanismos diferentes, incluyendo errores de replicación del DNA y lesiones fortuitas de éste; o mediante mutágenos. Los mutágenos son agentes que aumentan la frecuencia de mutagénesis, generalmente alterando el DNA y en este caso son inducidas.

MUTACIONES ESPONTÁNEAS

Errores en la replicación del DNA

Durante la síntesis del DNA puede producirse un error en la replicación porque se forme un emparejamiento ilegítimo de nucleótidos como A-C que da lugar a la sustitución de una base por otra.

Cada una de las bases aparece en el DNA en una de varias formas llamadas tautómeros que son isómeros que se diferencian en las posiciones de sus átomos y en los puentes que se forman entre ellos. Esas formas están en equilibrio. La forma ceto es la que se encuentra normalmente en el DNA mientras que las formas imino o enol son menos frecuentes. La capacidad del tautómero menos frecuente de una base de emparejarse erróneamente y producir mutaciones durante la replicación del DNA fue puesta de manifiesto por primera vez por Watson y Crick. A estos emparejamientos erróneos se les llama cambios tautoméricos.

También pueden ocurrir emparejamientos erróneos cuando una de las bases se ioniza, esto sucede con más frecuencia que los cambios tautoméricos.

Transiciones

Todos los emparejamientos erróneos anteriores producen mutaciones por transición, en las que una purina es sustituida por otra purina y una pirimidina es sustituida por otra pirimidina.

Transversiones

No pueden realizarse por emparejamientos erróneos como los debidos a cambios tautoméricos.

Pero sí pueden realizarse si una base sufre un cambio tautomérico mientras que la otra base rota sobre su enlace glucosídico y quedan enfrentadas sus cargas.

Desaminación

Es una de las más frecuentes debido a la inestabilidad química, afectando gravemente a la replicación del ADN provocando transiciones. En este caso la base se modifica antes de la replicación debido a los radicales que provoca el metabolismo.

La desaminación de citosina produce uracilo, así los resíduos de uracilo que no sean reparados se emparejarán con adenina durante la replicación produciendo la conversión de un par GC en uno AT, se produce una transición.

Cambios de fase

Estas mutaciones pueden ser inserciones o deleciones.

Las inserciones se producen por un deslizamiento o "resbalón" de la cadena sintetizada con lo que se forma un lazo de varios pares de bases. En la siguiente ronda de replicación se añadirán tantas bases como comprenda el lazo ya que cuando se produce el "resbalón" sigue replicándose por donde se quedó antes del "resbalón".

Las deleciones se producen por un deslizamiento o "resbalón" de la cadena molde, como las que hay que copiar no se pueden no se añaden a la caden hija.

Despurinización

El ADN pierde de alguna manera alguna de sus bases y si hay un hueco la reparación introduce una base.

La frecuencia de las mutaciones espontáneas es generalmente baja.

EFECTOS DE LOS CAMBIOS

Se expresan cuando el gen pasa a su proteína correspondiente. Los efectos de los cambios pueden ser:

Cambios de sentido: se cambia un aminoácido por otro Sin sentido: la mutación se produce porque se transforma en un

codón de terminación. Desfases: si hay una deleción de la base, la pauta de lectura cambia

y se produce un gran cambio en la proteína y es muy grave. Mutaciones silenciosas: son mutaciones sin efecto: UUU (Phe)--->

UUC (Phe) El aminoácido que cambia es muy parecido y la proteína sigue

funcionando.

En eucariotas tienen un efecto muy grave ya que pueden provocar enfermedades, se dan sobre todo, cuando hay una deleción de 5.000 pb (pares de bases) que afecta a dos genes y producen la enfermedad como problemas respiratorios de inteligencia.

MUTACIONES INDUCIDAS

Existen puntos de un gen donde la mutación es más frecuente se llaman PUNTOS CALIENTES. Al genotipo silvestre o salvaje se le utiliza como patrón y en el que se produce la variación se le llama mutante.

Una estirpe mutante puede cambiar a otra y luego volver a la inicial, a esto se le llama regresión. Los mutantes se inducen con mutágenos que son de varios tipos y cada uno induce una mutación distinta, aunque suele ser al azar.

Los mutágenos son de varios tipos:

Mutágenos Químicos

Análogos de bases:

Algunos compuestos químicos son suficientemente parecidos a las bases nitrogenadas normales del DNA para, ocasionalmente, incorporarse a éste en lugar de las bases normales, tales compuestos se llaman análogos de bases. Una vez en su sitio tienen propiedades de emparejamiento distintas de aquellas a las que han sustituido, de este modo, causan mutaciones al provocar que, durante la replicación, se inserten frente a ellas nucleótidos incorrectos. El análogo de base original sólo están en una cadena sencilla pero puede provocar el cambio de un par de nucleótidos que se replica en todas las copias de ADN descendientes de la cadena original. Ejemplos son: 5-bromurouracilo, 2-aminopurina.

Modificadores de bases:

ácido nitroso: provoca una desaminación que modifica las bases C-->U, G--->X, con lo que se produce un apareamiento erróneo.

Hidroxilamina: provoca una transición de G-->A y se da principalmente en bacterias.

Agentes alquilantes: introducen grupos alquilo a las cuatro bases en muchas posiciones, produciendo transiciones, etilmetanosulfonato y la nitrosoguanidina.

Agentes intercalantes: son moléculas planas que imitan pares de bases y son capaces deddeslizarse entre las bases nitrogenadas apiladas en el núcleo de la doble hélice, mediante un proceso de intercalación. En esta posición el agente puede producir deleciones o deleciones de un par de nucleótidos. Algunos agentes intercalantes son: proflavina, naranja de acridina y ICRs.

Pérdida del emparejamiento específico:

Un gran número de mutágenos dañan una o más bases, haciendo imposible el posterior emparejamiento específico. El resultado es un bloqueo en la repliación, puesto que la síntesis del DNA no sigue más allá de una base que no puede especificar una complementaria mediante puentes de hidrógeno. Este fallo es replicado por el mecanismo SOS.

Radiaciones

UV que producen dímeros de timina, rayos X y las radiaciones gamma que rompen el DNA.

TEST DE AMES

Es un test para detectar la carcinogenicidad. Utiliza dos mutaciones de auxotrofía para histidina que revierten por diferentes mecanismos moleculares. Llevan una mutación que inactiva el sistema de reparación por escisión, y otra que elimina la cubierta protectora.

SUPRESIÓN Y REVERSIÓN

Si tenemos una mutante de E. coli que no crece en un medio sin histidina, es his- y es auxótrofo.

El silvestre se llama his+.

Sometemos el mutante a mutágenos y puede pasar a his+, y es una reversión. En este mutante puede ocurrir una reversión verdadera o una reversión equivalente.

Se produce una supresión cuando la segunda mutación se produce en otro sitio pero sí se convierte en his+. Es una complementación intergénica.

La supresión intergénica consiste en una mutación en otro gen distinto de donde ocurrió la primera.

La supresión intragénica consiste en una mutación supresora en el mismo gen que ocurrió la supresión inicial.La complementación intragénica se produce sobre todo en proteínas polímero.

MECANISMOS DE REPLICACIÓN

Reparación directa

Son sistemas que eliminan directamente el daño del UV en el DNA, como es el caso de los dímeros de timina. La luz visible activa la fotoliasa que rompe los dímeros de timina.

Otro ejemplo son las alquiltransferasas y su actividad consiste en eliminar los grupos alquilo, también se repara la despurinización gracias a las glicosidasas del ADN.

Dependiente de replicación

Todas las células contienen endonucleasas que atacan los sitios que quedan tras la pérdida espontánea de resíduos de purina o pirimidina. Por comodidad, los sitios sin purina o sin pirimidina se denominan sitios AP. Las endonucleasas AP son vitales para la célula porque, como se apuntó con anterioridad, la despurinización espontánea es un hecho relativamente frecuente. Estas enzimas introducen hendiduras en la cadena mediante la rotura de enlaces fosfodiésteres en los sitios AP. Esto promueve un proceso de reparación por escisión medidado por otras tres enzimas: una exonucleasa, la polimerasa de DNA I y la ligasa de DNA.

Escisión

Esta vía de reparación está determinada por tres genes denominados uvrA, uvrB y uvrC. Este sistema reconoce cualquier lesión que cree una distorsión importante en la doble hélice de DNA. Una endonucleasa denominada nucleasa uvrABC realiza una incisión alejada varios pares de bases a cualquier lado de la base dañada, eliminándose a continuación un fragmente de DNA de cadena sencilla. El pequeño hueco se rellena entonces mediante síntesis de reparación y queda sellado por la ligassa de DNA.

Sistema GO

Dos glucosilasas actúan conjuntamente para eliminar las mutaciones causadas por las lesiones que produce en el DNA el 8-oxodG. Las glucosilasas junto al producto del gen mutT forman el sistema GO.

Cuando se originan lesiones GO en el DNA, por daño oxidativo espontáneo, una glucosilasa cifrada en el gen mutM elimina la lesión. Aún así persisten algunas lesiones GO que emparejan erróneamente con adenina. Una segunda glucosilasa producto del gen mutY elimina la adenina de este emparejamiento erróneo específico, llevando al restablecimiento de la citosina correcta por síntesis de reparación.

Sistema SOS

En E. coli depende de los genes recA, umuC y umuD. Cuando se encuentra un tramo sin cifrar actúa el sistema SOS.

Se activa la proteína recA que induce la presencia de las proteínas SulA y SulB que interaccionan con la DNA pol III. Ésta hace que pierda afinidad y prosiga la síntesis de ADN y dejando el hueco y sin que la célula muera.

Reparación postreplicativa

Algunas vías de reparación reconocen errores incluso después de que haya tenido lugar la replicación. Uno de estos sistemas, denominado sistema de reparación de emparejamientos erróneos.

Para averiguar cual de las dos bases es la errónea debe diferenciar entre la cadena progenitora y la cadena hija. Lo diferencia porque la enzima metiladora metilasa de la adenina tarda varios minutos en metilar la cadena hija.Las proteínas mut S y mut L interaccionan con el sitio mal emparejado y una proteína mutH rompe la cadena recién sintetizada. Alrededor del emparejamiento erróneo, las cadenas de DNA se separan con ayuda de una proteína denominada MutU y se estabilizan con SSB. Y las polimerasas copian el segmento de DNA.

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIOTAS Y SUS VIRUS

Existen numerosos mecanismos de control de la expresión génica, los cuales son responsables de la actividad diferencial de los genes en las distintas etapas del ciclo de vida de un organismo, en función de sus condiciones fisiológicas o ambientales. Esta actividad diferencial se observa también en distintas células o tejidos de organismos pluricelulares.

El modelo del operon bacteriano de Jacob y Monod fue el primer mecanismo descrito de regulación coordinada de la expresión de varios genes implicados en una ruta metabólica.

OPERON lac.

E. coli crece en el medio cuando hay glucosa. Pero si no la hay y si hay lactosa, crece con lactosa. La lactosa se descompone gracias a la beta-galactosidasa en galactosa y glucosa.

Jacob y Monod comprobaron que cuando en el medio había lactosa aumentaba la concentración intracelular de beta-galactosidasa y cuando no la había disminuía su

concentración. Además, de la galactosidasa se producían dos proteínas: permeasa que introduce la lactosa en el interior de la bacteria y la transacetilasa.

Cuando la lactosa hace que se produzcan estas proteínas se produce la inducción formando sus compuestos fundamentales. Los compuestos que hacen que una bacteria exprese una determinada serie de proteínas se les llama inductores.

Jacob y Monod vieron que había moléculas que no podían ser degradadas por la beta-galactosidasa pero que inducían estas proteínas, así vieron que no era la beta-galactosidasa la que se unía al inductor produciendo su lisis sino que había un elemento intermedio que era el que realizaba la inducción.

Los genes los llamaron:

Z: beta-galactosidasa Y: permeasa

A: transacetilasa

Vieron que en mutantes en los que el gen I, que es la región que controla la inducibilidad de las enzimas lac, no se expresa, era -, se expresaban siempre las enzimas tanto en presencia de inductor como sin su presencia. Estos mutantes se llaman constitutivos.

Experimento Pajamo

Introdujeron en una estirpe I-Z- un plásmido de una estirpe I+Z+. Cuando entraba medían la actividad de la beta-galactosidasa y supusieron que la beta-galactosidasa comenzaba a la producir proteína pero a la hora la actividad disminuía. Con lo que concluyeron que I+ formaba su proteína y reprimía a Z.

I+ era un represor porque reprimía la actividad de Z. Si se añade inductor la actividad de la galactosidasa aumenta y se anula la actividad represora de I.

Hicieron mutantes de I, y a uno de ellos lo llamaron Is que eran más dominantes en trans sobre los alelos I+ e I-, esta mutación elimina la respuesta al inductor, porque altera el sitio de unión estereoespecífico y destruye la unión con el inductor. Es un fenotipo superrepresor.

Su teoría fue, si los genes Z, Y y A, se inhiben o se expresan a la vez deben de estar adyacentes en el cromosoma, es decir, se transcriben en el mismo RNA siendo este policistrónico o poligénico.

El gen I sintetiza un represor que cuando no hay inductor se une al ADN, así la ARN pol no puede transcribir los genes, no se produce el ARNm y no hay proteínas. En presencia de un inductor, se une al represor y éste se inactiva, no se une al DNA y la ARN pol sintetiza el mRNA y las proteínas.

Si hay un represor que omita que se le una un inductor, es el caso de Is, el represor reprimir . Pero entonces debe haber una zona del DNA donde se una R a la que llamaron operador, donde se une un represor o elemento de control.

Operador constitutivo: se expresa siempre, el represor no se une y el DNA se transcribe y se sintetizan todas las proteínas. A esta mutación se le llama Oc.

El operador controla un grupo de genes llamado Operón. Es un grupo de genes que se transcriben en un RNA policistrónico, hay que demostrar que estas mutaciones

se dan en la realidad, para ello emplearon merodiploides. Como la falta de función complementa se demuestra que hay varios genes implicados.

El promotor es la secuencia de ADN que rige la transcripción de un RNAm. Las mutaciones de promotor dominan en cis ya que regula la transcripción de genes adyacentes.

TIPOS DE CONTROL

Control inducible: en presencia de inductor hay expresión. Control negativo: en ausencia de proteína represora el operón se

expresa Control positivo: en ausencia de proteína reguladora no hay

expresión. Control reprimible: en presencia de una mol‚cula efectora no hay

expresión.

Así en el operon hay un control positivo subyacente al control negativo.

Otro sistema de regulación es que los organismos adaptados a la respiración aerobia, en presencia de glucosa y de lactosa, en primer lugar usan la glucosa. La bacteria sabe que hay glucosa en el medio porque al aumentar la concentración de glucosa disminuye la de AMPc, y cuando hay poca glucosa la concentración de AMPc aumenta, aunque no se sabe porqué.

OPERÓN TRIPTÓFANO

El triptófano es un aminoácido cuya síntesis se realiza principalmente en diversos operones. Yanofsky estaba estudiando muy de cerca este operón. Vio que este operón estaba formado por varios genes, además, observó que cuando había una alta concentración de Trp no había expresión de los genes, pero que cuado la célula lo necesita, se expresaban los genes.

Es diferente de la lactosa: si tenemos Trp no necesitamos más enzimas, y si no lo hay sí.

El represor de este operon necesita triptófano para poder actuar. El represor es inactivo de por sí, si se le une Trp se inhibe la transcripción con lo que tenemos un control negativo, y cuando el efector se une al represor para reprimir es un sistema reprimible.

En este operon hay un gen que se inducía, el TrpR+. Se aisló un mutante que tenía diez veces más ARNm, y cuando él fue a mirar a su ARNm descubrió que su mutante tenía una deleción, un atenuador que cuando estaba atenuaba la expresión.

En el ARNm había una zona líder que contenía el atenuador, era un ARNm pequeño que estaba en altas concentraciones. Descubrió que un pequeño péptido correspondiente a esta secuencia se traducía, mirando su secuencia comprobó que había dos Trp, cosa que era rara ya que el trp es un aminoácido muy raro. Si había una baja concentración de triptófano la transcripción continúa. Si los niveles de Trp eran altos, lee rápido y se une al represor.

REGULACIÓN DEL SISTEMA SOS

Presenta la represión múltiple: lex A reprime una serie de operadores. Cuando no hay daños en el DNA el sistema est inactivado, el represor Lex A, se une a los operadores de lexA, recA, uvrA, uvrB y algunos otros genes, manteniendo la síntesis de mRNA y proteínas en los niveles bajos característicos de las células no inducidas.

Si hay daños en el DNA se activa la respuesta SOS, la proteína RecA se une al ADN unicatenario que está enfrente de la mella, se activa entonces su actividad proteolítica y rompe el represor Lex A. En ausencia de represor, los genes controlados por lex A se activan y aumenta la tasa de síntesis de proteínas.

FAGO LAMBDA

Es un fago atemperado y por lo tanto debe decidir cuando entra en lisis o en lisogenia. Cuando lambda entra en la c‚lula se producen dos proteínas N (antiterminadora que hace que los mensajeros de N y de cro se alarguen produciendo así otras proteínas como CIII y CII) y cro: proteína represora que se une al operador de CI. CI es el represor de la lisis con lo que si cro se une a CI se produce la lisis.

cro también se une al operador de N y otros genes que se transcriben y que producen proteínas para la lisis de la célula.

CII es un es un activador que se puede unir al promotor del establecimiento. Si llega con el suficiente tiempo se produce un mensajero que hace que CI se exprese y no haya lisis.