Biología Celular BIO-130Medicina 2015
Organización del Genoma en Células Eucariontes:Contribución a la Regulación de la Expresión Génica
Prof. Martín Montecino L.Centro de Investigaciones Biomédicas
Facultad de Ciencias Biológicas y Facultad de Medicina Universidad Andrés Bello
¿Cómo se producen los cambios en la estructura de la cromatina que facilitanla expresión de la información genética?
¿Cómo se estructura la cromatina que mantiene reprimida la expresiónde genes en células eucariontes superiores?
A través de la acción de proteínas y complejos proteicos que promueven la REMODELACIÓN DE LA CROMATINA
X
1.-Proteínas o complejos proteicos con actividadremodeladora de cromatina dependiente de energía
2.-Modificaciones covalentes del DNA o de proteínas queconstituyen y organizan la cromatina
X
1.-Proteínas o complejos proteicos con actividadremodeladora de cromatina dependiente de energía
Complejos tipo SWI/SNF
-Presentes en todos los tipos celulares eucariontes-Utilizan la hidrólisis de ATP como fuente de energía
X
1.-Proteínas o complejos proteicos con actividadremodeladora de cromatina dependiente de energía
2.-Modificaciones covalentes del DNA o de proteínas queconstituyen y organizan la cromatina
“Mecanismos Epigenéticos”
Mecanismos Epigenéticos:
Modificaciones estables (heredables) en el potencial de expresión de la información genética en una célula eucarionte, que no pueden ser explicadas por cambios en lasecuencia del DNA
-Metilación del DNA
-Modificaciones post-traduccionales de proteínas que estructuran la cromatina
Mecanismos Epigenéticos:
Modificaciones estables (heredables) en el potencial de expresión de la información genética en una célula eucarionte, que no pueden ser explicadas por cambios en lasecuencia del DNA
-Metilación del DNA
-Modificaciones post-traduccionales de proteínas que estructuran la cromatina
Segmentos ricos en CpG (islotes CpG) en promotores y regiones reguladoras de la transcripción
CpG metilados abundan en regiones cromosomales transcripcionalmente inactivas (centrómeros y telómeros)
Por lo tanto en células eucariontes superiores:
“A mayor metilación del DNA (genoma), menor transcripción de genes”
Por lo tanto en células eucariontes superiores:
“A mayor metilación del DNA (genoma), menor transcripción de genes”
y….
Para que se active la transcripción de un gen, se debe eliminar la metilaciónen el segmento de DNA que codifica información para ese gen
Mecanismos Epigenéticos:
Modificaciones estables (heredables) en el potencial de expresión de la información genética en una célula eucarionte, que no pueden ser explicadas por cambios en lasecuencia del DNA
-Metilación del DNA
-Modificaciones post-traduccionales de proteínas que estructuran la cromatina
X
Complejos:-Acetilan histonas-Metilan/demetilan histonas
Complejos:-Deacetilan histonas-Metilan/demetilan histonas
HDACs:
-Clase I: HDAC 1, 2, 3 y 8
-Clase II: HDAC 4, 5, 6, 7, 9 y 10
-Clase III: Sirt 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7
-Clase IV: HDAC11
Enzimas que remueven grupos acetilo desde las histonas
“Deacetilasas de histonas (HDAC)”
Kouzarides, T. (2007) Cell 128, 693-705
Enzimas que metilan las histonas
“Metilasas de histonas (HMT)”
Kouzarides, T. (2007) Cell 128, 693-705
Enzimas que remueven grupos metilo desde las histonas
“Demetilasas de histonas (KDMs)”
CÉLULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
CELULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
CELULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
“Re-programación”
CELULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
“Venciendo el control epigenético”
Fibroblastos de epidermisCélula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
Se introducen 3 o 4 genes (c-Myc, Sox2, Klf4, Oct4) y se hace que se expresenen exceso en los fibroblastos humanos
Método Yamanaka(Método de Reprogramación Celular Inducida)
“iPS Cells”“Induced
Pluripotent Stem Cells”
CELULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
CELULA DIFERENCIADACélula de tejido u órgano
Célula Troncal o Madre
Estímulos (Factores de crecimiento y hormonas)
+ + + +
Importante para:
-Transdiferenciación celular-Reprogramación parcial-Distintas fuentes de células somáticas