Regulación de la expresión génica

Transcripción

1 Regulación de la expresión génica

2 Regulación de la expresión génica Mecanismos y sistemas que controlan la expresión de los genes Utilidad de la expresión génica Niveles de control de la expresión génica Diferencia entre genes y elementos regulatorios Regulación génica en procariotas Regulación génica en eucariotas En las bacterias, la regulación de la expresión génica mantiene la flexibilidad interna, activando e inhibiendo genes en respuesta a cambios ambientales En organismos eucariotas multicelulares, la regulación de la expresión génica lleva a cabo la diferenciación celular

3 Niveles de control génico

4 ARNm procesado

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6 Genes y elementos reguladores Genes estructurales: codifican proteínas metabólicas o estructurales Genes reguladores: codifican ARN o proteínas que interactúan con otras secuencias y afectan la transcripción o la traducción Elementos reguladores: secuencias de ADN que no se transcriben pero afectan la expresión de los genes

7 Regulación de la expresión génica en procariotas Tema 8

8 Operón Los genes funcionalmente relacionados de las bacterias con frecuencia se agrupan como una única unidad de transcripción llamada operón. Un operón típico: un promotor genes estructurales un sitio operador

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10 Control de la transcripción Control negativo: una proteína reguladora actúa como represora, uniéndose al ADN e inhibiendo la transcripción. Control positivo: una proteína reguladora actúa como activadora, estimulando la transcripción.

11 Operones Inducibles: transcripción basal apagada Positivo Negativo Reprimibles : transcripción basal encendida Positivo Negativo

12 Con control negativo

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16 El operón lac de E. coli

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19 El operón lac es inducible negativo: un gen regulador produce un represor que se une al operador y evita la transcripción de los genes estructurales. La presencia de alolactosa inactiva al represor y permite la transcripción.

20 Control positivo y represión por catabolitos

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23 El operón trp de E. coli

24 El operón trp es un operón reprimible negativo que controla la biosíntesis del triptófano. En un operón reprimible la transcripción está normalmente encendida y debe reprimirse.

25 Atenuación: Terminación prematura de la transcripción

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28 En la atenuación, la transcripción se inicia pero termina en forma prematura.

29 Regulación de la expresión génica en eucariotas Tema 10

30 La estructura de la cromatina y la regulación génica

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33 Control transcripcional Activadores de la transcripción, coactivadores y represores

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36 Intensificadores y aislantes

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38 Control génico a través del procesamiento del ARN

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40 Control génico a través de la estabilidad del ARN

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42 Control génico por microarns. Silenciamiento del ARN

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45 Control traduccional y postraduccional La iniciación de la traducción puede verse afectada por proteínas que se unen a secuencias específicas en el extremo 5 del ARNm. La disponibilidad de ribosomas, ARNt, factores de iniciacion y elongación y otros componentes del aparato traduccional puede afectar la velocidad de traducción.

46 Síntesis de proteínas Tema 11

47 Código genético Triplete 4 Bases 61 codones para aa Degeneración del código Codones sinónimos

48 ARNt 1 tipo de ARNt 1 tipo de aa 30 a 50 tipos por célula + de 1 ARNt para cada aa: isoaceptores (difieren en el anticodón) 50 ARNt y 61 codones: Qué pasa con los que no están?: Tambaleo

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51 Marco de lectura: Codón de iniciación AUG: N-formil metionina; metionina GUG UUG Codón de terminación UAA UAG UGA

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54 Traducción

55 Síntesis de proteínas Unión del aa a su ARNt 1. Iniciación 2. Elongación 3. Terminación

56 Unión del aa a su ARNt

57 20 aminoacil ARNt sintasas: 1 por cada aa

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60 1. Iniciación 1. ARNm 2. Las subunidades mayor y menor del ribosoma 3. Factores de iniciación 4. ARNt iniciador con N-formil metionina (fmet-arnt fmet ) 5. GTP

61 Etapas 1. Unión de ARNm a la subunidad pequeña del ribosoma. 2. ARNt iniciador se une al ARNm por apareamiento de bases: codón-anticodón. 3. La subunidad grande se une y se forma el complejo de iniciación.

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65 2. Elongación 1. El complejo 70S 2. ARNts cargados con su aa 3. Factores de elongación: EF-Ts, EF-Tu, EF- G 4. GTP

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69 3. Terminación El ribosoma transloca a un codón de terminación No existen ARNts para los codones stop Ningún ARNt ingresa al sitio A Se unen los factores de liberación: RF1, RF2 y RF3, que reconocen los codones stop: UAA y UAG, y RF2 reconoce UGA y UAA. El RF3 forma un complejo con GTP y se une al ribosoma

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72 Interacciones ARN-ARN Shine-Dalgarno ARNr 16S ARNr 16S ARNr 23S Codón (ARNm) Anticodón (ARNt)

73 Polirribosomas En células procariotas y eucariotas se unen a una única molécula de ARNm varios ribosomas, generando un polirribosoma