Otros tipos de Regulación Transcripcional

Transcripción

1 Otros tipos de Regulación Transcripcional Atenuación: Operón Triptofano Riboswitch Regulación Global Limitación en la fuente de N: Sistema Ntr Organización Operón Triptofano 1

2 Represión mediada por TrpR Reprime Corismc ac. Biosint. aroh Se autoreprime Estructura de TrpR 2

3 Operón Triptofano: Atenuación de la Transcripción Mutantes en trpr mantienen una regulación adicional, el operón se expresa más en ausencia de Trp. En ausencia de TrpR, mutantes en triptofanil trna sintetasa o en el gen estructural de trna Trp afectan la regulación del operón trp: estas mutaciones afectan la concentración intracelular de trna Trp, sugiriendo que este es un elemento clave en el tipo de regulacion adicional. Importancia de la secuencia lider trpl: deleciones en trpl y en trpr dan un operón CONSTITUTIVO. Estructuras Secundarias del Transcripto Leader Bajos niveles de trna Trp Se frena el ribosoma en los codones trp Altos niveles de trna Trp RNA pol se frena 1s 3

4 Mecanismo de Atenuación Mutación trpl29: Codón de inicio AUG reemplazado por AUA. No hay transcripción del péptido leader. 1-2 persiste. Terminación de la transcripción aun en ausencia de Trp (RNAP pausada se mueve). Mecanismo de Atenuación Mutación trpl75 desestabiliza 2:3 Permite que el hairpin 3:4 se forme Hay atenuación (terminación) aún en ausencia de trp 4

5 Péptido Leader de Operones Regulados por Atenuación Atenuación en Bacillus subtilis El operón triptofano en B. subtilis También responde a un mecanismo de antiterminación pero: Carece de TrpR No tiene péptido leader Participa la proteína TRAP (trp RNA-binding attenuation protein) 5

6 Características Generales de TRAP La proteína TRAP tiene 11 subunidades y cada una de ellas une un Trp. Cada subunidad se une a una secuencia repetida de 3 bases (GAG o UAG) que se encuentran en el RNA leader, sólo cuando está unida a Trp. De esta manera actúa a nivel trancripcional. TRAP también se une a secuencias similares presente cerca del SD del primer gen del operón (trpe), impidiendo su traducción. También se une a secuencias similares presentes delante del gen anti-trap Control Transcripcional En ausencia de triptofano Pausa RNA pol 6

7 Atenuación en Bacillus subtilis En presencia de triptofano TRAP-trp une secuencias GAG UAG repetidas Previene la formación del hairpin antiterminador Permite la formación de hairpin terminador Control Traduccional En ausencia de triptofano 7

8 Control Traduccional En presencia de triptofano Anti-TRAP El operón trp responde a los niveles de Trp presente También responde a los niveles de trna Trp, aunque no directamente. Sobreexpresión anti-trap, lleva a expresión constitutiva operón trp. Anti-TRAP se une a TRAP inactivándola, aun en presencia de Trp. Transcripción y trasducción de anti-trap responde a niveles de trna Trp. El trna trp aminoacilado se une a la region T-box del gen anti-trap y causa terminación de la transcripcion. Riboswitch (un efector se une directamente al RNA leader). 8

9 Organización y Propiedades de Riboswitch Elementos genéticos conservados en la región 5 no traducida (UTR) de los RNA bacterianos Son regulados por metabolitos: coenzimas (B1, B2, B12), aminoácidos, bases púricas Participa solamente RNA Se estima que > 2% de todos los genes son regulados por riboswitches Dominios Altamente Conservados en la Región 5 UTR de Gram Positivas y Gram Negativas 9

10 Organización y Propiedades del Riboswitch Dominio de Unión (Aptámero): bolsillo de unión estructurado alta afinidad alta especificidad Dominio Regulatorio: reacciona después de la unión del ligando por el aptámero cambio conformacional altera la expresión de genes Estructuras de Riboswitch 10

11 Estructuras Secundarias en Presencia o Ausencia del Efector Regulación tipo Riboswitch por Unión de un trna 11

12 Riboswitch Operon thi thi operon de B. subtilis 12