REGULACION DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA Esta obra está bajo una licencia Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported de Creative Commons. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ o envie una carta a Creative Commons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California 94105, USA.
Diferenciación n celular En los individuos pluricelulares, todas las células de un mismo individuo son genéticamente idénticas. A lo largo del desarrollo las células van pasando por un proceso de diferenciación celular. La diferenciación celular tiene que ver con la expresión diferencial de los genes. Esa expresión diferencial de los genes se debe a diversos mecanismos de regulación de la expresión genética. Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
Diferenciación n celular Por ejemplo, supongamos que el genoma de cierta especie consiste en 4 genes: A, B, C y D. La expresión de estos genes es diferencial en las células epiteliales y en las neuronas. Célula epitelial: tiene los genes A, B, C y D. Se expresan los genes A, C y D pero no el B Neurona: tiene los genes A, B, C y D. Se expresan B y C pero A y D no Por lo tanto, los ARNm y proteínas que se producen en la célula epitelial no son los mismos que los que se forman en las neuronas: hay una expresión diferencial de los genes. Qué es lo que hace que en la célula epitelial se expresen A, C y D (pero no B) y en la neurona B y C (pero no A y D)? MECANISMOS DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
Regulación n de la expresión n genética en procariontes La regulación es muy simple y se da a nivel de la transcripción. Los genes que participan de una misma vía metabólica se expresan en forma conjunta, bajo un único promotor y una única secuencia reguladora para todo el conjunto: el operón. GEN REGULADOR: gen cuya expresión es una proteína represora o represor PROMOTOR: secuencia de ADN que será reconocida por la ARN polimerasa OPERADOR: secuencia de ADN a la que puede unirse el represor GENES ESTRUCTURALES: genes que se expresan en conjunto y que participan de una misma vía metabólica. OPERON: conjunto formado por promotor + operador + genes estructurales. Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
Operón n lactosa Sus genes estructurales cuando se expresan generan como producto enzimas que son necesarias para degradar la lactosa. Si hay lactosa presente, serán necesarias las enzimas que permitan degradarla. Si no hay lactosa presente esas enzimas no son necesarias. SIN LACTOSA El gen regulador produce una proteína represora activa (puede unirse al operador). La ARN polimerasa no puede acceder a los genes estructurales que entonces no se transcriben, no se expresan.
CON LACTOSA El gen regulador produce una proteína represora activa. Al haber lactosa, ésta se une al represor. De este modo el represor se inactiva, ya no puede unirse al operador. Ahora la ARN polimerasa puede acceder a los genes estructurales que pueden entonces expresarse. Se sintetizarán así las enzimas que permitirán degradar la lactosa. La lactosa es un inductor.
Operón n triptofano Sus genes estructurales cuando se expresan generan como producto enzimas que son necesarias para sintetizar triptofano. Si no hay triptofano en el medio, serán necesarias las enzimas que permitan su síntesis. Si hay triptofano presente esas enzimas no son necesarias. SIN TRIPTOFANO El gen regulador produce una proteína represora inactiva ( no puede unirse al operador). La ARN polimerasa puede acceder a los genes estructurales que entonces se transcriben, se expresan.
CON TRIPTOFANO El gen regulador produce una proteína represora inactiva. Al haber triptofano, éste se une al represor. De este modo el represor se activa y puede unirse al operador. Ahora la ARN polimerasa no puede acceder a los genes estructurales que entonces no pueden expresarse. No se sintetizarán así las enzimas que permitirán sintetizar triptofano. El triptofano es un co-represor.
Comparación n operón n lactosa- operón triptofano OPERÓN LACTOSA Sus enzimas participan de una vía catabólica Inducible ( expresión en presencia de lactosa) La lactosa es un inductor El represor se sintetiza en forma activa El represor actúa solo OPERÓN TRIPTOFANO Sus enzimas participan de una vía anabólica Reprimible ( se expresa en ausencia de triptofano) El triptofano es co-represor El represor se sintetiza en forma inactiva El represor actúa en presencia del co-represor.
Regulación n de la expresión n genética en eucariontes
1- Regulación n de la transcripción A- Factores de transcripción basales: se unen al promotor para que sea reconocido por la ARN pol específicos: aumentan (activadores) o disminuyen (represores) el ritmo de la transcripción. B- Estructura de la cromatina eucromatina: laxa, transcripcionalmente activa heterocromatina: más condensada, transcripcionalmente inactiva. C- Metilación de la cromatina El agregado de CH 3 en el gen hace que éste no se exprese.
2- Regulación n del splicing Splicing alternativo: de un mismo gen se pueden obtener varias proteínas diferentes. Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
3- Regulación n del transporte hacia el citoplasma Aquellos ARNm que tienen cola polia pueden salir del núcleo hacia el citoplasma Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
4- Regulación n de la traducción A- Presencia de proteínas represoras que se unen al ARNm en el sector comprendido entre el extremo 5 y el codón inicio. Impiden la unión con el ribosoma. B- Estabilidad del ARNm: cuanto más larga es la cola polia, más estable es el ARNm y podrá ser traducido más veces. Copyright (c), Marina González, Gabriela Gómez
5- Regulación n post-traducci traducción Se relaciona con el tiempo de vida media de cada proteína: A- la presencia de ciertos aminoácidos al comienzo de la proteína aseguran una mayor estabilidad o vida media más larga. B- correcto plegamiento: las chaperonas contribuyen al correcto plegamiento. Si están mal plegadas pueden ser degradadas en el proteasoma si previamente fueron marcadas con ubiquitina.