REGULACION DE LA EXPRESION GENICA

BIOLOGIA MOLECULAR

“…todos los genes de un organismo no se expresan constantemente…EXISTEN CONTROLES EN LA EXPRESION GENICA”

Dr. Juan C. Tantaleán V.

ORGANIZACIÓN GENICA EN EUCARIONTES

Gen monocistrónico: unidad funcional que genera ARNm de un solo gen. En eucariontes incluyen exónes e intrones.

1 GEN = Información para una proteína

NIVELES DE REGULACION DE LA EXPRESION GENICA EN EUCARIONTES

“…todos los genes de un organismo no se expresan constantemente…EXISTEN CONTROLES EN LA EXPRESION DE LOS GENES”

Las células utilizan sus potencialidades genéticas según sus requerimientos metabólicos y exigencias ambientales.

Genes policistrónicos : organización génica que genera ARNm que corresponde a varios genes.

EXPRESION DE GENES POLICISTRONICOS EN EL OPERON LACTOSA

ORGANIZACIÓN GENICA EN BACTERIAS

Promotor

MODELO DE REGULACIÓN A NIVEL TRANSCRIPCIONAL EN BACTERIAS

Operón: unidad génica funcional policitrónica bacteriana. Incluye genes estructurales, una región promotora, una región operadora y un gen regulador.

Operón inducible: Operón en el cual la presencia de una sustancia promueve la transcripción de los genes estructurales.

Operón represible: Operón cuya transcripción se suprime o bloquea en presencia de una moléculas correpresora.

Promotor: secuencia en el DNA a la cual se une la enzima RNA polimerasa antes de iniciar la transcripción.

Operador: secuencia en el DNA donde se unen los represores.

Gen estructural: gen que codifica para enzima de una vía metabólica.

Gen regulador: gen que codifica una proteína reguladora.

Represor: proteína reguladora de expresión génica que al unirse al DNA inhibe la transcripción. Ejerce un control negativo.

Activador: proteína reguladora de expresión génica que se une al DNA y promueve la transcripción. Ejerce un control positivo.

Inductor: molécula que modifica al represor y así facilita la transcripción.

Expresión constitutiva: expresión génica constante sin mecanismo de regulación.

REGULADORES A NIVEL DE LA TRANSCRIPCION

Proteínas que se unen al DNA en secuencias específicas. Proteínas represoras: inhiben la transcripción. Proteínas activadoras: activan la transcripción. La mayoría de proteínas reguladoras son multiméricas y se unen al DNA a través del motivo estructural hélice-vuelta-hélice. Hélice de reconocimiento: se sitúa en el surco principal del DNA y contacta específicamente con las bases del DNA. Hélice de fijación: interacciona sin especificidad con el armazón azúcar-fosfato.

El modelo del Operón de Jacob y Monod (1961)

Varios genes estructurales que se expresan bajo un mismo mecanismo de regulación.

EL OPERON LACTOSA

Contexto genético del Operón Lactosa.

Gen regulador: expresa una proteína represora (LacI)

Promotores

Operador: secuencia de unión de LacI

Genes estructurales: lacZ, lacY y lacA

Sistema bacteriano para el catabolismo de la lactosa (glucosa-galactosa)

Operon de Lactosa: en Escherichia coli

Se sintetizan 3 enzimas:

1. β-galactosidasa: degrada lactosa y se forma glucosa y galactosa. cataliza también la isomerización de lactosa a alolactosa

2. Lactosa permeasa: trasporta la lactosa a la célula3. Transacetilasa: función no completamente

conocida.

La molécula inductora es alolactosa (no lactosa misma)

REGION REGULADORA DEL OPERON LACTOSA

El operon lac tiene dos controles

Proteína CAP

Represor lacI

POSITIVO

NEGATIVO

ACTIVIDAD DE LacI

SIN LACTOSA

CON LACTOSA

I

Inducción mediante IPTG (Isopropil--tiogalactósido)

Inducción mediante análogos:

Modifican al represor

Estables

No metabolizables

IPTG

CAP

REPRESION POR CATABOLITO

ACTIVACION DE LA TRANSCRIPCION POR EL COMPLEJO cAMP-CAP

EL OPERÓN TRIPTOFANO

REGULACION DE LA EXPRESION DEL OPERON trp

Aporrepresor + correpresor = Holorrepresor

( TrpR ) ( triptofano )

ESTRUCTURAS EN LA ATENUACIÓN

ESTRUCTURAS EN TALLOS Y

BUCLES

La estructura 3-4 produce terminación de la transcripción tipo Rho independiente

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/15regulacion.htm