CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN BACTERIAS

Organización de los genomas bacterianos.

Cromosoma bacteriano

ADN cromosómico de Escherichia coli tiene un tamaño millones de pb

o 4.200 kilobases (Kb

Superenrollamiento

ADN plasmídico

EnzimasToxicidad

Conjugación

Modelo Operón

• Fue publicado En 1961 en un artículo firmado por Jacob y Monod, titulado “Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins.” en la revista Journal of Molecular Biology.

• Por sus descubrimientos ganaron el premio Nobel de medicina en 1965 junto con André Lwoff

Francois Jacob Jacques Monod André Lwoff

• Una tarde de domingo en el mes de julio de 1958 viendo una película en un cine con su mujer, nos cuenta Jacob en su autobiografía lo siguiente:

• “Cierro los ojos, atento a algo extraordinario que me está pasando. Una excitación brusca mezclada de un placer confuso me invade. Y súbitamente, un relámpago. El deslumbramiento de la evidencia. ¿Cómo no lo había pensado antes? La experiencia de conjugación hecha con Élie sobre el fago, la inducción erótica, y la hecha con Pardee y Monod sobre el sistema lactosa, la experiencia PAJAMA, son las mismas. Misma situación. Mismo resultado. Misma conclusión. En ambos casos, un gen gobierna la formación de un producto citoplásmico, de un represor que bloqueé la expresión de otros genes, impidiendo en un caso la síntesis de la galactosidasa y en otro la multiplicación del virus. (…) Más aún, ¿dónde puede actuar el represor para poder detener todo a la vez? La única respuesta simple, la única que no hace intervenir una cascada de hipótesis complicadas es: ¡sobre el ADN mismo!”

OPERÓN

• Unidad de expresión y regulación genética bacteriana, que incluye genes estructurales y elementos de control en el DNA.

Principales elementos del operón

• Los genes estructurales.• El promotor (P).• El operador (O). • El gen regulador (i). • Proteína reguladora.

Genes estructurales

• Se denomina así a cualquier gen que codifica un producto proteico (o ARN)

• Se asocian con una gran cantidad de estructuras y funciones, incluidas enzimas, proteínas estructurales y proteínas reguladoras

Genes Reguladores

• El gen regulador es el encargado de codificar proteínas o ARN implicado en la regulación de la expresión de otros genes

Proteínas Reguladoras

• Proteínas Represoras (represor)

Proteínas Activadoras (activador)

Sistema de inducción-represión

Sistema que se basa en la capacidad de permitir o no la síntesis de diversas enzimas dependiendo de las condiciones ambientales

• Inducción: Capacidad para sintetizar ciertas enzimas solamente cuando el sustrato se encuentra presente

• Represión: Capacidad de impedir la síntesis de ciertas enzimas cuando los productos están presentes

Operón lactosa

Operón triptófano

Represión por catabólico

• Cuando la bacteria E. coli crece en un medio que contiene glucosa, prefiere este azúcar como fuente de energía

• Como consecuencia los operones que producen las enzimas necesarias para obtener energía de otros azúcares están bloqueados

• Uno de los catabolitos del metabolismo de la glucosa actúa sobre el AMP cíclico (AMPc).

• El AMP cíclico (AMPc) es necesario para la transcripción de todos los operones que son inhibidos por el catabolismo de la glucosa

• Se trata. por tanto de un sistema de control positivo

Represión por catabólico

resumen

expresión genética

Regulación

Transcripción

Sistema Inducción- Represión

Proteínas Reguladoras

Represión por catabólico

Factores Ambientales

Operón: Unidad de expresión y regulación bacteriana, que incluye genes estructurales y elementos de control en el ADN reconocidos por uno o varios productos génicos reguladores• El promotor (P): Región del DNA donde se

une la RNA polimerasa para iniciar la transcripción. Se encuentra inmediatamente antes de los genes estructurales

• Operador: Sitio en el ADN donde se une una proteína reguladora para evitar o inducir que inicie la transcripción en el promotor adyacente

Glosario

• Gen inducible: gen que se activa por la presencia de su sustrato

• Gen reprimible: gen que se inactiva por la presencia de su producto

• inductor: Molécula pequeña que dispara la transcripción genética mediante su unión a una proteína reguladora

• Correceptor: Molécula pequeña que dispara la represión de la transcripción mediante su unión a una proteína reguladora