regulación y coordinación › armonía estructural, equilibrio celular › adaptación a...
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Regulación y coordinación
› Armonía estructural, equilibrio celular
› Adaptación a condiciones ambientales cambiantes (organismos unicelulares)
› Diferenciación celular
Objetivos de la regulación a nivel celularObjetivos de la regulación a nivel celular
› Integración de las actividades celulares de diferentes tejidos, órganos y sistemas
› Respuesta coordinada y adaptación a cambios ambientales
› Desarrollo
Objetivos de la coordinación a nivel de organismoObjetivos de la coordinación a nivel de organismo
Regulación y coordinación
Niveles de regulaciónNiveles de regulación
Regulación y coordinación
No todos los genes se expresan simultáneamente ni al mismo nivel
Genes constitutivos: se expresan al mismo nivel independientemente de las condicionesambientales
Genes regulados: se expresan a distintos niveles (o no se expresan) dependiendo de las condiciones
Genes constitutivos y genes reguladosGenes constitutivos y genes regulados
Regulación de la expresión génicaRegulación de la expresión génica
Regulación y coordinación
Expresión génica en procariotas: ARNs policistrónicosExpresión génica en procariotas: ARNs policistrónicos
Regulación y coordinación
Regulación de la expresión génica en procariotasRegulación de la expresión génica en procariotas
El operónEl operón
Regulación y coordinación
Regulación de la expresión de los genes estructuralesRegulación de la expresión de los genes estructurales
Regulación y coordinación
Operón Operón laclac: control negativo inducible: control negativo inducible
Regulación y coordinación
Operón Operón laclac: control negativo inducible: control negativo inducible
Regulación y coordinación
Operón Operón laclac: control positivo inducible: control positivo inducible
Regulación y coordinación
Operón Operón trptrp: control negativo reprimible: control negativo reprimible
Regulación y coordinación
Operón Operón nod nod en rizobios: control positivo inducibleen rizobios: control positivo inducible
Simbiosis Rhizobium-leguminosasSimbiosis Rhizobium-leguminosas
Regulación y coordinación
Simbiosis Rhizobium-leguminosasSimbiosis Rhizobium-leguminosas
Regulación y coordinación
Simbiosis Rhizobium-leguminosasSimbiosis Rhizobium-leguminosas
Regulación y coordinación
Niveles de regulación en eucariotasNiveles de regulación en eucariotas
Regulación y coordinación
Regulación de la expresión génica en eucariotasRegulación de la expresión génica en eucariotasGenes monocistrónicosGenes monocistrónicos
La iniciación de la transcripción en eucariotas requiere:
•Factores de transcripción generales que se unen al promotor•Factores de transcripción reguladores activadores (mayoritariamente) o represores, que se unen a secuencias intensificadoras o silenciadoras que pueden actuar a gran distancia y en cualquier orientación.•Estas controlan la estructura de la cromatina y la tasa de transcripción reguladores
Regulación y coordinación
Regulación de la expresión génica en eucariotasRegulación de la expresión génica en eucariotas
hélice-vuelta-hélice
cremallera de leu
Dominios proteicos clásicos de unión a ADNDominios proteicos clásicos de unión a ADN
Regulación y coordinación
Regulación de la expresión génica en eucariotasRegulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación a nivel transcripcional.
1.Selección del gen que se transcribe
2.Modificación de la tasa de expresión 3. Uso de promotores alternativos
Regulación y coordinación
Niveles de regulación en eucariotasNiveles de regulación en eucariotas
Regulación y coordinación
Regulación post-transcripcionalRegulación post-transcripcional
•Modificación del extremo 3’: Poliadenilación y uso de secuencias de término alternativas
•Splicing alternativo
•Edición del RNA
Regulación y coordinación
Regulación post-transcripcionalRegulación post-transcripcionalProcesamiento (splicing) alternativoProcesamiento (splicing) alternativo
Regulación y coordinación
Regulación post-transcripcionalRegulación post-transcripcionalProcesamiento (splicing) alternativoProcesamiento (splicing) alternativo
Regulación y coordinación
Regulación post-transcripcionalRegulación post-transcripcionalEdición del ARNEdición del ARN
Regulación y coordinación
Regulación transcripcional y post-transcripcional múltipleRegulación transcripcional y post-transcripcional múltiple
Regulación y coordinación
Niveles de regulación en eucariotasNiveles de regulación en eucariotas
Regulación y coordinación
•Silenciamiento de ARN
•Velocidad de síntesis de proteínas
•Velocidad de degradaciónse proteínas
•Modificaciones postraduccionales
•Destino diferencial
Regulación traduccional y post-traduccionalRegulación traduccional y post-traduccional
Regulación y coordinación
Regulación traduccional y post-traduccionalRegulación traduccional y post-traduccional
siARNsiARN
Regulación y coordinación
Regulación epigenética (heredable)Regulación epigenética (heredable)Metilación de citosina en islas CpG e ImprintingMetilación de citosina en islas CpG e Imprinting
Regulación y coordinación
Regulación epigenética (heredable)Regulación epigenética (heredable)Acetilación-desacetilación de histonasAcetilación-desacetilación de histonas
Regulación y coordinación
Algunos genes expresan sólo el alelo paterno o sólo el alelo materno, pero no ambos. El otro alelo es reprimido
1.Exclusión alélica independiente del origen cromosómico (al azar)
a) Exclusión alélica por Inactivación del cromosoma Xb) Exclusión alélica por reordenamiento programado del DNA (ej. inmunoglobulinas)c) Exclusión alélica por mecanismos desconocidos (ej. receptores olfativos)
2.Exclusión alélica dependiente del origen cromosómico: imprinting genómico (impronta)
Exclusión alélicaExclusión alélica(expresión selectiva de uno de los alelos)(expresión selectiva de uno de los alelos)
Regulación y coordinación
Exclusión alélica por imprinting genómicoExclusión alélica por imprinting genómico
Regulación y coordinación
Señalización celularSeñalización celular
Regulación y coordinación
Señalización celular: vías de “entrada” de la señal en la Señalización celular: vías de “entrada” de la señal en la célulacélula
Regulación y coordinación
Percepción de la señal: unión a receptores de membrana Percepción de la señal: unión a receptores de membrana o intracelulareso intracelulares
Regulación y coordinación
Posibles tipos de receptores de membranaPosibles tipos de receptores de membrana
Regulación y coordinación
Principales rutas de transducción de señalesPrincipales rutas de transducción de señales
Segundosmensajeros
Regulación y coordinación
Cascadas de proteín quinasasCascadas de proteín quinasas
Regulación y coordinación
Cascadas de proteín quinasasCascadas de proteín quinasas
Regulación y coordinación
Segundos mensajeros: AMPcSegundos mensajeros: AMPc
Regulación y coordinación
Segundos mensajeros: CaSegundos mensajeros: Ca2+2+
Regulación y coordinación
Segundos mensajeros: IP3 y diacilglicerolSegundos mensajeros: IP3 y diacilglicerol
Regulación y coordinación
Los segundos mensajeros pueden activar rutas de quinasasLos segundos mensajeros pueden activar rutas de quinasas
Regulación y coordinación
Los segundos mensajeros pueden inducir otros Los segundos mensajeros pueden inducir otros segundos mensajerossegundos mensajeros
Regulación y coordinación
Las distintas rutas de percepción y transducción de Las distintas rutas de percepción y transducción de señales están interconectadasseñales están interconectadas
Regulación y coordinación
Coordinación a nivel de organismoCoordinación a nivel de organismo
Animales
•Sistema neuroendocrino
Vegetales
•Fitohormonas
•Fotorreceptores
Regulación y coordinación
Coordinación a nivel de organismoCoordinación a nivel de organismoSistema neuroendocrino de animalesSistema neuroendocrino de animales
Regulación y coordinación
Sistema neuroendocrino de animalesSistema neuroendocrino de animalesEje hipotálamo-hipófisisEje hipotálamo-hipófisis
Regulación y coordinación
Mecanismo de actuación hormonalMecanismo de actuación hormonalHormonas peptídicasHormonas peptídicas
Regulación y coordinación
Mecanismo de actuación hormonalMecanismo de actuación hormonalHormonas esteroideasHormonas esteroideas
Regulación y coordinación
Fotomorfogénesis:Fotomorfogénesis:El desarrollo etiolado es revertido por la luzEl desarrollo etiolado es revertido por la luz
Oscuridad
Luz
Maíz Guisante
Regulación y coordinación
FotomorfogénesisFotomorfogénesisFitocromo: receptor activado por luz rojaFitocromo: receptor activado por luz roja
Regulación y coordinación
El fitocromo se une a factores de transcripción El fitocromo se une a factores de transcripción activándolosactivándolos
Regulación y coordinación
FitohormonasFitohormonas
AIA (ácido indolacético)
zeatina
ácido giberélico
ABA (ácido abscísico)
Etileno H2C=CH2
AUXINAS: división y crecimiento celular
CITOQUININAS: división celular
GIBERELINAS: altura de la planta, floración y germinación
ABA: apertura estomática (respuesta a estrés) y dormición de la semilla
ETILENO: senescencia y maduración de fruto