sesion 8 regulacion expresion genica.ppt

7/21/2019 Sesion 8 Regulacion Expresion Genica.ppt

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REGULACION DE LAEXPRESION DE GENES


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EXPRESION DE GENES

De los 4,000 o mas genes presentes en lasbacterias y alrededor de 35,000 genes en loshumanos, solo una fraccin de ellos sonexpresados en una clula en cualquiermomento.

Algunos productos de genes son abundantesson abundantes (enzimas).

INTRODUCCION


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EXPRESION DE GENES

INTRODUCCION

La concentracin celular de una protena esdeterminada por un delicado balance de 7 procesos:1. Sntesis del ARNm precursor.2.Modificacion post-transcripcional (ARNm maduro).3. Degradacin del ARNm .4. Sntesis de protenas.

5. Modificacin post-traduccional de protenas.6. Transporte de protenas.7. Degradacin de protenas.


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Transcripcin

Transcripcinprimaria

Nucletido

s

Gen

ModificacinPost-transcripcional

Degradacindel ARNmARNm

maduro

Traduccin

AminocidosProtenainactiva

ModificacinPost-

traduccionalDegradacin

de la

protenaProtena

activa

Transporte deprotenas

ADN


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REGULACION DE GENES

Genes que son frecuentes expresados de

manera peridica se conocen como genes decasa o housekeeping genes.

Los genes que son expresados de maneravariables o fortuita se conocen como genes

constitutivos.


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REGULACION DE GENES

Incremento de expresin de genes se

denomina induccin.

Disminucin de expresin de genes se conocecomorepresin.

La transcripcin es mediada y regulada porinteracciones ADN- protenas.


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Secuenciasconsenso, con efectoregulador negativo

Sitio de inicio del ARN


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Sitio de inicio delARN

Secuenciasconsenso, con efecto

regulador positivo


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REGULACION DE GENES

El inicio de la transcripcin es regulado porprotenas, aquellos que son factores especficos

que alteran la especificidad de la ARN polimerasa;represores, que impiden el acceso de la ARNpolimerasa al promotor y activadoresque unenal promotor con la ARN polimerasa.

En el caso de las clulas procariontes losoperadores son lo mas cercano a un promotor.


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Regulacin negativa(unin del represor inhibe la

transcripcin)

Operador

ADN

Promotor

ARNm

Molculaseal

Seal molecular quecausa la disociacin

de la protenareguladora del ADN

Represor(rosado), se

une aloperador en

ausencia de lamolcula

seal


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Regulacin negativa(unin del represor inhibe la

transcripcin)

Represor(rosado), se

une aloperador en lapresencia de lamolcula seal

ARNm

Molcula seal quecausa la unin de laprotena reguladora

al ADN


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Regulacin positiva(unin del activador facilita la

transcripcin)

ARNm

ARN polimerasaUnin delactivador

en ausenciade la

molculaseal


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Regulacin positiva(unin del activador facilita la

transcripcin)

ARNm

Unin delactivador

enpresencia

de lamolculaseal


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OPERONES

Mucho de los genes de los procariontes sonregulados por operones.

Los genes agrupados y promovidos, cuyafuncin es regular se denominan operon.

Los operones pueden contener de 2 a seisgenes transcriptos como una unidad en

comn, algunos pueden contener hasta 2 omas genes.


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OPERON lac

La lactosa operon o tambin conocida como lac,incluye los genes para -galactosidasa (Z),galactosida permeasa (Y) y tiogalactosida

transacetilasa (A). Estas tres enzimas aparecen para la modificacin

de las galactosidas y facilitar su remocin de laclula.

Cada uno de estos tres genes es precedido por unsitio de unin que independiza la traduccin.


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Represor lac

ARNm

ADN

Codifica alrepresor Promotor

de losgenes lac

Promotordel gen I

Operadorprincipal

Operadoressecundarios

Genes

lac


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REGULACION DE EXPRESION DEGENES EN PROCARIONTES

Aparentemente existen dos mecanismos de

regulacin gnica: uno de ellos a niveltraduccional, a travs de protenas quepodran unirse a ARNm; y el segundomecanismo a travs de una recombinacin

gentica.


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REGULACION POSITIVA DEL OPERONLac

Qu sucede con la expresin del operon Laccuando glucosa y lactosa estn presentes almismo tiempo?

Mecanismo represin catablica.

Restriccin de genes para el catabolismo de

lactosa, arabinosa y otros azucares enpresencia de glucosa.


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El efecto de la glucosa es mediada por la

protena receptora de cAMP llamada CPR. Es un homodimero el cual presenta sitios de

unin a ADN y a cAMP.

La unin es mediada por motivos hlice-giro-hlice.



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Cuando la glucosa esta ausente se une CRP-cAMP cerca al sitio del lac promotor,estimulando la transcripcin, por lo tanto seda una regulacin positiva.



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REGULACION POSITIVA DEL OPERON

Lac

Entonces, la unin CRP-cAMP tiene unpequeo efecto sobre la transcripcin deloperon lac, cuando el represor esta

bloqueando la transcripcin y disociacin delrepresor del operador lac, siempre y cuando

CRP-cAMP este presente.


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El complejo ARN-promotor no se forma si elCRP-cAMP esta presente.

REGULACION POSITIVA DEL OPERON

Lac


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Se define un incremento transcripcional en laausencia de secuencias regulatorias.

En el caso de las bacterias la ARN polimerasageneralmente tiene acceso a cualquierpromotor y puede unirse e iniciar latranscripcin a diferentes niveles de eficiencia

dependiendo de la presencia de activadores yausencia de represores.

REGULACION DE EXPRESION DE

GENES EN EUCARIONTES


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Sin embargo en el caso de los eucariontesfuertes promotores son inactivados in vivo

en la ausencia de protenas reguladoras. El acceso a los promotores eucariontes esta

restringido por la estructura de la cromatina,y la activacin de la transcripcin esta

asociado a muchos cambios en la regintranscribida en la cromatina.

REGULACION DE EXPRESION DE

GENES EN EUCARIONTES


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A pesar que las clulas eucariontas tienen

mecanismos positivos y negativos deregulacin. Los mecanismos positivos estnmuy lejos de ser caracterizados.

En resumen todos los genes eucariontas

necesitan ser activados para ser transcriptos.

REGULACION DE EXPRESION DEGENES EN EUCARIONTES


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En conclusin lo que hace complicada la

regulacin de expresin gnica radica en quela transcripcin se realiza en el ncleo y latraduccin en el citoplasma en diferentetiempo y espacio.

REGULACION DE EXPRESION DEGENES EN EUCARIONTES


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Protenas HMG Transcripcin

Ligadores

ADN

CTD ARNcomplejo

Polimerasa II

Transactivadores

de unin a ADN

co-

activadores

Secuenciasreguladorasadicionales

Secuenciasactivadorasupstream

Protenas deunin a lasecuencia

TATA

Facilitan elproceso de

transcripcin

Factor de

Transcripcin

Mediadoresentre los

Transactivadores de unin

a ADN y elcomplejo Pol

II

Grupo de

protenasde alta

movilidad.


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Ligadores

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