Post on 25-Jan-2016
16Regulación de la expresión
de genesProcariotes y eucariotes
Transcripción Traducción
http://oregonstate.edu/instruct/bb331/lecture12/Fig5-20.html
¿Como se regula la expresión de los genes?
No todos los genes se expresan en cada momento o en cada tejido o ambiente. En otras palabras no todos los promotores estan activos en un tiempo dado.
Hay que tomar una desición: Que genes activar en un momento específico?
¿Como se regula la expresión de los genes?
ADN ARN Proteína
ReplicaciónTranscripción Traducción
¿Cómo se inicia la transcripción?
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=genomes&part=A7002
Mecanismos de regulación de la transcripción
• Como regular la expresión génica:– Disminuir la velocidad a la que se produce
el mRNA que codifica para un proteína– Hidrolizar el mRNA después de sintetizado,
evitando así la traducción– Evitar la traducción en el ribosoma– Hidrolizar la proteína que se produce a partir
del mRNA– Inhibir la función de la proteína
Regulación negativa y positiva
Regulación negativa y positiva
Los procariotes generalmente disminuyen la síntesis de ARNm
Menor gasto de energía
Adaptación rápida a ambientes cambiantes
Ejemplo del operón lac en E. coli: tres enzimas codificadas por genes estructurales:
-galactosidasa permeasa
-galactosidasa
-galactosido transacetilasa
Solo se sintetizan si hay lactosa en el medio, y no hay glucosa
La lactosa es un inductor de la síntesis de esas proteínasQue son proteínas constitutivas?
Un inductor estimula la expresión de un gen que codifica para una enzima
Con
cent
raci
ón d
e la
enz
ima
indu
cibl
e en
la c
élul
a
Tiempo después de agregar el inductor (min)
Dos formas de regular una ruta metabólica
Regulación alostérica: El producto final inhibe la actividad de la primera enzima
Regulación de la síntesis de proteínas: El producto final bloquea la transcripción de los 5 genes. No se producen las enzimas
Organización de los genes procarioticos: el operon lac
• Que tiene un operón típico:– Un promotor– Dos o mas genes estructurales– Un operador: región de ADN entre el promotor
y los genes estructurales
Tres formas básicas para controlar la transcripción de un operón
• Un operón inducible regulado por un proteína represora
• Un operón reprimible controlado por una proteína represora
• Un operón regulado por una proteína activadora
Tres formas básicas para controlar la transcripción de un operón
Aquí se une la ARN polimerasa
Aquí se une la proteína represora
El operón lac: un sistema inducible
La proteína represora tiene un sitio de unión al operador
El operón lac: un sistema inducible
La proteína represora tiene un sitio de unión al inductor (lactosa)
Sin el represor = siempre ON
Genes reguladores controlan la expresión de otros genes
Gen regulador con su promotor
• En el operón lac, además hay proteínas activadoras!
Aquellas que aumentan la tasa de transcripción mediante control positivo
La represión por catabolito regula al operón lac
Proteína receptora de cAMP (cAMP receptor protein)
¿Que pasa si hay baja concentración de glucosa y no hay lactosa?
Unión mas eficiente de la ARNpol
Esta es solo la mitad de la historia
Además de ser un sistema inducible, el operon lac es también regulado por represión por catabolitos
La represión por catabolito regula al operón lac
Altas concentraciones de glucosa reprimen la transcripción
Represión por catabolito (glucosa)
16Regulación de la expresión
de genesProcariotes y eucariotes
Regulación de la expresión de genes en eucariotes
¿En que pasos se puede regular la expresión de genes en eucariotes?
¿En que pasos se puede regular la expresión de genes en eucariotes?
¿En que pasos se puede regular la expresión de genes en eucariotes?
El inicio de la transcripción en eucariotes
El inicio de la transcripción en eucariotes
Factores de transcripción, represores y activadores
Factores de transcripción, represores y activadores
• ¿Cómo se coordina la expresión de genes que se deben transcribir en el mismo estadio o en respuesta a un estrés?
Coordinando la expresión génica
Figure 16.17 Coordinating Gene Expression (2)
Otros mecanismos de regulación
Metilación del ADN (ADN metiltransferasas)
Remodelamiento de la cromatina
Splicing alternativo
microRNAs
Degradación de proteínas
Metilación de ADN
Metilación de ADN
Remodelamiento de la cromatina
Remodelamiento de la cromatina
Splicing alternativo
microRNAs
Degradación de proteínas en el proteosoma