Regulacion genetica

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Regulacion genetica

  1. 1. REGULACION GENETICA• La expresión de los genes es controlada dependiendo del tipo celular, del tiempo de vida de la célula y de los nutrientes y factores de crecimiento del medio• Regulación de la expresión génica en procariontes – El caso del operón lactosa – El caso del operón triptofano• Regulación de la expresión génica en eucariontes – Regulación a nivel del inicio de la transcripción
  2. 2. SEÑALESAMBIENTALES genes En bacterias: Presencia o ausencia de nutrientes, temperatura, oxígeno, pH, etc. En organismos multicelulares: Factores de crecimiento y hormonas, nutrientes, entre otros factores. La expresión de genes depende de tipo de célula y de la etapa de diferenciación de las células
  3. 3. TIPOS DE GENESEXPRESIÓN A UNNIVEL CONSTANTE CONTITUTIVOSGENES INACTIVOSQUE SE ACTIVANBAJO CIERTAS INDUCIBLESCONDICIONESGENES ACTIVOS,PERO SE SILENCIANBAJO CIERTAS REPRESIBLESCONDICIONES15 de Enero 2008
  4. 4. Regulación de laexpresión degenes ocurreprincipalmenteen la etapa de latranscripción 15 de Enero 2008
  5. 5. Estructura de un promotor en procariontes mRNA 5’ región -35 región -10 TTGACA TATAAT AACTGT ATATTA -36 -31 -12 -7 +1 +2 Sitio de inicio de la transcripciónRNA polimerasa
  6. 6. Proteínas reguladoras de la transcripción• Activadores: Ayudan a la RNA polimerasa a unirse con mayor fuerza al PROMOTOR Aumento de la velocidad de síntesis de mRNA• Represores: Impiden la transcripción por la RNA polimerasa disminución de la velocidad de síntesis de mRNA
  7. 7. ACTIVACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN Transcripción Basal RNA polA GEN DNA Promotor RNA ACTIVADOR Transcripción activada RNA polB GEN DNA Promotor RNA
  8. 8. REPRESIÓN DE LATRANSCRIPCIÓN Transcripción RNA pol DNA Promotor RNArepresor NO Transcripción RNA pol DNA Promotor operador
  9. 9. El modelo operón fue propuesto por Jacob, Monod y Wollman basado en sus estudiosgenéticos y bioquímicos sobre las mutaciones de E. coli que requieren lactosa.
  10. 10. E. coli crece en el medio cuando hay glucosa. Pero sino la hay y si hay lactosa, crece con lactosa. Beta galactosidasa Lactosa galactosa + glucosa. Jacob y Monod comprobaron que cuando en el medio había lactosa aumentaba la concentración intracelular de beta-galactosidasa, además se producían dos proteínas: permeasa que introduce lalactosa en el interior de la bacteria y la transacetilasa.
  11. 11. El operón lactosa en bacterias Contiene los genes de las enzimas que permiten hidrolizar el disacárido lactosa β galactosidasa
  12. 12. La síntesis de β-galactosidasa es inducible Concentración de Beta galactodasidasa Tiempo (minutos)15 de Enero 2008
  13. 13. La función del operón lactosa (lac) es producir las enzimasrequeridas para metabolizar lactosa y obtener energía cuando éstaes requerida por la célula Descripción del operón lactosalacI B-galactosidasa permeasa acetilasa
  14. 14. ¿Qué pasa en ausencia de lactosa...?
  15. 15. ¿Y en presencia de lactosa...?
  16. 16. ¿Qué sucede cuando las bacterias están en presencia de glucosa y lactosa? Act Beta galactosidasa Nº de células/ml Glucosa también regula la transcripción de los genes del Tiempo (min) metabolismo de15 de Enero 2008 lactosa
  17. 17. 15 de Enero 2008
  18. 18. Resumen de la regulación del operón lactosaGlucosa cAMP Lactosa Transcripción del operón lacAlta Bajo Ausente No transcripciónAlta Bajo Presente Baja transcripciónBaja Alto Ausente No transcripciónBaja Alto Presente Alta transcripción
  19. 19. Operón triptofanoS1 S2 S3 S4 S5 TRIPTOFANO A B C D E Enzimas de la biosíntesis del aminoácido triptofano
  20. 20. Regulación de la transcripción del operón triptofano Bacterias en Bacterias en medio con medio sin triptofano triptofano No transcripción15 de Enero 2008
  21. 21. Todas las células de nuestro cuerpo tienen los mismos genes, pero no producen las mismas proteínas SEÑALES EXTERNAS Activación o inactivación de genes (NUTRIENTES, HORMONAS, ETC) TIPOS CELULARES miosinacolágeno Neurotrans- T. óseo T. muscular neuronas misores Pielhemoglobina queratina G. Rojos
  22. 22. Posibles puntos de regulación de la expresión de genes en eucariontes
  23. 23. Regulación de la transcripción del gen de albúmina Factores de transcripción ARN polimerasa basal HNF- C/EBP ? 1 APF APF Gen de Promotor albumina Enhancer Enhancer -12.000pb -30pb +1 +30.000Regiones “Enhancers” en el ADN se unen aproteínas reguladoras de la transcripción
  24. 24. Proteínas reguladoras unidas a “enhancers” actúan a distancia induciendo la curvatura del ADN, para permitir su acercamiento al complejo promotor con la RNA polimerasa. polimerasa15 de Enero 2008
  25. 25. Cómo se activa un gen en un tipode célula y no en otro? Núcleo de Núcleo de células células de hepáticas cristalino En el esquema A , los genes de albúmina se expresan porque las células de hígado tienen los activadores necesarios para ese gen En el esquema B , los genes de la proteína cristalino se expresan porque las células de cristalino tienen los activadores necesarios para ese gen
  26. 26. Regulación de losgenes de globina en ξ ε α 2γ humanos 2 2 2 α 2β 2

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