Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

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1 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
´Recordatorio de la estructura de la cromatina Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

2 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Esquemas de la estructura de 10 nm y 30 nm Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

3 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Foto del scafold Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

4 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
El posicionamiento de los nucleosomas coloca las dianas de restricción en posiciones únicas con respecto a los lugares de corte de la nucleasa micrococal en el ligador El posicionamiento coloca a la diana (rojo) en una única posición La nucleasa micrococal libera monómeros de DNA La enzima de restricción corta en su diana La electroforesis y Southern revela una sola banda Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

5 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Si no existe posicionamiento, la diana de restricción puede ocupar distintas localizaciones en diferentes copias del genoma. Se producen fragmentos de muy diferentes tamaños tras tratamiento con enzimas de restricción y nucleasa micrococal Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

6 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La RNA polimerasa es comparable en tamaño al nucleosoma y podría encontrar dificultades en recorrer el DNA alrededor de octámero de histona nucleosoma RNA polimerasa Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

7 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Experimento que prueba que durante la transcripción el octámero de histona es desplazado del DNA y vuelve a unirse en una nueva posición Promotor Terminador Nucleosoma organizado en una posición específica La RNA polimerasa se une al promotor La RNA polimerasa transcribe hasta el terminador El nucleosoma se rehace en una nueva posición Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

8 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Modelo para explicar el desplazamiento de los nucleosomas durante la transcripción La RNA polimerasa avanza El DNA es desplazado del octámero El avance de la polimerasa genera torsiones en el DNA que desplazan el octámero el cual se reinserta por detrás de la polimerasa Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

9 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La sensibilidad a DNAasaI puede ser evaluada determinando la tasa de desaparición del material que hibrida con una sonda determinada Digestión de cromatina con DNAasaI Extracción de DNA y digestión con enzima de restricción Electroforesis y Southern con sondas para genes que se expresan o no se expresan en el tejido del que procede la cromatina Sonda 1 Sonda 2 Comparación de las intensidades de las bandas en preparaciones de cromatina digeridas con concentraciones crecientes de DNAasaI DNAasaI DNAasaI Gen 1 digerido Gen 2 no digerido Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

10 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
En eritrocitos de pollo el gen de la -globina es muy sensible a DNAasa I y es insensible el gen de la ovoalbumina Gen de -globina Gen de ovoalbumina Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

11 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Las histonas se pliegan adoptando estructuras globulares localizadas en el núcleo del nucleosoma. Las colas N-terminales, que llevan los lugares de modificación, podrían ser más flexibles. Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

12 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La acetilación de lisina o la fosforilación de serina reduce la carga neta positiva de la proteína lisina serina metilación fosforilación acetilación Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

13 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Un dominio de globina está delimitado por sitios hipersensibles en los extremos. El grupo de sitios en 5’ constituye el LCR y es esencial para la función de todos los genes en el agrupamiento. Sitios hipersensibles 5’ Sitios hipersensibles 3’ Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

14 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Los dominios pueden poseer tres tipos de sitios: aisladores para impedir los efectos de extensión entre dominios; MARS para unir el dominio a la matriz nuclear; y LCR requeridos para la iniciación de la transcripción Unidad transcripcional aislador aislador La unidad es esencial si el gen es esencial Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

15 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La densidad típica de dinucleótidos CpG en DNA de mamíferos es  1/100 pb, como por ejemplo en el gen de -globina. En una isla rica en CpG la densidad se incrementa hasta >10 CpG/100 pb. La isla en el gen APRT comienza  100 pb curso arriba del promotor y se extiende  400 pb dentro del gen. Cada línea vertical representa un CpG Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

16 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La heterocromatinización inactiva genes. La probabilidad de inactivación de un gen depende de su distancia a la región heterocromática Heterocromatina Las células silvestres tienen función génica Gen activo Gen activo La heterocromatina se extiende Gen activo Gen inactivo Células descendientes que han perdido la función génica Gen inactivo Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

17 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
La formación de heterocromatina se inicia cuando RAP1 se une al DNA. SIR3/4 se une a RAP1 y también a H3/H4. El complejo polimeriza a lo largo de la cromatina y puede conectar con la matriz nuclear Colas N-terminales de H3/H4 RAP1 se une a DNA SIR3/SIR4 se une a RAP1 SIR3/SIR4 se une a H3/H4 SIR3/SIR4 polimeriza SIR3/SIR4 se une a la matriz Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

18 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
Los sitios metilados pueden ser perpetuados por una enzima que reconoce como sustrato sólo los sitios hemimetilados Sitios completamente metilados Replicación Hemimetilados Metilación Completamente metilados Replicación Hemimetilados No metilado Hemimetilado Tema 13. Regulación de la expresión génica. I

19 Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
El estado de metilación está controlado por tres enzimas Metilasa de novo Metilasa de perpetuación Demetilasa Tema 13. Regulación de la expresión génica. I