Control Expresión genética
La regulación de la producción de proteínas (síntesis de proteínas) considerando el proceso en su conjunto, puede llevarse a cabo en tres niveles: Replicación Transcripción Traducción
Niveles de regulación
Regulación de la expresión génica Genes constitutivos y genes regulados No todos los genes se expresan simultáneamente ni al mismo nivel Genes constitutivos: se expresan al mismo nivel independientemente de las condiciones ambientales Genes regulados: se expresan a distintos niveles (o no se expresan) dependiendo de las condiciones
Expresión génica en procariotas: ARNs policistrónicos
Regulación de la expresión génica en procariotas El operón
Regulación de la expresión de los genes estructurales
Operón lac: control negativo inducible
Operón lac: control negativo inducible
Operón lac: control positivo inducible
Operón trp: control negativo reprimible
Operón trp: control negativo reprimible
Simbiosis Rhizobium-leguminosas Operón nod en rizobios: control positivo inducible
Simbiosis Rhizobium-leguminosas
Simbiosis Rhizobium-leguminosas
Niveles de regulación en eucariotas
Regulación de la expresión génica en eucariotas Genes 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 de la expresión génica en eucariotas hélice-vuelta-hélice Dominios proteicos clásicos de unión a ADN cremallera de leu
Regulación 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
Niveles de regulación en eucariotas
Regulación post-transcripcional Modificación del extremo 3’: Poliadenilación y uso de secuencias de término alternativas Splicing alternativo Edición del RNA
Regulación post-transcripcional Procesamiento (splicing) alternativo
Regulación post-transcripcional Procesamiento (splicing) alternativo
Regulación post-transcripcional Edición del ARN
Regulación transcripcional y post-transcripcional múltiple
Niveles de regulación en eucariotas
Regulación traduccional y post-traduccional Silenciamiento de ARN •Velocidad de síntesis de proteínas •Velocidad de degradaciónse proteínas •Modificaciones postraduccionales •Destino diferencial
Regulación traduccional y post-traduccional siARN
Regulación epigenética (heredable) Metilación de citosina en islas CpG e Imprinting
Regulación epigenética (heredable) Acetilación-desacetilación de histonas
Exclusión alélica (expresión selectiva de uno de los alelos) 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 X b) 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 alélica por imprinting genómico
Señalización celular
Señalización celular: vías de “entrada” de la señal en la célula
Percepción de la señal: unión a receptores de membrana o intracelulares
Posibles tipos de receptores de membrana
Principales rutas de transducción de señales Segundos mensajeros
Cascadas de proteínas quinasas
Cascadas de proteínas quinasas
Segundos mensajeros: AMP cíclico
Segundos mensajeros: Ca2+
Segundos mensajeros: IP3 y diacilglicerol
Los segundos mensajeros pueden activar rutas de quinasas
Los segundos mensajeros pueden inducir otros segundos mensajeros
Las distintas rutas de percepción y transducción de señales están interconectadas
Coordinación a nivel de organismo Animales •Sistema neuroendocrino Vegetales •Fitohormonas •Fotorreceptores
Coordinación a nivel de organismo Sistema neuroendocrino de animales
Sistema neuroendocrino de animales Eje hipotálamo-hipófisis
Mecanismo de actuación hormonal Hormonas peptídicas
Mecanismo de actuación hormonal Hormonas esteroideas
Fotomorfogénesis: El desarrollo etiolado es revertido por la luz Maíz Guisante Oscuridad PP1701a.jpg Luz
Fotomorfogénesis Fitocromo: receptor activado por luz roja
El fitocromo se une a factores de transcripción activándolos PP1701a.jpg
Fitohormonas AUXINAS: división y crecimiento celular AIA (ácido indolacético) CITOQUININAS: división celular zeatina ácido giberélico GIBERELINAS: altura de la planta, floración y germinación ABA (ácido abscísico) ABA: apertura estomática (respuesta a estrés) y dormición de la semilla Etileno H2C=CH2 ETILENO: senescencia y maduración de fruto