Regulación de la expresión génica en procariontes Genes constitutivos: se expresan en todo momento durante el crecimiento bacteriano. Genes inducibles: solo se expresan cuando existen ciertas condiciones en la célula
Tipos de regulación genética
Operón: Una unidad de material genético formada por más de un gen estructural que se expresa de manera coordinada a partir de regiones reguladoras. El operón está regulado por el producto de un gen regulador, que puede o no estar cerca de éste.
Elementos (cis y trans) que regulan la expresión de los genes Elemento cis: regiones de DNA. Elemento trans: proteína ó RNA
El operón Lac es regulado negativamente
Genes no se transcriben Regulación del operón LAC en E. coli. Si no hay lactosa el represor está en su forma activa, y los genes estructurales no se transcriben. Operón LAC Regulador Operador lac Z Lac Y Lac A ARNm Si no hay lactosa los Genes no se transcriben Represor activo
Enzimas para metabolizar la lactosa Regulación del operón LAC en E. coli. Si hay lactosa, esta se une al represor y lo inactiva. El operador, al estar libre, permite la unión de la ARN polimerasa y se transcriben los genes estructurales, con lo que se sintetizarán las enzimas necesarias para metabolizar la lactosa. Cuando haya desaparecido la lactosa el represor volverá a su estado activo y dejarán de transcribirse los genes x, y , a. Operón LAC Operón LAC Regulador Operador lac z Lac y lac a ARNm Transcripción Represor Traducción Represor inactivo Lactosa Enzimas para metabolizar la lactosa
El represor es un tetrámero
¿Cómo actúa el represor?
Características del Operador
El represor se une al operador
El represor puede interactuar en sitios distantes
Mutaciones del operón Lac: Mutantes constitutivas (Lac+) en donde la producción de las proteínas de los genes estructurales no puede ser reprimida. Mutantes Lac - (no inducibles) no pueden crecer en un medio con lactosa Mutantes recesivas pueden ser complementadas para producir bacterias Lac+. Mutantes dominantes no pueden ser complementadas y fenotípicamente son Lac-.
Efecto glucosa o represión catabólica crecimiento diauxico
Regulación catabólica del operón Lac (regulación positiva) CAP ó ó CAP
AMPc y CRP ó CAP
Sitios de unión de CRP ó CAP
Regulación positiva y negativa del operón Lac
Operón de triptofano (biosintético)
Genes que constituyen el operón de triptofano
¿Cómo funciona el operón? El represor de triptofano es sintetizado como un represor inactivo (aporepresor) En presencia de triptofano, el represor experimenta un cambio conformacional y es capaz de unirse a su operador
Mutantes trpR- deberían de ser constitutivos; sin embargo, son reprimidos por triptofano, lo que indica que existe otro nivel de regulación: Mecanismo de atenuación
Región líder del operón de triptofano
Estructuras secundarias en la región líder
La cadena 2 también puede aparear con la 3
Como se regula el operon de triptofano en presencia de triptofano
en ausencia de triptofano
Operones de aminoácidos
Represor Lac
genes regulados negativamente Operones catabólicos inductores Operones biosintéticos corepresores