EXPRESION DE LOS GENES CONTROL

EXPRESION DE LOS GENES Regulación precisa y oportuna ( activar y desactivar Genes) Permite: A las células responder eficazmente a los entornos cambiantes (sobrevivir en ambientes complejos) Diferenciación celular y cooperación intercelular ( organismos multicelulares) Velocidad de trascripción.

TIPOS DE REGULACION GENETICA Regulación positiva: Cuando la expresión de la información genética (trascripción) inicia o se incrementa en forma cuantitativa por la presencia de un elemento regulador especifico (regulador positivo o activador). Regulación negativa: Cuando la expresión de la regulación genética esta disminuida por la presencia de un elemento regulador especifico (regulador negativo o represor) Regulación doble – negativa: (desrepresion) actúa como regulación positiva .- un efector que inhibe la función de un regulador negativo.

TIPOS DE RESPUESTA TEMPORAL (TASA DE EXPRESION) A UNA SEÑAL REGULADORA Respuesta tipo A: Se caracteriza por un aumento de la tasa de expresión génica que depende de la presencia continua de la señal inductora ( procariotas; cambio repentino de la concentración intracelular de un nutriente ) eucariotas (hormonas y factores de crecimiento).

TIPOS DE RESPUESTA TEMPORAL (TASA DE EXPRESION) A UNA SEÑAL REGULADORA. Respuesta B: Elevada tasa de la expresión génica que es temporal aun con la presencia continua de la señal reguladora fenómeno de respuesta: desensibilizacion – recuperación ( aparición temporal de un producto génico especifico)

TIPOS DE RESPUESTA TEMPORAL (TASA DE EXPRESION) A UNA SEÑAL REGULADORA Respuesta C: Se observa en presencia de la señal reguladora como una tasa elevada de la expresión génica que persiste de manera indefinida aun después de la terminación de la señal : Alteración irreversible y hereditaria Desarrollo de la función diferenciada en un tejido u órgano

REGULACION DE LA EXPRESION GENICA Aunque el control de la expresión génica puede producirse en múltiples pasos, muchos fenómenos reguladores ocurren en la transcripción. El inicio y la regulación de la transcripción requiere de la colaboración de un grupo de proteínas que en conjunto se conocen como factores de transcripción

EXPRESION DE LOS GENES Las mayoría de los mecanismos que utilizan los seres vivos para regular la expresión de los genes requiere interacciones DNA – proteína. Numerosos contactos (frecuencia alrededor de 20 o mas) con participación de interacciones hidrófobas, enlaces de hidrogeno y enlaces iónicos entre los aminoácidos y la base de los nucleótidos dan lugar a una unión muy especifica DNA- proteína.

FAMILIAS DE LAS PROTEINAS ESPECIFICAS (REGULADORAS) DEL DNA (FACTORES DE TRANSCRICCION) Hélice – vuelta – hélice Hélice – lazo – hélice Cremallera de leucina Dedo de zinc Agentes singulares regula- dores de los genes

EXPRESION GENICA EN LOS PROCARIOTAS Genes constitutivos ( domésticos); se transcriben rutinariamente debido a que codifican productos génicos que son vitales para la célula y se expresan de manera continua Genes estructurales; juegan un papel esencial en el metabolismo o en la formación de estructuras en las células. Genes reguladores; son genes cuyos productos(tanto RNA como proteínas)interaccionan con otras secuencias afectando a la transcripción o a la traducción de dicha secuencia secuencias reguladoras: secuencias que incluso sin ser transcritas juegan un papel en la expresión del gen Genes Inducibles: Genes que solo se expresan en determinadas circunstancias (enzimas.- ejemplo las enzimas para el metabolismo de la lactosa en E.Coli) .

EXPRESION GENICA Operon: Genes involucrados en una vía metabólica en arreglo lineal que suele estar regulado por un solo promotor o región reguladora ( estructurales reguladores) Operador;es una secuencia de DNA que participa en la regulación de genes adyacentes que une una proteína represora Cistron: Es la unidad mas pequeña de expresión genética; que codifica para la estructura de la subunidad de una molécula de proteína. Los operones y los mRNA policistronicos son comunes en bacterias

OPERON LAC E.COLI

EXPRESION DE LOS GENES EUCARIOTAS Se regula en los siguientes niveles (mecanismos): Control genómico. Reordenamiento génico. Procesamiento del RNA. Empalme alternativo del RNA. Transporte del RNA desde el núcleo al citoplasma. Regulación de estabilidad del mRNA. Se mide por las variaciones de las cantidades y actividades de los productos De los genes producidos

CONTROL GENOMICO Solo una fracción de los genes se llega a expresar en cada una de las diversas clases de células. Expresión se ve afectada por cambios de la organización estructural del genoma ; metilación del DNA, los residuos de desoxicitidina (silencia la expresión) y la acetilación de las histomas (impulsa la expresión de los genes ) la desacetilacion efecto contrario (residuo de licina) Proteínas que afectan la expresión tiene actividad acetilasa o desacetilasa. La cromatina condensada ; interviene en las modificaciones covalentes de las histonas. Ejemplos menos frecuentes; Reordenamiento; se transcribe el gen que se ha creado, eliminando varias secuencias de DNA que separan la información que es necesaria para la síntesis del producto génico Amplificación de los genes; amplificación selectiva de los genes que codifican la síntesis de un producto génico (primeras fases del desarrollo)

PROCESAMIENTO DEL RNA El corte y empalme alternativo : la unión de diferentes combinaciones de exones da lugar a la formación de mRNA de diferentes proteínas Edición del RNA: algunas células cambian las propiedades codificantes de las moléculas de mRNA recién sintetizadas (modificación química: se pierde o se añaden determinadas bases)

TRANSPORTE DE RNA Los eucariotas regulan el trafico molecular dentro y fuera del núcleo. La exportación de las moléculas procesadas requiere la unión del extremo 5´ del mRNA dentro del hnRNA a la proteína de unión a la caperuza ( CBP) y la presencia de determinadas proteínas que componen una señal nuclear de exportación.

CONTROL DE LA TRADUCCION Las células pueden responder a diversos estímulos alterando de forma selectiva la síntesis de proteínas La modificación covalente de diversos factores de traducción ( proteínas no ribosómicas que ayudan en el proceso) alteran la tasa global de síntesis de proteínas y/o potencian la traducción de mRNA especifico.

TRANSDUCCION DE SEÑAL Y EXPRESION DE LOS GENES En los organismos multicelulares la proliferación de las células esta regulada por una elaborada red de moléculas señalizadoras: Cada tipo de señal puede activar una o varias rutas Las rutas de transducción de señal pueden ser convergentes o divergentes