2do Parcial Flashcards
¿Qué es un gen?
Es la unidad física y funcional de la herencia.
Fragmento de ADN que funciona como una unidad para dar lugar a un mRNA o una unidad proteica.
Primera Ley de Mendel o Principio de la Uniformidad
“El cruce de 2 individuos homocigotos (1 dominante y otro recesivo) origina solo individuos heterocigotos (Aa) en la primera generación filial (F1)”
Segunda Ley de Mendel o Principio de la Segregación
“El cruce de 2 individuos F1 (Aa) dará origen a la F2 en la cual reaparece el fenotipo “a” aunque todos los de la F1 sean fenotipo “A”.
Tercera Ley de Mendel o Principio de la Transmisión Independiente de Caracteres
“Los genes se transmiten independientemente unos de otros”. A menos de que exista vinculación entre ellos (que estén muy cerca y no se separen durante la meiosis).
Cruce Monohíbrido
Se considera un solo carácter.
Cruce Polihíbrido
Se consideran 2 o más caracteres (color y rugosidad de chicharos).
Función de los genes
Algunos actúan como instrucciones para sintetizar proteínas.
La mayoría son iguales en todas las personas pero un número pequeño son ligeramente diferentes (alelos).
Generan o controlan el fenotipo.
Enzima responsable de la mutación del guisante arrugado
Enzima ramificante del almidón
Hipótesis de un gen: una enzima
Primer intento de asociar genes con proteínas.
Se observan mutaciones en la secuencia de una enzima que la inactivan.
Alelo recesivo
No contribuye al fenotipo ya que no produce proteína o la que produce carece de funcionalidad.
Un gen: una cadena polipeptídica
Adaptación por proteínas multiméricas
Homomultímero proteico
Si las subunidades son iguales, la proteína está representada en un solo gen.
Heteromultímero proteico
Si las subunidades son diferentes, se requieren varios genes para formar la proteína.
Qué es un cistrón?
Gen/ unidad genética
¿Cómo se puede determinar si 2 mutaciones que provocan un fenotipo similar recaen sobre el mismo gen?
Con el “TEST DE COMPLEMENTACIÓN”
Cómo se hace el test de complementación?
Se generan organismos homocigotos para ambas mutaciones y se generan también individuos heterocigotos a partir de los progenitores homocigotos.
¿Qué pasa si las mutaciones están en el mismo gen?
No hay complementación y hay fenotipo mutante.
¿Qué pasa si las mutaciones no están en el mismo gen?
Sí hay complementación y el fenotipo es normal.
¿Qué significa un fallo en la complementación?
Que las dos mutaciones forman parte de la misma unidad genética. Forman parte del mismo grupo de complementación.
¿Por qué el código genético se escribe como una serie (no pares) de bases)?
porque en una determinada región, sólo una de las dos hebras de ADN codifica una proteína.
Mutaciones de desfase de lectura:
Inserción y deleción: provocan desfase en la totalidad de la secuencia proteica.
Combinación: produce una lectura anómala solo entre las 2 mutaciones.
¿Qué son los genes solapados?
Son genes en los que una parte de su secuencia de DNA forma parte de otro gen.
Ejemplos de genes solapados
Virales y mitocondriales
Un mismo fragmento de DNA se transcribe y traduce según más de 1 marco abierto de lectura.
¿Qué es un marco abierto de lectura (ORF)?
Una fase de lectura que consiste exclusivamente en tripletes que representan aminoácidos en una proteína funcional.
¿Qué es un ORF bloqueado?
Interrupción en la traducción
¿Cómo se genera un ORF bloqueado?
Cuando una secuencia de DNA se transcribe modificando el ORFF al ser leída, aparecen codones de terminación lo que provoca que no se pueda obtener una proteína funcional.
Enfermedades por ORF bloqueado
Fibrosis quística
Enfermedad de Tay-Sachs
¿Qué es la colinealidad?
Es la correspondencia exacta entre la secuencia continua de nucleótidos en el genoma y la de los aa en la proteína.
La colinealidad se encuentra presente en:
Genes y proteínas bacterianos y bacteriófagos
Bacteriófago/ fago
Virus que infecta bacterias
¿Qué es un gen discontinuo?
Un gen inmaduro (presencia de intrones y exones)
Modelo de los intrones tardíos:
Plantea que las primitivas unidades codificadoras de proteínas estaban constituidas por secuencias interrumpidas de DNA en las que posteriormente se insertaron los intrones al evolucionar las eucariotas.
2 modelos de los genes discontinuos
- Modelos de los intrones tempranos
2. Modelo de los intrones tardíos
Modelo de los intrones tempranos:
Plantea que los intrones siempre han formado parte del gen.
Los genes que carecen de intrones es porque los han perdido a lo largo de la evolución.
Remanentes de antiguos intentos de construir proteínas nuevas.
¿Qué hace la triosafosfato isomerasa?
Cataliza la interconversión entre gliceraldehído 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato.
Secuencia de aminoácidos del gen para la triosafosfato isomerasa
Vertebrados- 6 intrones
Plantas- 8 intrones (5 en misma posición que vertebrados)
Humanos y bacterias= idénticas en un 46%
¿Por qué se validó el modelo de los intrones tempranos?
Por la diferencia de intrones entre especies de la triosafosfato isomerasa. Se deduce que evolucionó a partir de un ancestro común antes de la divergencia entre procariotas y eucariotas.
Genes evolutivamente relacionados
Presentan una organización similar en la que se mantienen las posiciones relativas de algunos intrones.
Sus diferencias de longitud se dan por la longitud de sus intrones.
¿Por qué la relación un gen- un polipéptido debe invertirse a un polipéptido- un gen?
Porque de esta manera se considera que la secuencia que realmente es responsable de la producción del polipéptido es la que constituye el gen.
Se toman en cuenta los conceptos genes solapados y discontinuos.
Definición final de gen:
Secuencia de ADN que codifica una determinada proteína de un modo continuo y único, desde el primer punto representado por el mRNA hasta el último( región codificante de proteínas más 5´ y 3´ UTRs).
5´ y 3´ UTRs:
Regiones no traducidas del gen en sus extremos, debido a que se encuentran colindando el marco abierto de lectura.
Región codificante de un gen:
Secuencia de nucleótidos que se corresponde con la secuencia de aminoácidos de la proteína.
Regiones no codificantes del mRNA:
- Líder 5´ no traducida
- Remolque 3´ no traducido
Expresión génica:
Proceso mediante el cual un gen da origen a una proteína.
¿Las mutaciones en las regiones UTR también afectan la expresión del gen?
SIIIII
¿Qué codifica el ADN?
Todo el RNA y las proteínas celulares
Fenotipo:
Características observables de una célula u organismo (apariencia física y conducta).
Genotipo:
Constitución genética de una célula individual u organismo.
Conjunto específico de alelos que forman el genoma de un individuo.
Regulación de la expresión génica en organismos unicelulares:
Representa la posibilidad de adecuar el repertorio proteico, por ejemplo, a disponibilidad de nutrientes.
Regulación de la expresión génica en el desarrollo de organismos multicelulares:
Se basa en el uso de diferentes genes para producir los diferentes fenotipos celulares de cada tejido.
¿Quién propuso el modelo del operón?
François Jacob y Jaques Monod en 1961
Actuación en cis:
Cualquier secuencia de DNA que no es convertida en otra forma, sino que funciona exclusivamente como una secuencia in situ, afectando solo al DNA al cual está físicamente ligada.
Actuación en trans:
Cualquier producto génico difusible más allá de su sitio de síntesis para actuar en otra parte de la célula, proteína en la mayoría de los casos, o un RNA.
¿Qué es un operón?
Unidad genética funcional formada por genes estructurales, elementos de control y genes reguladores.
¿Por medio de qué se regulan los operones?
Regulan su propia expresión por medio de los sustratos con los que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes.
¿Para qué sirve el operón lac?
Para el transporte y metabolismo de la lactosa en la bacteria E. Coli.
¿Qué regula principalmente al operón lac?
La disponibilidad de lactosa
Principales elementos del operón:
Genes estructurales Promotor Operador Gen regulador Proteína reguladora Inductor (lac) o correpresor (Trp)
Genes estructurales
Genes policistrónicos
Llevan info para polipéptidos
Genes cuya expresión está regulada
Genes estructurales del operón lac
Lac Z, lac Y y lac A.
Gen lac Z:
Codifica beta- galactosidasa, cataliza la hidrólisis de lactosa en glucosa+ galactosa.
Gen lac Y:
Codifica galactósido permeasa, facilita el transporte de la lactosa al interior de la bacteria colocándose en la membrana plasmática.
Gen lac A:
Codifica tiogalactósido transferasa, cataliza la transferencia del grupo acetil Co-A al 6-OH de un aceptor tiogalactósido (no relacionado con metabolismo de lactosa).
Promotor del operón:
Elemento de control
Región del DNA con una secuencia que es reconocida por la RNA polimerasa para comenzar la transcripción.
Se encuentra rio arriba de los genes estructurales.
Operador de operón:
Elemento de control
Región del DNA con secuencia que es reconocida por la proteína reguladora.
Situado entre promotor y genes estructurales.
Al unirse a la proteína reguladora aumenta o disminuye la afinidad de la RNA polimerasa por el promotor.
Gen regulador de operón:
Secuencia de DNA que codifica para la proteína reguladora.
Está cerca de los genes estructurales pero no inmediatamente al lado.
Proteína reguladora:
Se une a la región del operador.
Control alostérico por el inductor (operón lac) o correpresor (operón Trp).
Inductor o correpresor del operón:
Sustrato o compuesto cuya presencia induce o inhibe la expresión de los genes. Se une al producto del gen regulador (proteína reguladora).
Sistemas inducibles:
Corresponden a procesos catabólicos de degradación (sistemas enzimáticos encargados de degradar).
Inducción positiva:
EL sustrato (inductor) sobre el que va a actuar la enzima provoca la síntesis de la enzima.
Inducción negativa:
Cuando el producto final que cataliza la enzima impide la síntesis de la enzima (correpresor).
Corresponden a sistemas de síntesis o anabolismo.
Operón Lac:
Inducible (inducción positiva)
Inductor-> lactosa
Operón Trp:
Represible (inducción negativa)
Correpresor-> triptófano
Crecimiento bacteriano
Crecimiento exponencial- glucosa
Fase estacionaria
Crecimiento exponencial- lactosa
Represión por catabolito:
La glucosa reduce el nivel de cAMP y se inactiva la proteína CAP (proteína activadora por catabolitos)
¿Qué hace que las células de diferentes tejidos y etapas de vida sean diferentes si tienen la misma info genética?
Los niveles de expresión de sus genes.
Epigenética.
¿Qué es la epigenética?
El conjunto de modificaciones químicas y demás procesos que modifican la actividad del DNA sin altear su secuencia, cambiando el patrón de expresión génica, activando o silenciando genes.
Son heredables.
Mecanismos epigenéticos
- Modificación de las histonas
- Remodelación de la cromatina
- Organización espacial de la cromatina
- Metilación del DNA
- miRNAs
Modificación de las histonas
Son modificadas en aa específicos del N-terminal (amino)
Pueden cambiar la estructura de la cromatina o conducir al reconocimiento de moléculas efectoras.
El inicio de la transcripción se bloquea si la región promotora está organizada en nucleosomas.
¿Qué es el código de histonas?
Es la suma de las modificaciones de las histonas.
Es diferente en regiones distintas del genoma.
¿Qué enzima cataliza la acetilación de las histonas?
La Histona Acetil Transferasa (HAT)
Acetilación de las histonas
Activación transcripcional.
Abre la estructura de la cromatina permitiendo el acceso a la maquinaria de transcripción.
Histona desacetilasa (HDAC)
Elimina el grupo acetilo restaurando la carga positiva de lisinas y la cromatina se compacta por lo que es menos accesible a las proteínas reguladoras de la transcripción.
HDAC1 y HDAC2 en humanos
Inactivación del cromosoma X
Subacetilación de la histona H4
Acetilación=
G amina+ G acetilo= G amida
Coactivador:
Proteína que incrementa la expresión génica mediante su unión a un activador (factor de transcripción).
Coactivadores con actividad HAT
p300/CPB
PCAF
ACTR
Coactivador p300/CBP
CREB (cAMP response element-binding) binding protein
Acetila a H4
Interactúa con factores de transcripción receptores hormonales, AP-1 (c-Jun y c-Fos) y MyoD
Algunas proteínas virales se unen a este inhibiendo la transcripción- generación de tumores.
Coactivador PCAF
p300/CBP associated factor
Acetila a H3
Coactivador ACTR
Activated thyroid and retinoid receptor
Acetila a H3 y H4
Recluta a P300/CBP y PCAF
Fosforilación de las histonas
Promueve la expresión génica abriendo la estructura de la cromatina al añadir carga negativa.
En residuos serina y treonina mediada por las cinasas y eliminada por fosfatasas.
Remodelación de la cromatina:
Proceso general de inducción de cambios en la estructura de la cromatina.
1) Modelo de pre-vaciado
2) Modelo dinámico
3) Complejos remodeladores
Modelo de pre- vaciado
Las histonas y los factores de transcripción compiten por el DNA y una vez que cualquiera de ellos toma posesión, no puede ser desplazado.
Los promotores libres durante la replicación deben mantenerse ocupados por los factores de transcripción evitando la llegada de histonas.
Modelo dinámico
Se basa en la existencia de factores de transcripción que utilizan ATP para desplazar a los nucleosomas.
Se necesita energía bc la cantidad de contactos p-p y p-DNA que deben ser interrumpidos hace improbable que suceda espontáneamente.
FT GAGA en p hsp70-> Drosophila.
Unión de factores de transcripción al nucleosoma en vez de a DNA lineal:
Provocan rearreglos posteriores mediante interacciones con las histonas necesarias para la activación transcripcional.
Modelo dinámico pt. 2
Complejos remodeladores de cromatina
Tienen actividad ATPasa
Permiten que activadores transcripcionales tengan acceso a sitios diana mediante: cambio conformacional del DNA en la superficie del octámero, deslizamiento (cambio de posición) de nucleosomas o perdida parcial (H2A-H2B) o total del octámero.
Complejo SWI/SNF
Organización espacial de la cromatina:
La organización de los 46 cromosomas en el núcleo no es al azar, ocupa zonas específicas “TERRITORIOS CROMOSÓMICOS”.
Regiones ricas en genes del genoma humano:
Hacia el centro del núcleo.
La heterocromatina está asociada a la lámina nuclear.
Eucromatina
Regiones menos compactas
Más fáciles de transcribir
Heterocromatina
Regiones muy condensadas
No se transcriben
Transcripción en territorio cromosomal
Los genes altamente activos transcripcionalmente abandonan esta zona cuando se transcriben mientras que los genes poco activos se mantienen ahí durante su transcripción
Metilación del DNA
Catalizada por DNA metiltransferasa (DNMT) MUTE.
En posición 5 de la citocina (4% del genoma)
Puede dar lugar a diferencias en la expresión de los alelos maternos y paternos, tejidos específicos o cromosoma X.
Hipometilación
Necesaria pero no suficiente para transcripción activa.
Hipermetilación
Recluta represores transcripcionales (MeCP1, MeCP2, histona desacetilasa)
Islotes CpG
Secuencias dinucleotídicas CG (60%) especialmente abundantes en regiones promotoras.
500pb, 20,000 en genoma humano.
Sin metilar o hipometilados en zonas de transcripción activa. Sus nucleosomas tienen bajo contenido de H1 (empaquetamiento ligero) y histonas acetiladas.
Cambios epigenéticos en el desarrollo
Cada tejido presenta un patrón característico de metilación en sus células, el cual se consigue yy conserva mediante 3 procesos sucesivos de distribución de grupos metilo.
Etapas de metilación en el desarrollo
Desmetilación global - desmetilasa(de DNA con patrón de metilación de los padres).
Metilación de novo- metilasa (del DNA hipometilado).
Metilación de mantenimiento (DNA con patrón de metilación propio del embrión.- reproducción
Impronta por metilación
Metilasa de novo: modifica el DNA en una nueva posición, se sabe que existe pero no ha sido caracterizada.
Metilasa de mantenimiento: actúa en sitios hemimetilados, esencial para que el embrión sobreviva.
Metilación en bacterias
Sirve para distinguir el DNA replicado y no replicado
Metilación de IGF-II
Se hereda el del padre Se controla por: DNS- señal de metilación de novo ADS señal de discriminación del alelo PRESENTES EN UN INTRON DEL GEN
¿Qué representa la existencia de niveles de control en la regulación de la expresión génica?
Que la expresión génica no es un proceso automático una vez comenzado.
Nivel más frecuente de regulación
Inicio de la transcripción
Regulación de expresión génica a nivel trraduccional:
Importante en embriones pero hay poca evidencia en células somáticas en adultos.
¿Qué determina el control de la degradación del mRNA?
La longitud del poliA
Región control/ reguladora en el DNA:
Sitio de unión de proteínas reguladoras que modifican la capacidad de expresión de un gen.
Región codificante en el DNA:
Secuencia de nucleótidos que se corresponde con la secuencia de aminoácidos de la proteína.
Inhibición de la expresión génica de un solo alelo:
- Mutación en la región codificante de dicho alelo.
- Mutación en cis de la región control de dicho alelo.
Inhibición de la expresión génica de ambos alelos:
- Mutación en trans del gen de proteína reguladora.
Transcriptor Factor Binding Site (TFBS)
- Elementos de respuesta reguladores en cis localizados en un promotor o enhancer (potenciador) que permite que un gen responda a un factor de transcripción necesario para la iniciación de la RNA poliA.
Hasta a 50 kb de distancia de los genes que regulan.
Metalotioneina:
Protege a la célula humana de metales pesados uniéndose a ellos y extrayéndolos de la célula.
Elementos constitutivos del promotor: TATA Box y GC Box
BLE- necesarios para su expresión basal. Enhancers.
Factores de transcripción:
Determinan uniones proteína- proteína que promueven la formación del complejo de iniciación.
Motivo proteico:
Los motivos son el número limitado de diferentes maneras de combinar hélices alfa con láminas beta para formar una estructura tridimensional.
Varios motivos forman el dominio (motivo beta-alfa-beta =motivo en horquilla beta).
Dominio proteico:
Unidad estructural básica de una proteína. Unidad biológica funcional.
Factores de transcripción:
Elementos reguladores en trans que poseen estructuras de naturaleza básica cuyos motivos responsables de la unión al ADN pueden ser: Dedos de zinc Hélice- vuelta- hélice Hélice- bucle- hélice (loop) Cremalleras de leucina Láminas beta
Dedos de zinc
Reconocen secuencias palindrómicas en el DNA.
Incorporan un átomo de zinc en su estructura.
En receptores esteroideos
Los dedos de zinc controlan la especificidad de unión al DNA y de dimerización
