Regulacion de la expresion genica Flashcards

1
Q

¿Qué es un operón en procariotas?

A

Es una unidad de expresión coordinada de genes en procariotas, donde las secuencias codificantes se transcriben en conjunto

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2
Q

¿Cuáles son los componentes de un operón?

A

Gen regulador: codifica una proteína reguladora (activadora o represora).

Centro de control: presente en todos los operones.

  • DNA promotor: sitio de unión de la RNA polimerasa.
  • DNA operador: sitio de unión de la proteína reguladora.

Genes estructurales: codifican las enzimas necesarias para una vía metabólica.

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3
Q

¿Cómo funciona el control negativo del operón lactosa?

A

La proteína represora (producto del gen i) bloquea la transcripción al unirse al operador en ausencia de lactosa.

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4
Q

¿Cómo funciona el control positivo del operón lactosa?

A

Cuando la glucosa escasea, el cAMP activa la proteína CAP, que favorece la transcripción del operón lactosa.

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5
Q

¿Cuáles son las subunidades de la RNA polimerasa en procariotas?

A

2 subunidades α

1 subunidad β

1 subunidad β’ (igual a β)

1 subunidad σ (reconoce el promotor)

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6
Q

¿Cómo se desinhibe el operón lactosa?

A

La alolactosa (inductor) se une al represor lac, causando un cambio conformacional que impide su unión al DNA. Así, la RNA polimerasa se puede desplazar a lo largo del operón y transcribir los genes estructurales.

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7
Q

¿Cómo afecta el cAMP a la transcripción del operón lactosa?

A

En ausencia de glucosa, el cAMP activa la proteína CAP, que facilita la unión de la RNA polimerasa al promotor.

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8
Q

¿Por qué la RNA polimerasa necesita ayuda para transcribir el operón lactosa?

A

El promotor lac es débil y requiere la cooperación del complejo cAMP-CAP para estabilizar la unión de la RNA polimerasa.

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9
Q

¿Cómo varía la transcripción del operón lactosa según la presencia de glucosa y lactosa?

A
  • Con lactosa y glucosa: El inductor inactiva el represor, pero la baja cantidad de cAMP-CAP impide una transcripción eficiente.
  • Con lactosa y sin/poca glucosa: La ausencia de glucosa aumenta el cAMP, activando CAP, lo que permite una transcripción eficiente.
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10
Q

¿Cuáles son las diferencias clave en la transcripción entre procariotas y eucariotas?

A

En eucariotas, cada gen necesita su propio promotor y operador.

La transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citoplasma.

Requiere la relajación de la cromatina asociada a histonas.

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11
Q

Cuáles son los tipos de proteinas de transcripción en eucariotas?

A
  • Proteinas del mecanismo básico: RNA polimerasa y factores generales de transcripción.
  • Proteinas del mecanismo regulador: factores de transcripción específicos.
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12
Q

¿Cuáles son los factores generales o basales de transcripción en eucariotas?

A
  • TBP: reconoce el promotor y forma parte del complejo TFIID junto con TFIIA y TFIIB.
  • TFIIF: dirige la RNA polimerasa al promotor.
  • TFIIE: modula la helicasa.
  • TFIIH: actúa como helicasa y quinasa, fosforilando el CDT de la RNA polimerasa
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13
Q

¿Cuáles son las etapas de la transcripción en eucariotas?

A
  • Iniciación: ensamblaje del complejo de transcripción.
  • Elongación: liberación de factores generales y síntesis de mRNA.
  • Terminación: fin de la transcripción.
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14
Q

¿Cómo se regula la transcripción en eucariotas?

A

Principalmente en la etapa de iniciación, ya que cuantas más veces se inicie el ciclo de transcripción, más mRNA se sintetizará.

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15
Q

¿Cuáles son las secuencias clave en la transcripción eucariótica?

A
  • Islas CpG: secuencias ricas en C y G cercanas al inicio de transcripción.
  • Caja TATA: secuencia rica en T y A que facilita la unión de la RNA polimerasa.
  • Elemento iniciador: secuencia rica en pirimidinas cerca del +1.
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16
Q

¿Qué son los elementos reguladores proximales y distales?

A
  • Proximales: cercanos al inicio de transcripción, influyen en la eficiencia de transcripción. Antes del primer nucleótido que se transcribe y antes que la TATA box
  • Distales: secuencias amplificadoras que pueden estar hasta 50 kbp de distancia. ). Contienen múltiples elementos de control (de 8 a 20 bp cada 2023 elemento) agrupados en unas 200 bp en total.
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17
Q

¿Cuáles son los dominios de los factores de transcripción?

A
  • Dominio de unión al DNA: Ej. Dedo de zinc, hélice-giro-hélice, motivo básico + cremallera de leucina, hélice alada.
  • Dominio de activación o represión: interactúa con otras proteínas.
18
Q

¿Cómo pueden los factores de transcripción regular múltiples genes?

A

Un solo factor puede unirse a varios sitios distintos y sus dominios de activación o represión pueden cooperar entre sí debido a su flexibilidad

19
Q

Qué enfermedades se asocian con fallos en la transcripción?

A

Ejemplos: hemofilia, cáncer de próstata, diabetes mellitus tipo II.

20
Q

Qué es el amplificosoma

A

Unión cooperativa de múltiples activadores (generales y/o específicos) a los elementos de control (DNA) que genera un complejo multiprotéico que facilita enormemente la
unión de la RNA pol y la iniciación de la transcripción.

21
Q

¿Qué determina que un gen se transcriba en un tejido específico?

A

Los factores de transcripción específicos o únicos de ese tejido.

22
Q

¿Cómo se clasifican los factores de transcripción según su distribución?

A
  • Factores ubicuos: presentes en todas las células, como la β-actina, ya que todas tienen citoesqueleto.
  • Factores específicos de tejido: regulan la expresión génica en tejidos concretos.
23
Q

¿Qué es la regulación combinada?

A

Es el uso de múltiples factores de transcripción para regular un gen, permitiendo la integración de diferentes señales con una única respuesta.

24
Q

¿Cómo funciona la regulación combinada en la activación de genes?

A

Ejemplo:

  • Un activador A solo está presente en células de la piel.
  • Un activador B solo se activa en células que reciben señales de un factor de crecimiento.
  • Un represor C se produce cuando el ADN está dañado.
    ➡ El gen solo se activará en células de la piel que reciban señales de división y tengan ADN intacto.
25
¿Qué puede causar la pérdida de un represor como el tipo C?
Puede provocar cáncer al permitir la activación inadecuada de genes que regulan la división celular
26
¿Qué es la heterocromatina?
Región del ADN altamente compactada, transcripcionalmente inactiva, con alto contenido en ADN repetitivo.
27
¿Qué tipos de heterocromatina existen?
- Constitutiva: siempre compacta (telómeros, centrómeros, ADN repetitivo). - Facultativa: su compactación depende del desarrollo y diferenciación celular.
28
¿Qué es la eucromatina?
Regiones menos condensadas del ADN, transcripcionalmente activas, que contienen genes individuales.
29
¿Qué características tiene el nucleosoma?
- Es el nivel básico de organización de la cromatina. - Consta de 8 histonas (2 H2A, 2 H2B, 2 H3, 2 H4) y ADN bicatenario que da una vuelta y 3/4 sobre ellas. - Reduce la longitud del ADN de 68 nm a 10 nm, compactándolo 6-7 veces. - Se observa como un collar de cuentas o perlas.
30
¿Qué características tienen las histonas?
- Son proteínas básicas ricas en arginina y lisina (+). - Son pequeñas y tienen un dominio "plegado de histonas" con 3 hélices separadas por bucles cortos. - Todas las células eucariotas tienen 5 tipos de histonas. - Pueden modificarse postraduccionalmente.
31
¿Cuáles son las principales modificaciones epigenéticas de las histonas?
- Acetilación: activa la transcripción. - Metilación: puede activar o inhibir la transcripción. - Fosforilación, ubiquitinación y deiminación: influyen en la compactación del ADN
32
¿Cómo afecta la acetilación de histonas a la transcripción?
- La acetilación de lisinas (K) en los extremos N-terminales descompacta la cromatina. - Los factores activadores reclutan coactivadores con actividad histona acetiltransferasa (HAT). - La carga positiva de la lisina se neutraliza, relajando la cromatina y activando la transcripción. - Los factores represores reclutan histona deacetilasas (HDAC), que eliminan acetilos y reprimen la transcripción.
33
¿Cómo afecta la metilación de histonas?
- Afecta residuos de arginina y lisina. - Es catalizada por la enzima lisina metiltransferasa. - Puede activar o inhibir la transcripción según la lisina metilada. - Se revierte por la lisina desmetilasa.
34
¿Qué efecto tiene la metilación del ADN?
- Condensa la cromatina y reprime la expresión génica. - En eucariotas superiores, hasta el 10% de las citosinas están metiladas.
35
¿Cómo afecta la metilación del ADN a los genes?
- Genes constitutivos: no muestran metilación. - Genes específicos de tejido: sin metilar solo en su tejido correspondiente. - Genes de desarrollo: pueden estar metilados en el adulto.
36
¿Qué enzimas catalizan la metilación del ADN?
Las DNA metilasas.
37
¿Cuáles son las secuencias objetivo de la metilación del ADN?
Los dinucleótidos CpG, que son particularmente abundantes en islas CpG.
38
¿Dónde se encuentran las islas CpG?
Principalmente en promotores, cerca del inicio de la transcripción.
39
¿Cómo varía la metilación en las islas CpG?
- No metiladas en genes constitutivos. - Metiladas en genes de desarrollo en adultos y genes específicos en otros tejidos
40
¿Cómo se relaciona la metilación con el cáncer?
Las células cancerosas presentan hipermetilación y patrones de metilación anormales.
41
¿Cuáles son los mecanismos de silenciamiento después de la metilación del ADN?
- La metilación impide la unión de factores de transcripción. - Las secuencias metiladas son reconocidas por proteínas de unión a metilcitosina (MeCP). - MeCP reclutan histona deacetilasas (HDAC). - Se eliminan grupos acetilo de las histonas. - Se compacta la cromatina y se impide la transcripción. - Se agregan nucleosomas adicionales, reforzando el silenciamiento génico.