Regulacion de la expresion genica II Flashcards
1
Q
¿Qué son los receptores nucleares?
A
Son proteínas ubicadas en el núcleo que actúan como factores de transcripción al recibir una señal (ligando-receptor) sin necesidad de una vía de transducción de señal
2
Q
¿Cuáles son las funciones de los receptores nucleares?
A
- Reciben una señal a través del ligando, que induce un cambio conformacional.
- Actúan como factores de transcripción regulando la expresión génica.
3
Q
¿Qué características tienen los ligandos de los receptores nucleares?
A
- Son lipofílicos, por lo que atraviesan fácilmente la membrana celular.
- Generan efectos biológicos importantes.
4
Q
¿Cuáles son algunos ejemplos de ligandos de los receptores nucleares?
A
- Cortisol: se une al receptor de glucocorticoides (GR).
- Ácido retinoico: derivado de la vitamina A, se une al receptor de ácido retinoico (RAR).
- Hormona tiroidea (T4): se une al receptor de hormona tiroidea (TR).
5
Q
¿Cómo se unen los receptores nucleares al ADN?
A
Siempre en forma de dímeros.
6
Q
¿Cuáles son los dos dominios fundamentales de los receptores nucleares?
A
- Dominio de unión al ADN (DBD): se encuentra en la parte central de la proteína.
- Dominio de unión al ligando y activación (LBD): ubicado en el extremo carboxilo terminal.
7
Q
¿Cómo es el dominio de unión al ADN (DBD)?
A
Es del tipo dedos de zinc C4, con cada átomo de zinc coordinado con 4 cisteínas.
Cada monómero del receptor tiene 2 dedos de zinc:
- Uno para la unión al ADN.
- Otro con función estructural para formar el dímero.
8
Q
¿Cómo es el dominio de activación dependiente de ligando (LBD)?
A
- Se encuentra en el extremo carboxilo terminal.
- Está compuesto por 12 α-hélices en una estructura globular.
- La hélice 12 juega un papel clave en el cambio conformacional de la proteína.
9
Q
¿Qué ocurre con la hélice 12 del LBD en ausencia y presencia de ligando?
A
- Sin ligando: la hélice 12 se proyecta hacia el exterior.
- Con ligando: la hélice 12 se pliega, dejando accesible un surco hidrofóbico que facilita la unión de coactivadores.
10
Q
¿Qué otros dominios tienen los receptores nucleares?
A
- Dominio de activación independiente de ligando (A/B): en el extremo amino-terminal, puede activar la proteína sin ligando en respuesta a factores como la fosforilación por una quinasa.
- Región bisagra (D): flexible, conecta el DBD con el LBD.
- Dominio F: asociado al LBD, heterogéneo y variable.
11
Q
Cómo activan los receptores nucleares genes específicos y no otros?
A
- Secuencias repetidas: reconocen secuencias repetidas en la misma hebra (directo) o en hebras diferentes (palindrómico).
- Número de bases espaciadoras: reconocen dos surcos mayores separados por un número específico de bases.
- Pequeños cambios en el hexanucleótido: evitan errores en la activación.
12
Q
Tipo I de receptor nuclear
A
Receptores de hormonas esteroides (glucocorticoides, andrógenos, estrógenos, etc.).
Se encuentran en el citosol unidos a proteínas de choque térmico (HSP).
Con la unión del ligando:
- Cambian su conformación y liberan HSP.
- Homodimerizan y se translocan al núcleo.
- Se unen a secuencias invertidas del ADN y activan la transcripción.
13
Q
Tipo II receptor nuclear
A
- Receptores de hormona tiroidea, ácido retinoico y vitamina D.
- Se encuentran en el núcleo, formando heterodímeros con RXR o RAR.
- En ausencia de ligando están unidos a proteínas correpresoras.
- Con ligando, las correpresoras se disocian y se unen coactivadores que activan la transcripción
14
Q
Tipo III receptor nuclear
A
- Similares a los de tipo I, pero se unen a secuencias directas del ADN.
- Ligandos aún no bien caracterizados.
15
Q
Tipo IV receptor nuclear
A
- Se unen al ADN como monómeros o dímeros.
- Usan un único dominio de unión al ADN para reconocer un HRE (hexanucleótido extendido).
16
Q
¿Qué son los coactivadores?
A
Son proteínas que facilitan la transcripción al unirse al receptor nuclear y atraer complejos de transcripción.
17
Q
¿Cuáles son las funciones de los coactivadores?
A
- No se unen directamente al ADN.
- Poseen actividad histona-acetil transferasa (HAT), relajando la cromatina para permitir la transcripción.
- Atraen a proteínas necesarias para la transcripción, como la ARN polimerasa.
- Facilitan la comunicación entre el receptor nuclear y la maquinaria de transcripción
18
Q
¿Cómo se activan los coactivadores?
A
- Se unen al surco hidrofóbico del receptor nuclear, accesible tras el plegamiento de la hélice 12 al unirse el ligando.
- Reclutan ATPasas de remodelación, que consumen ATP para desplazar los nucleosomas y hacer accesible el ADN a la transcripción.
19
Q
¿Cuáles son algunos ejemplos de coactivadores?
A
- SRC-1: coactivador del receptor de esteroides-1.
- GRIP-1: interactúa con el receptor de glucocorticoides.
- PGC1α: activa la transcripción de genes implicados en la gluconeogénesis.
20
Q
¿Cuáles son las funciones de la vitamina D?
A
- Homeostasis del calcio y fósforo: aumenta la absorción intestinal y la reabsorción renal de ambos.
- Resorción ósea: aumenta la liberación de calcio desde el hueso.
- Efectos inmunomoduladores: induce la diferenciación de monocitos a macrófagos y aumenta las enzimas lisosomales.
- Efectos antitumorales: promueve la diferenciación celular y la apoptosis de células neoplásicas.
- Efectos cardiovasculares: reduce la actividad de la renina y los niveles de angiotensina II.
21
Q
Qué es el splicing alternativo?
A
Es el proceso por el cual un mismo transcrito primario de pre-mRNA puede dar lugar a diferentes mRNAs maduros al modificar la combinación de exones incluidos en la secuencia final.
22
Q
¿Qué enzimas catalizan las reacciones de splicing?
A
El espliceosoma, un complejo de 5 proteínas (U1, U2, U4, U5 y U6), cataliza las reacciones en el núcleo.
23
Q
¿Cuáles son los sitios de reconocimiento del espliceosoma en el intrón?
A
- Extremo 5’ (GU)
- Sitio de ramificación (A – Branch point)
- Secuencia de pirimidinas (pY)
- Dinucleótido AG en el extremo 3’
24
Q
¿Cuáles son las dos reacciones del splicing?
A
2 reacciones de transesterificacion
- Primera reacción: la adenina del sitio de ramificación ataca el fosfato de la guanina en 5’, formando un lazo intrónico.
- Segunda reacción: el grupo 3’OH libre ataca el fosfato en 3’, liberando el intrón y uniendo los exones.
25
¿Cuál es un ejemplo de splicing alternativo?
El gen de la α-tropomiosina, que se expresa de forma distinta en los tres tipos de músculo, generando diferentes isoformas de la proteína.
26
¿Cómo se regula el splicing alternativo?
- Maquinaria basal: espliceosoma.
- Reguladores: proteínas hnRNP (represoras) y proteínas SR (activadoras).
27
¿Cómo se reprime el splicing?
Las proteínas hnRNP se unen a secuencias silenciadoras ISS (intrónicas) y ESS (exónicas), bloqueando la acción de U1 y U2.
28
¿Cómo se activa el splicing?
Las proteínas SR se unen a secuencias activadoras ISE (intrónicas) y ESE (exónicas), facilitando la acción de U1 y U2.
29
¿Qué es el modelo combinatorio de splicing alternativo?
La combinación de diferentes factores reguladores determina qué exones se incluyen en el mRNA maduro, variando entre tejidos.
30
¿Qué es la edición del mRNA?
Es una modificación del mRNA que puede alterar aminoácidos o introducir codones de parada prematuros.
31
Cuál es un ejemplo de edición del mRNA?
La apolipoproteína B (ApoB):
- En el hígado, se produce ApoB-100, la proteína principal en LDL y VLDL.
- En el intestino, una enzima cambia un CAA a UAA (codón stop), produciendo ApoB-48, esencial en los quilomicrones.
32
¿Qué proteínas regulan la edición de ApoB?
- ACF: posiciona a APOBEC1 en el sitio de edición.
- APOBEC1: desamina citosina a uracilo en el intestino, generando ApoB-48
33
¿Cómo se regula la degradación del mRNA?
Depende de su estructura secundaria y de la unión a ribosomas. Las ribonucleasas degradan el mRNA una vez cumplida su función.
34
¿Qué es el sistema regulador CsrA/B en E. coli?
- CsrA: bloquea la síntesis de glucógeno al marcar el mRNA de glg para degradación.
- CsrB: secuestra CsrA, permitiendo la traducción de glg.
- Glucosa abundante: CsrB secuestra CsrA → se traduce glg → almacenamiento de glucógeno.
- Glucosa escasa: CsrB se inactiva → CsrA degrada glg → no se almacena glucógeno
35
¿Cómo se degrada el mRNA en eucariotas?
El mRNA tiene una estructura circular mantenida por:
- 5’CAP, donde se unen eIF4E y eIF4G.
- Cola poli(A) en 3’, unida a PABP.
- Desadenilación: la cola poli(A) se acorta progresivamente.
- Desensamblaje: al quedar pocas adeninas, PABP se suelta y la estructura circular colapsa.
- Eliminación del 5’CAP: Dcp1 elimina la CAP
- Degradación: exonucleasas (Xrn1 en 5’→3’, exosoma en 3’→5’) degradan el mRNA
36
¿Cómo influye la estabilidad del mRNA en su degradación?
La presencia de secuencias desestabilizantes acelera su degradación
37
¿Qué es el RNA de interferencia (RNAi)?
Un mecanismo de silenciamiento génico mediado por RNA bicatenario (dsRNA)
38
¿Cómo se genera el dsRNA?
Puede ser exógeno (virus) o endógeno (horquillas en el RNA).
39
¿Qué enzima procesa el dsRNA en siRNA?
Dicer (corta dsRNA en fragmentos de 20-25 bp).
40
¿Qué complejo se forma con el siRNA?
RISC (RNA-Induced Silencing Complex).
41
¿Qué hace el complejo RISC con el siRNA?
Degrada mRNA complementario al siRNA.
42
¿En qué organismos funciona el RNAi como defensa antiviral?
Plantas e invertebrados (no en mamíferos ni procariotas).
43
¿Qué moléculas similares a siRNA tienen los humanos?
microRNAs (miRNAs), de origen endógeno.
44
¿Cómo se transcribe el miRNA?
Como pri-miRNA (horquilla), procesado por Drosha en el núcleo
45
Cómo se transporta el pre-miRNA al citoplasma?
Por Exportina-5.
46
¿Qué enzima procesa el pre-miRNA en el citoplasma?
Dicer (genera dsRNA de ~22 nt con bases desapareadas).
47
¿Qué hace el complejo RISC con el miRNA?
Se une a mRNA diana con complementariedad imperfecta, reprimiendo su traducción.
48
¿Qué porcentaje de genes humanos regulan los miRNAs?
30% (incluyendo genes del desarrollo y factores de transcripción).
49
¿Puede el RISC actuar en el núcleo?
Sí, algunos complejos RISC silencian genes compactando cromatina.
50
¿Qué efecto tiene el miRNA en el mRNA diana?
Represión traduccional y degradación por via habitual (vs. siRNA que solo degrada).
51
¿Cómo se diferencian los siRNAs de los miRNAs?
- siRNA: presente en plantas y algunos invertebrados, NO en humanos.
- miRNA: presente en humanos y otros vertebrados.
- siRNA: origen exógeno (virus), con complementariedad total con su mRNA diana.
- miRNA: origen endógeno, con complementariedad - parcial con su mRNA diana.
- siRNA: induce la degradación directa del mRNA.
- miRNA: inhibe la traducción y promueve la degradación progresiva del mRNA.
52
¿Cómo se regula la traducción del mRNA de la ferritina?
La ferritina solo se sintetiza cuando hay abundancia de hierro. Su mRNA tiene una estructura en horquilla en el extremo 5’, llamada IRE (iron-responsive element), donde se une la proteína reguladora IRP (iron-regulatory protein).
53
¿Cómo funciona la proteína IRP en la regulación del mRNA de la ferritina?
- Hierro escaso: IRP se une al IRE y bloquea la traducción.
- Hierro abundante: IRP no se une al IRE, permitiendo la síntesis de ferritina.
54
¿Qué relación tiene la IRP con la aconitasa?
La IRP1 es idéntica a la enzima aconitasa del ciclo de Krebs, pero en el citosol. Cuando el hierro es escaso, pierde un átomo de hierro, cambia de conformación y se convierte en IRP1, uniéndose al IRE del mRNA.
55
¿Cómo se regula la traducción en condiciones de estrés o escasez de nutrientes?
La síntesis proteica se ralentiza mediante la inactivación del factor eIF2, que es clave en la iniciación de la traducción.
56
¿Cómo se inactiva el factor eIF2?
En situaciones de estrés, quinasas específicas fosforilan eIF2, impidiendo su reciclaje y deteniendo la síntesis proteica
57
¿Qué quinasas regulan la actividad de eIF2?
- PERK/PKR: activadas por estrés nutricional, hipoxia o virus.
- HRI: activada por metales pesados o choque térmico.
- GCN2: activada por niveles bajos de aminoácidos y glucosa.
58
¿Cómo se activa globalmente la traducción en condiciones de abundancia de nutrientes?
A través de la activación de la vía mTOR (mammalian target of rapamycin), que estimula la síntesis de proteínas necesarias para el crecimiento celular.
59
¿Cuáles son los complejos de mTOR y su función?
- mTORC1: promueve la síntesis proteica mediante la fosforilación de factores de traducción y elongación.
- mTORC2: regula la proliferación celular y la dinámica del citoesqueleto.
60
¿Cómo activa mTOR la síntesis de proteínas?
1. Fosforila e inhibe 4E-BP1, liberando eIF4E para iniciar la traducción.
2. Activa S6K y p70-S6K, promoviendo la traducción de proteínas ribosomales.
3. Inactiva eEF2K, permitiendo la elongación proteica.
61
¿Cómo se regula la degradación de proteínas en la célula?
Principalmente a través del sistema ubiquitina-proteasoma y el sistema lisosomal.
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¿Qué importancia tiene el sistema ubiquitina-proteasoma?
Es el mecanismo principal para la degradación de proteínas intracelulares de vida media corta, regulando procesos celulares clave
63
¿Cómo funciona el sistema ubiquitina-proteasoma?
- Una proteína es marcada con ubiquitina mediante la acción de tres enzimas (E1, E2 y E3).
- La ubiquitina dirige la proteína al proteasoma.
- La proteína es degradada en péptidos pequeños dentro del proteasoma.
64
¿Por qué es importante la enzima E3 en el sistema ubiquitina-proteasoma?
La E3 ligasa determina la especificidad del sustrato, asegurando que solo proteínas específicas sean degradadas.
65
¿Cómo está relacionado NF-κB con el sistema ubiquitina-proteasoma?
NF-κB es un factor de transcripción activado tras la degradación de su inhibidor I-κB en el proteasoma. Su activación aberrante está implicada en cáncer y enfermedades inflamatorias
66
¿Cómo contribuyen los lisosomas a la degradación de proteínas?
Los lisosomas degradan proteínas extracelulares y orgánulos dañados mediante procesos autofágicos.
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¿Qué condiciones favorecen la degradación lisosomal de proteínas?
El ayuno y la inanición activan la macroautofagia, permitiendo la digestión de estructuras celulares para obtener nutrientes.
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¿Qué diferencia hay entre microautofagia y macroautofagia?
- Microautofagia: pequeñas porciones de citoplasma son engullidas por el lisosoma.
- Macroautofagia: estructuras más grandes, como mitocondrias y retículo endoplasmático, son envueltas en autofagosomas y degradadas en los lisosomas
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¿Por qué es importante la regulación de la degradación de proteínas?
Mantiene el equilibrio celular eliminando proteínas dañadas o innecesarias, regulando procesos como el ciclo celular y la respuesta al estrés.
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¿Cómo influye la degradación de proteínas en enfermedades humanas?
Alteraciones en los sistemas de degradación están implicadas en cánceres, enfermedades neurodegenerativas y trastornos metabólicos.
71
¿Cómo afecta mTORC1 a la traducción preferencial de mRNAs específicos?
La fosforilación de S6 en la subunidad ribosomal pequeña favorece la traducción de mRNAs que codifican proteínas ribosomales y factores de elongación.
