Regulación genética Flashcards
Regulación génica
Proceso que controla desarrollo de organismo multicelular
Controla que genes en ADN de una célula se expresan
En una célula todos los ARN del genoma se expresan?
No, solo una fracción de ARN del genoma se exprean en una célula
Anomalias en expresión génica
Puede desarrollar cancer
Defectos de desarrollo
Información del interior de célula
Proteínas heredadas de célula amdre, estado del ADN y cantidad de ATP
Información del exterior de célula
Señales químicas de otra células, señales mecánicas en ME y niveles de nutrientes
Vías moleculares
Forma en que células deciden que genes expresar
Convierten información recibida en un cambio de expresión de gen
Señales extracelulares en regulación génica
Generan cambios a largo plazo
Alteraciones en división y diferenciación celular
Expresión génica permite a células diferenciadas responder a estímulos
SI, permite q cambien forma, tamaño o metabolismo
Factores de transcripción centrales
Importante que solo se activen en respuesta a señales extracelulares
Vías de transducción de señales intracelulares
12 receptores aprox ensuperficie celular
Compuesto por muchas proteínas que forman cascada completa
Vías actuan en conjunto
Tipos de vías de transducción de señales
Cinasa asociada a receptor
Cinasa citosólica
Disociación de subunidad proteica
Escisión de proteína
Cinasa asociada a receptor
Unión de ligando a un receptor desencadena activación de cinasa asociada a este
Cinasas fosforilan y activan proteínas
Cinasa citosólica
Activan proteínas G
Activan varias proteínas cinasas que fosforilan otras proteínas
Disociación de subunidad proteica
Unión de ligando con receptor desencadena desensamblaje de complejo multiproteico
Resulta en liberación de factor dde transcripción
Escisión de proteína
Receptor o inhibidor sufre escisión proteolictica
Libera factor de transcripción activo
Que determina la actividad y propiedades de cada célula
Proteínas que expresan
Expresión génica
Proceso en el que la información codificada en un gen se transcribe en uno o varios RNA funcionales
Factores transcripcionales
Inician proceso de transcripción
Regulado por señales
En que concluye la transcripción
En Producción de ARN funcional
Niveles de regulación génica
- Pretranscripción
- Transcripción
- Procesamiento de transcrito primario de ARN
- Transporte de ARNm a citoplasma
- Traducción del ARNm
- Degradación del ARNm
- Modificaciones postraduccionales
Nivel pretranscripcional
Cambio conformacional en cromatina
Metilación de Histona H3
Promueve compactación de cromatina
Inhibe transcripción
Acetilación de residuos de lisina en histonas
Por acetiltransferasas
Evita plegación de cromatina
Deja segmentos de ADN expuestos
Permite formación de complejo basal de transcripción
Coactivador
Reclutado por unión de factor transcripcional con ADN
Acetila
Deja libre a promotor y permite unión de más factores transcripcionales
Nivel transcripcional
Intervienen elementos CIS y Trans
Elementos CIS
Secuencias de ADN en donde se unen proteínas
Elementos TRANS
Factores transcripcionales unidos al ADN en su secuncia blanco
En donde se unen los factores transcripcionales
En surco mayor de ADN
Interacción de factores transcripcionales con ADN
A traves de puentes de hidrogeno, enlaces ionicos e interacciones hidrofobicas
Control transcripcional en procariotas
Determinada por condiciones ambientales (disponibilidad de alimento)
Operones
Agrupación de genes relacionados a una ruta metabolica
Se expresan al mismo tiempo
Operon Lac de Escherichia coli
Metabolismo de lactosa para obtención de energía
Activada en medio rico en lactosa
Genes Z, Y y A
Represor de operon Lac de Escherichia coli
Inhibe su expresión
Unido a promotor en ausencia de lactosa
Lactosa se une a represor y forma cambio conformacional
Control transcripcional en eucariotas
Transcripción controlada por factores de transcripción que se unen a promotores
Promotores sencillos
Regidos por una sola señal que controla actividad de genes
Promotores complejos
Responden a variedad de señales
Pequeños procesadores que interpretan e integran señales
División de factores transcripcionales
Generales: Comunes a todos los genes
Especificos: Unidos a sitios reguladores en genes especificos
Un factor transcripcional pueded controlar diferentes genes al mismo tiempo?
Si, por que la secuencia que reconece el ADN puede estar en promotor de varios genes
Caja TATA
Secuencia latamente conservada
Genes de expresión constitutiva
Genes que se transcriben constantemente
SIn caja TATA
Ricas en GC
Potenciadores o inhibidores
Secuencias que regulan transcripción de genes
Regulación de transcripción en eucariotas
Más compleja
Factores transcripcionales actuan a distancia
ARN pol eucariota requiere acción conjunta de varios factorers generales de transcripción
Factores generales de transcripción
Se ensamblan coordinadamente en promotor
Asisten en unión y acción de ARN pol
Ensamblaje de factores de transcripción
- Inicia con unión de factor transcripcional TFIID a caja TATA en promotor
- Se agregan TFIIA y TFIIB
- ARN pol se une a promotor
- Se agregan TFIIE, TFIIH y TFIJ
TFIIE
Acción helicasa
Desenrrolla ADN
TFIIH
Fosforila ARN pol II en dominio CTD
Activación
Que pasa cuando se activa la ARN pol II
Se libera complejo de factores generales de transcripción
Inicia transcripción
FActores transcripcionales inducibles
Factores transcripcionales que actuan como actuvadores o represores
Un solo gen se controla solo por un factor transcripcional?
No, se puede controlar por varios factores transcripcionales
Un factor transcripcional se une solo a un potenciador de un gen?
No, puede unirse a potenciadores de varios genes y controlar expresión de todos ellos
Expresión célula/tejido-especifico
Cada tiponde células tiene patrón característico de epresión de genes
Determinado por factores trascripcionales inducibles expresados en esa célula
Estructura de factores transcripcionales
Hélice-vuelta-hélice
Hélice-asa-hélice
Dedos de cinc
Zipper de leucinas
Dominio de contacto con ADN de factores de transcripcion
Serie de aminoacidos basicos con carga positiva
Facilitan unión a ADN (carga negativa)
Hélice-vuelta-hélice
2 estructuras alfa helice unidas por cadena corta de aminoácidos y genera un giro especifico
Hélice-asa-hélice
Alfa helice corta conectada a otr alfa helice por meddio de una horquilla
Dedos de zinc
Alfa helice y beta helice pelgada
Dos alfa helices unidas por uno o más átomos de cinc
Forma similar a dedos
Zipper de leucinas
Dímeros
Unión fuerte al ADN facilotada por residuos de lisina en ambos monomeros
Lsinas permiten interacciones hidrofobicas
Mecanismo de activación de factores transcripcionales
Transcripción
Unión ligando-receptor
Fosforilación
Formación de complejos
Liberación del inhibidor
Activación de factores transcripcionales
Hacta recibir señal de activación
Modificaciones postraduccionales
Trancripción para activar factores transcripcionales
Factor transcriopcioal sintetizado cuando se necesita
Degradado rapido por proteolisis
Unión ligando receptor para activar factores de transcripcion
Factor se activa con unión de ligando
Ejemplo: Receptor de esteroides
Fosforilación para activar factores de transcripción
Adición de un grupo fosfato por una
cinasa en aminoácidos
predeterminados (serina/treonina)
Formación de complejos para activar factores de transcripción
Acoplamiento de varias proteínas
origina un factor transcripcional
activo
Liberación del inhibidor para activar factores transcripcionales
Factores inactivados por inhibidor
Inhibidor se fosforila, tiene cambio conformacional y se libera
Activa factor
Regulación por potenciadores
Potenciadores son sitio de anclaje de factores transcripcionales y pueden aumentar velocidad transcripcional
Atenuación de la transcripción
Terminación prematura de transcripción
Inhibe expresión de genes
Se impide avance de ARN pol
Se puede restaurar
Nivel del procesamiento del transcrito primario de ARN
Proceso en el ue se pasa un transcrito primario a una molécula de ARNm madura
Por splicing, se iliminan intrones
Cada tejido procesa diferente
Edición del ARN
Control postranscripcional
Modificación en una o más bases de ARNm maduro
Cambia mensaje original
Nivel de transporte del ARNm al citoplasma
Para salir necesita 3 modificaciones
1. Nucleotido modificado 7 metilguanosina en extremo 5’
2. Cola Poli-A en extremo 3’
3. Splicing (eliminar intrones)
Nivel de traducción
Traducción comienza cuando ribosoma pequeño reconode codon de inicio en ARNm
Nucleótidos vecinos que participan en reconocimiento de conodon inicial de ARNm en ribosoma
Shine-Dalgarno en mRNA procariotas
Kozak en eucariotas
Búsqueda de escape
Estrategia que las células utilizan para producir dos o más proteínas diferentes a partir del mismo mRNA
Nivel de modificación postraduccionales
Adición de grupos químicos a proteínas
Para formar proteína madura y funcional
Acetilaciones, metilaciones, hidroxilaciones y fosforilaciones
Control negativo de la traducción
Inhibición de la expresión de un gen
Cuando rpoteínas inhibidoras se unen en extremo 5’ de ARNm
Nivel de degradación del ARNm
Determina vida util de ARNm y el tiempo que esta disponible para ser traducida
Mecanismos para degradar ARNm
Depende de señales que actuen en extremo 3’, en cola poli A
-Secuencia rica en A y U
-Endonucleasa
Secuencia rica en A y U en región 3’
Acelera eliminación de cola poli A
Y como consecuencia la degradación de ARNm
Endonucleasas
Reconocen ARNm en extremo 3’ y lo cortan
Recodificación traduccional
Permite la síntesis de diferentes proteínas a partir de un mismo ARNm
Los más frecuentes cambian marco de lectura, comun en virus
Recodificación traduccional del retrovirus
ARNm puede codificar proteínas de la cápside (Gag) y enzimas de replicación viral
ARN antisentido o de interferencia
Moléculas de ARN complementarias al ARNm se unen y bloquean transcripción
Regula exxpresión de genes en procariotas y eucariotas
Transcriptoma
Conjunto de ARN en un organismo
ARN de cadena larga no codificantes (ARNlnc)
No se traduce a proteína+
Más de 200 nucleotidos
Sintetinazo por ARN pol II
Temporales
En regulación de expresión génica
Clasificación de ARNlnc
Por posición relativa a ARNm
Introgénicos
Intrónicos
Antisentidos
Transcritos por pseudogenes
ARN potenciadores
Función de estructuras secundarias del ARNlnc
Permiten su unión con ARN o ADN
Interacción con proteínas
Funcionan como andamios, orquestan formación de complejos
En que estan implicados algunas de las estructuras secundarias del ARNlnc
Inactivación del cromosoma X en sexo femenino
Regulación de respuesta inmune
Diferenciación celular
Participación en cáncer, diabetes, fibrosis hepática, etc
Mecanismos deregulación génica en que participa el ARNlnc
-Modificación de histonas y estado de cromatina
-Unión a proteínas represoras, activadoras, factores transcripcionales o de corte, empalme de genes
-Guian proteínas a sus blancos
-Aparemaiento de bases con miARN
