Tema 9 Flashcards
¿Cuales son los procesos que participan en la regulación de la expresión genica? ¿Y el mas importante?
Iniciacion de la transcripcion (+ importante), proceso de post transcripcion, la estabilidad del RNAm, la traduccion, la modificacion de proteinas, su degradacion y el transporte.
¿De que depende la regulacion de la transcripcion?
De la eficacia de uniones DNA-proteina y entre proteinas
¿Que son los genes constitutivos?
Genes que se requieren en todo momento y se exprean en un nivel constante
¿Que son los genes regulados?
Genes en los que el nivel de expresión varía segun las necesidades del organismo. Puedes ser inducibles o reprimidos
¿Como se regula el inicio de la transcripcion?
Se regula la union entre la RNA pol y el promotor del DNA mediante factores de transcripcion que se unen a secuencias reguladoras y pueden ser activadores o represores.
¿Cuáles son las secuencias reguladoras en el promotor?
Las secuencias TATA que se unen al factor sigma de la RNA pol y los elementos UP de algunos promotores (subunidades alfa)
¿Cómo se regula la transcripción en bacterias?
El uso del factor sigma, que reconoce distintas clases de promotores y permite la expresión de colecciones de genes, y el uso de factores generales de transcripcion, que permiten la expresion de genes especificos y se puede alterar su afinidad con el DNA mediante modificaciones post traduccion o union de efectores
¿Efectores?
Moleculas pequeñas que se unen a factores de transcripcion provocando un cambio conformacional y alterando su union a secuencias reguladoras. Pueden ser activadores o represores.
Represores.
Reducen las interaccion promotor-RNA pol o bloquean las pol directamente. Se unen a operadores del DNA que en bacterias estan cerca de el sitio de inicio pero en eucariotas pueden estar alejados y se llaman sileciadores. SOn muy frecuentes en bacterias.
Regulacion negativa
Implica represores. Hay dos formas:
- El efector se une al represor que aumenta su afinidad con el DNA y detiene la transcripcion.
- El efector se une al represor que induce su separacion del DNA y se induce la transcripción
REgulacion positiva
Implica los activadores y aumentan la actividad de la RNA pol. Dos formas:
- El activador esta unido al DNA y se esta haciendo la transcripcion, cuando el efector se une al activador, este se disocia del DNA y se inhibe la transcripcion.
- El activador se une al efector y se realiza la transcripcion. Cuando el efector se disocia, el activador tambien lo hace y detiene la transcripcion
¿Como puede un activador unido a un potenciador alejado del promotor, facilitar la transcripcion?
Debido a que existen reguladores arquitectonicos que crean estructuras tipo lazo y aproximan el potenciador al promotor, y su interaccion esta mediada por un coactivador.
¿Que son los corrguladores?
Son proteinas que no se unen al DNA directamente sino que se une a factores de transcripcion y pueden ser coactivadores o correpresores
Puentes de hidrogeno entre DNA y proteinas
Se producen en el surco mayor porque hay suficiente espacio. La Gln y Asn se pueden unir a la adenina y la Arg se puede unir a la guanina
Dominios de proteinas de union al DNA
Helice-giro-helice, dedos de cin, cremallera de leucinas
¿Que es un operon?
Es un grupo de genes que comparten promotor y secuencias reguladoras. Se da en bacterias ya que tienen RNAm policostronico
Operon lac
Codifica genes para el metabolismo de la lactosa y esta sujeto a regulacion negativa:
Beta galactosidasa. Hidroliza lactosa
Galactosido permeasa. Transporta lactosa a la celula
Tiogalactosido transacetilasa.
Gen lacL
Codifica el represor lac. Tiene su propio promotor y su transcripcion es independiente de las enzimas que regulan el represor. Puede unirse a tres operadores pero frecuentemente se une al mas cercano al promotor, previniendo la union de la RNA pol al promotor. Tambien puede unirse a un operador secundario y el DNA forma un lazo entre el O1 y el secundario,reduciendo la transcripcion pero sin inhibirla por completo
¿Qué es la alolactosa?
Es un isomero cuya reaccion de isomerizacio es catalizada por la beta galactosidasa y que provoca la disociacion del represor del operador a concentraciones altas igual que hace la lactosa.
¿Qué otro mecanismo de regulacion existe en el operon lac?
regulacion por represion por catabolito, en este caso la glucosa (control positivo)
¿Qué pasa si abunda la glucosa (operon lac)?
Los genes del operon lac se encuentran reprimidos
¿Qué sucede si falta glucosa (operon lac)?
La proteinas CRP unida a AMPc se une cerca del promotor, estimula la transcripcion y el DNA se enrolla alrededor de este complejo, formando el complejo abierto para la transcripcion. Este no puede formarse sin la union de CRP-AMPc, que se asocia cuando no esta el represor Lac. El AMPc solo se sintetiza si la concentracion de glucosa es baja.
¿Qué sucede si falta lactosa (operon lac)?
Si no hay lactosa disponible, independientemente de cual sea la concentracion de glucosa. Los genes permaneceran reprimidos. No comenzara la transcripcion incluso si el CRP-AMPc esta unido
¿Que pasa si abunda lactosa (operon lac)?
La transcripcion dependera de los niveles de glucosa. EL represor se disocia pero la transcripcion se estimulara solo con aumento de AMPc.
Induccion intensa del operon lac
La lactosa debe estar presente para formar alolactosa que se unira al represor y causara su disociacion del operador, reduciendo la represion. Despues si los niveles de glucosa son bajos aumentara el AMPc que se unira a CRP y este complejo se unira al promotor estimulando la transcripcion
¿Como se regula el operon del trp?
Por atenuación. La transcripcion comienza pero se detiene en una señal STOP que la atenua, esto sucede gracias al acoplamiento de la transcripcion y la traduccion en bacterias.
¿Qué es el atenuador (operon trp)?
Es una secuencia en la region 5’ de una secuencia lider que puede detener el ribosoma. Este determina si la transcripcion se dde tiene al final de esa secuencia lider (no codifica genes para sintesis de trp) o si continua (codifica genes para sintesis de trp)
Secuencia lider del operon trp
Tiene 162 nts en 4 segmentos, que pueden forman estructuras en horquilla entre si. Si el 3 y el 4 se aparean, se atenua la transcripcion. Si se aparean el 2 y el 3, la transcripcion continua.
¿Que pasa si los niveles de tRNAtrp son elevados?
Se transcribe el segmento 1 y si el tRNAtrp es abundante la traduccion continua en el segmento 2 (no puede aparearse con el 3). El 3 se aparea con el 4 y da lugar a la atenuacion
¿que pasa si el tRNAtrp es escaso?
Se permite el apareamiento entre el fragmento 2 y el 3 y la traduccion procede sin obstaculos
Proteinas represora del operon trp
NO se une al DNA en ausencia de trp. Cuando el trp es abundante, el represor se une al operador y relentiza la expresion de genes de biosintesis de trp. Si es escaso, no se une, directamente. Tiene una helice-girp-helice que se une al surco mayor de DNA.
Regulacion de expresion de proteinas en eucariotas
Se basa en la formacion en la combinacion de multiples proteinas con interacciones entre ellas.
El acceso a los promotores de DNA de la RNA pol II esta restringido por la cromatina y requiere su remodelacion.
predominan mecanismos de regulacion positivas y requiere la formacion de la maquinaria general de transcripcion
Heterocromatina y eucromatina
La heterocromatina es una parte del DNA transcripcionalmente inactiva. La eucromatina esta menos condensada por lo que favorece la transcripcion.
Remodelacion de la cromatina
Reposicionamiento de nucleosomas, presencia de variantes de histonas y modificacion covalente de nucleosomas
Complejos enzimaticos de remodelacion de cromatina
4 familia que desenrollan el DNA, translocan los nucleosomas y los eliminan. Utilizan ATP
Modificacion covalente de histonas
Metilacion, acetilacion, fosforilacion, sumoilacion y ubiquitinacion. Se localizan en el N-terminal que se dispone hacia el exterior de los nucleosomas. Permite la incorporacion de enzimas y factores de transcripcion
Metilacion de histonas
En la H3 se produce en el Lys-4 yy LYs-36. En el H3 y en el H4 se produce en la Arg. Esto activa la transcripcion al disminuir la afinidad de union de histonas al DNA y es catalizado por histona acetiltransferasas. El proceso de desmetilacion es catalizado por histonas desacetiltransferasas
¿como es el afinidad de las RNA pols con el DNA?
Es nula o escasa por ello requieren proteinas activadoras (regulacion positiva).
Proteinas que necesita la RNA pol II (5)
Activadores de la transcripcion, reguladores arquitectonicos, complejos enzimaticos remodeladores de cromatina, correguladores y factores de transcripcion
Activadores de la transcripcion
Se unen a secuencias potenciadoras del DNA localizadas lejos de las secuencias TATA del promotor. Pueden regular algunos genes o una gran cantidad de ellos. Dominios importantes:
De union al DNA(1), para la activacion de la transcripcion(3), para la interaccion con otras proteinas y dominios reguladores(4).
(Orden)
Correguladores
Un intermediario que ayuda a ejercer la accion de un activador o un represor.
Es un coactivador si ayuda a activar la transcripcion. Un ejemplo es el complejo mediador que se une al extremo carboxilo terminal de la RNA pol II (CTD) que se requiere para el inicio de la transcripcion.
Es un correpresor si ayuda a inactivar la transcripcion como es el caso de las desacetilasas, que producen la recuperacion de la afinidad de union normal de las histonas con el DNA.
Coreografia de la activacion de la transcripcion
Muchos activadores tiene afinidad por su potenciadores incluso con la cromatina condensada. La union de un activador pueden permitir la union de otros y esto produce un desplazamiento gradual de los nucleosomas y permiten las transcripcion de genes mas especificos
