Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Regulación de la expresión génica - Coggle Diagram
Regulación de la expresión
génica
La expresión génica se refiere al proceso de múltiples etapas que da lugar en última
instancia a la formación de un producto funcional del gen, ya sea un ácido ribonucleico (ARN) o una proteína
La primera etapa en la expresión génica, el uso del ácido
desoxirribonucleico (ADN) para la síntesis del ARN (transcripción)
Cada una de estas etapas puede estar regulada para proporcionar más control
No todos los genes están regulados. Por ejemplo, los genes descritos como constitutivos codifican los productos necesarios para las funciones celulares básicas
SECUENCIAS Y MOLÉCULAS REGULADORAS
Se dice que estas secuencias de ADN que flanquean un gen actúan en cis porque influyen en la expresión de los genes sólo en el mismo cromosoma
La unión de proteínas al ADN se realiza a través de motivos
estructurales como los dedos de cinc
La regulación de la transcripción (la etapa inicial en toda expresión génica) está controlada por secuencias reguladoras del ADN.
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIOTAS
En los organismos procariotas como Escherichia coli (E. coli), la regulación de la expresión génica tiene lugar principalmente a nivel de la transcripción
El control transcripcional en procariotas puede
implicar la iniciación o la terminación prematuras de la transcripción
Transcripción del ARN mensajero de operones bacterianos
En las bacterias, los genes estructurales que codifican las proteínas que intervienen en
una vía metabólica particular suelen encontrarse agrupados de forma secuencial en el cromosoma.
El producto de la transcripción es un único ARN
mensajero policistrónico (ARNm)
Función de los operadores en la transcripción procariota
Los operones de los procariotas contienen un operador, un segmento de ADN que
regula la actividad de los genes estructurales del operón
Si una molécula
represora está unida al operador, la polimerasa se bloquea y no produce ARNm.
El operón de la lactosa
El operón de la lactosa (lac) contiene los genes que codifican tres proteínas que
intervienen en el catabolismo del disacárido lactosa
Un gen regulador, el gen lacI, codifica la
proteína represora (un factor de acción en trans) que se une al sitio del O con alta afinidad.
Cuando la glucosa es el único azúcar disponible
en este caso, el operón lac se
inactiva. Esta represión o inactivación está mediada por la unión de la proteína represora
La unión del
represor interfiere en el progreso de la ARN polimerasa y bloquea la transcripción de genes.
Cuando sólo se dispone de lactosa
Este compuesto es un inductor que se une a la proteína
represora y cambia su conformación de modo que ya no pueda unirse al operador
La traducción del ARNm
produce las tres proteínas que permiten que la célula utilice la lactosa para producir energia.
Cuando se dispone de glucosa y de lactosa:
la transcripción del
operón lac es insignificante, aunque la lactosa está presente en una concentración elevada.
Por consiguiente, no se expresan los
tres genes estructurales del operón
Operón del triptófano
El operón del triptófano (trp) consta de cinco genes estructurales que codifican las
enzimas necesarias para la síntesis del aminoácido triptófano
La carencia de Trp hace que los ribosomas se atasquen en
estos codones y cubran las regiones del ARNm necesarias para la formación de la horquilla de atenuacion
Coordinación de la transcripción y la traducción en los procariotas
Si bien la regulación transcripcional de la producción de ARNm es fundamental en
bacterias, también se produce regulación a nivel de la síntesis de ARN ribosómico
Respuesta restrictiva:
tiene siete operones que sintetizan el ARNr necesario
para el montaje de los ribosomas; cada uno de ellos se regula en respuesta
No obstante, la síntesis de ARNm para las enzimas
necesarias para la biosíntesis de aminoácidos no está inhibida
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS
En los eucariotas es necesaria una mayor variedad de procesos reguladores, ya que la
complejidad de los genomas eucariotas es mayor y, además, está presente la membrana nuclear.
Otra regulación tiene lugar a nivel de las proteínas a través de mecanismos que modulan la estabilidad, el procesamiento o la orientación de la proteína
Moléculas de acción en trans
Los factores específicos de la transcripción son proteínas de unión al ADN que
funcionan en trans como activadores de la transcripción
Aunque los dominios de activación reclutan una diversidad de proteínas, el
efecto específico de cualquiera de ellos depende de la composición proteica del complejo.
Elementos reguladores de acción en cis
La necesidad de regular de forma coordinada un grupo de genes para inducir una respuesta particular es de importancia clave en los organismos multicelulares, entre ellos seres humanos
Por ejemplo, los elementos de respuesta a hormonas (ERH) son secuencias de ADN
Señales reguladoras mediadas por receptores intracelulares:
los miembros de la super familia de receptores nucleares, entre ellos hormonas esteroideas
La unión del complejo receptor-hormona al ERG permite
la expresión coordinada de un grupo de genes diana, aun cuando esos genes estén 5 o3.
Señales reguladoras mediadas por receptores de la superficie celular:
El glucagón, por ejemplo, es una hormona peptídica que se une a su receptor de membrana plasmática acoplado a la proteína G en células sensibles al glucagon
La proteína CREB activa se une a través de un motivo cremallera de leucina al elemento reguladord de acción cis
Regulación por procesamiento del ARN mensajero
El ARNm eucariota experimenta varias modificaciones antes de ser exportado del
núcleo al citoplasma para ser utilizado en la síntesis de proteínas (
variaciones en estos
procesos, además de la estabilidad del mensajero, pueden afectar a la expresión genetica.
Elección del sitio de corte y empalme
a partir del mismo pre-ARNm pueden
sintetizarse isoformas proteicas específicas de tejido a través de un procesamiento
Sus pre-ARNm sufren empalme diferencial específico
del tejido para producir numerosas isoformas de TM
Corrección del ARN mensajero:
Esto se conoce como corrección del ARN. Un
ejemplo importante en los seres humanos ocurre en el transcrito para la aplipoproteina
Esto da lugar a la producción en el intestino (e incorporación a los quilomicrones) de una proteína más corta (la apo B-48, que representa el 48 %
. Estabilidad del ARNm: el tiempo que permanece un ARNm en el citosol antes de
degradarse influye en la cantidad de producto proteico que puede producirse a partir de el.
Metabolismo del hierro: la transferrina es una proteína plasmática que
transporta hierro; se une a los receptores de la superficie celular
ARN de interferencia: el ARN de interferencia (ARNi) es un mecanismo de
silenciamiento génico mediante reducción de la expresión de ARNm,