La regulación genética La regulación genética comprende todos aquellos

procesos que afectan la acción procesos que afectan la acc ón del gen a nivel de traducción o

transcripción, regulando los productos funcionales de un

gen.

Los niveles de regulación de la expresión genética se llevan a expresión genética se llevan a

cabo enteramente al nivel de la transcripciónp

Modificación postranscripcional

L difi ió i i l• La modificación postranscripcionalsucede cuando un precursor ARNm

d ARN d l í i madura en ARNm durante la síntesis de proteínas. Ocurre en 3 pasos:

l l• en el primero es el precursor con una granvariedad de proteínas y se modifica porpoliadenilacionpoliadenilacion.

• en el segundo paso se le agrega a la cadena deprecursor un fragmento de cadena queprecursor un fragmento de cadena quepromueve la asociación de proteínas.

• en el tercer paso se retiran los intronesen el tercer paso se retiran los intrones(partes no útiles para la síntesis proteica),dejando los exones (fragmentos activos par laj ( g psíntesis proteica) para formar la molécula deARNm.

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA A NIVEL GÉNICA A NIVEL

TRANSCRIPCIONAL

ÓLA TRANSCRIPCIÓN.

• La información almacenada en la secuencia de nucleótidos del DNA se lee mediante la síntesis de polirribonucleótidos dependiente de un p pmolde.

• Usa sustratos de nucleosidos trifosfato• Usa sustratos de nucleosidos trifosfatoy un crecimiento dirigido por un molde de las cadenas en dirección 5’ → 3’de las cadenas en dirección 5 → 3

DIFERENCIAS CON LA DIFERENCIAS CON LA TRANSCRIPCIÓN.

• 1) Solo se transcribe una cadena molde de DNA.

• 2) sólo una pequeña fracción del potencial genético global de un potencial genético global de un organismo se ejecuta en una célula.

• La transcripción se centra en los • La transcripción se centra en los mecanismos utilizados para seleccionar determinados genes y cadenas moldes determinados genes y cadenas moldes.

ÓFASES DE LA TRANSCRIPCIÓN.

• Se realiza a través de tres fases diferentes: iniciación, elongación y terminación.L ñ l d i i i ió t i ió l • Las señales de iniciación y terminación en la secuenciad del DNA orientan el mensaje genético dirigiendo a la RNA polimerasa a g g pgenes concretos.

• También se especifica donde debe de iniciarse la transcripción dónde se detendrá c áñ es la transcripción, dónde se detendrá y cuáñ es la cadena que se transcribira.

INICIACIÓN DE LA INICIACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN.

• Se une la RNA polimerasa al DNA, se inicial el reconocimiento del promotor.El RNA encuentra los promotores • El RNA encuentra los promotores mediante un proceso de búsqueda a través de una holoenzima que se une de qmanera específica al DNA. _ complejo promotor cerrado.

• Las RNA polimerasa desenrolla varios • Las RNA polimerasa desenrolla varios pares de bases del DNA, desde -10 a -1, creando un complejo promotor abierto.

Ó ÓINICIACIÓN Y ELONGACIÓN

• La elongación comienza con la unión de cualquiera de los ribonucleósidos trifosfato(rNTP)( N )

• Inicia la transcripción con una purina en el extremo 5’.La enzima central se desplaza a lo largo del • La enzima central se desplaza a lo largo del DNA, dejando al descubierto un molde de una sola cadena para el apareamiento de bases con los n cleótidos q e llegan con el con los nucleótidos que llegan y con el transcrito en formación y se vuelve a enrollar en el extremo 3’.

ÓTERMINACIÓN.

• Hay dos tipos diferentes de fenómenos de terminación: los que dependen de q pla acción de un factor de terminación proteico “p” y los que no dependen de p p y q peste.

TERMINACIÓN INDEPENDIENTE TERMINACIÓN INDEPENDIENTE DEL FACTOR.

• En este tipo de mecanismo se forma un bucle troncal rico en G- C y un ytrayecto posterior de cuatro a ocho residuos de A.

• Debido a la estabilidad de los pares de bases G-C el molde es difícil de bases G C el molde es difícil de desenrollar.

TERMINACIÓN DEPENDIENTE DEL TERMINACIÓN DEPENDIENTE DEL FACTOR.

• La proteína “P” actúa uniéndose al transcripto en formación en un lugar p gespecífico cerca del extremo 3’.

• La proteína “p” se desplaza a lo largo • La proteína p se desplaza a lo largo del transcrito hacia el extremo 3’ de manera que su actividad desenrolla el manera que su actividad desenrolla el extremo 3’ del transcrito separándolo del molde y causando su separacióndel molde y causando su separación.

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN ÉGÉNICA A NIVEL TRADUCCIONAL

CONTROL TRADUCCIONAL

• seleccion del ARNm, presente en el citoplasma, que sera traducido por los p , q pribosomas

CONTROL GENERAL DE LA CONTROL GENERAL DE LA TRADUCCIÓN

• Existe un control general, global o inespecífico de la traducción ejercido p jsobre los factores del complejo de traducción. Por otro lado se conocen casos específicos o control particular de la traducción de ciertos ARNm.

Factor IFe2B

CONTROL PARTICULAR DE LA CONTROL PARTICULAR DE LA TRADUCCIÓN

• Depende de sustancias reguladoras que modifican la configuración de un tramo gde nucleótidos no traducibles localizados en el extremo 5’ entre el cap y el codón de iniciación.

Ot j l d l l • Otro ejemplo podemos verlo en los reticulocitos en que la síntesis del hem

tá t l d l i h está controlada por el propio grupo hem. Cuando hay suficiente hem, este activa a l t i i d IF 2B l d la proteinquinasa de IFe2B regulada por hem que inactiva al factor por f f il iófosforilación.

ENHANCEOSOMA Ensamblaje l l bl d l macromolecular responsable de la

interacción entre los elementos intensificadores y las regiones

promotoras de los genespromotoras de los genes.

CAJA TATACAJA TATA

CAMBIO DEL MARCO DE LA CAMBIO DEL MARCO DE LA TRADUCCIÓN

• es decir, el ribosoma cambia la pauta de lectura en algún punto de su g pmovimiento a lo largo del ARNmdesplazándose un nucleótido hacia patrás o hacia delante, pudiendo, un mismo mensajero dar origen a dos j gproteínas.

SALTO DEL CODÓN DE SALTO DEL CODÓN DE TERMINACIÓN

el ribosoma pasa por alto el codón de terminación y continúa leyendo la y ysecuencia de nucleótidos.

PASO POR ALTO DE LA PASO POR ALTO DE LA TRADUCCIÓN

• el ribosoma “salta” una secuencia de nucleótidos en el mensajero de modo jque queda un mensajero más largo que la proteína porque resta una porción p p q pinterna del mensaje sin traducir, pudiendo nuevamente un mismo pmensajero dar origen a dos proteínas

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA A NIVEL

POSTRADUCCIONAL

• Las proteínas recién sintetizadas • Las proteínas recién sintetizadas pueden sufrir modificaciones postraduccionales que son a su vez postraduccionales que son, a su vez, una manera de controlar la expresión de los genes en eucariontesde los genes en eucariontes.

• Se trata de glicosilaciones, fosforilaciones, acetilaciones, ribosilaciones, etc. Se puede dar el caso de poliproteínas que sufren cortes, mecanismo que es común en la síntesis de hormonas peptídicas como la insulina. La insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas.

• En forma esquemática la expresión genética puede regularse en cuatro niveles distintos:

• 1º y mas importante es el control primario de la iniciación de la transcripcióniniciación de la transcripción.

• 2º el procesamiento del transcrito a un mRNAmaduro, puede regularse en el nivel del RNA , p gtranscrito primario.

• 3º también es posible el control en el nivel de la trad cción mediante la edición del mRNAla traducción mediante la edición del mRNA.

• 4º en el nivel de las proteínas las modificaciones postraduccionales pueden modificaciones postraduccionales pueden determinar la actividad de cada una de ellas.