Genes, tipos de secuencias geneticas. (promotores, Reguladores, Represores).

Que es un cromosoma?

El cromosoma, es el material genético organizado. En el caso de los organismos eucariontes el cromosoma nace fundamentalmente de la interacción entre el ADN, las histonas y las proteínas no histónicas.

Existen dos tipos de cromosomas: eucarióticas y procariotas.

El cromosoma eucariótico está organizado de la siguiente forma:No se haya sometidas a división celular el cromosoma recibe el nombre de cromatina. Las proteínas que se asocian al ADN son básicas y se llaman histonas. Las histonas que participan son H1, H2A, H2B, H3 y H4 y su porcentaje de aminoácidos básicos y características son:

Ahora veremos por orden de empaquetamiento los diferentes niveles, desde el primero hasta el último Sucesivamente.

PRIMER NIVEL: NUCLEOSOMA

Esta estructura vista al microscopio se ve como si fuera un collar de perlas del que las cuentas son los nucleosomas.

El nucleosoma mide 6 nm y se considera la unidad básica de empaquetamiento del ADN. Los nucleosomas se vuelven a organizar con la ayuda de la histona habiendo una por cada nucleosoma.

SEGUNDO NIVEL: FIBRA DE 30 nm.

Se pliega en una conformación que se supone en zigzag (pero también se piensa que en hélice o con interacciones cruzadas) colocándose próximas a la salida y entrada del nucleosoma.

TERCER NIVEL: FIBRA DE 300 nm.

Este esqueleto central llamado andamio está compuesto por la enzima toposiomerasa II (también llamada condensina que enlazan o desenlazan nudos o lazos en una cadena) y por proteínas SMC (Mantenimiento de la estructura del cromosoma) en el que parece haber regiones especiales llamadas regiones de unión al andamio.

El empaquetamiento en este punto es de 2.000 veces la hebra de ADN.

CUARTO NIVEL: CROMOSOMA

Se produce por el arrollamiento de la fibra de 300 nm sobre sí misma formando una espiral y empaquetando el ADN hasta 10.000 veces formando una cromatina.

Tipos de secuencias genéticas de los organismos eucariotas:

En el genoma eucariótico se encuentra 3 tipos de secuencias de ADN:

Copia única o DNA no repetitivo:

Esta es la visión clásica de un gen estructural. Se presenta en la cantidad de 1 ó 2 copias por genoma y constituye el componente más abundante del genoma eucariótico.Es el único en el procariótico. Dentro de este grupo se encuentran los genes que codifican proteínas y los que codifican ARN.

Moderadamente repetitivo:

Se repiten al menos 1000 veces. Dentro de los genes moderadamente repetitivos se encuentran los que codifican para algunas proteínas como histonas, las globulinas y también los que codifican para moléculas de ARN ribosómico.

Altamente repetitivo:

El ADN repetitivo no codifica proteínas ni ARN.

Los operones y la regulación genética

El modelo del operón

• El primer operón descrito fue el operón de la lactosa en Escherichia coli por F. Jacob, D. Perrin, C. Sánchez y J. Monod, publicado en la revista "Comptes rendushebdomadaires des séances de l'Académie des sciences" en 1960. En parte gracias a estos trabajos sobre regulación génica, Jacob y Monod fueron galardonados con el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1965 junto con André Lwoff.

¿Qué es un operon?

• Es una unidad genética funcional formada por un grupo o complejo de genes capaces de ejercer una regulación de su propia expresión por medio de los sustratos con los que interaccionan las proteínas codificadas por sus genes.

Está regulada por 2 factores de control:

El operador: Permite la activación/desactivación del promotor a modo de "interruptor génico" por medio de su interacción con un compuesto inductor.

Factor promotor: De esta manera el promotor dará lugar a la expresión/represión del resto de los genes estructurales.

Tipos de regulación de los operones

Los operones inducibles como los reprimibles pueden estar bajo

control positivo o negativo.

Control positivo: La transcripción no se produce hasta que la molécula reguladora estimule la producción de ARN.

Control negativo: La expresión genética se produce hasta que es desconectada por algún tipo de regulador.

Operón de la lactosa (lac):

El operón lactosa presenta los siguientes elementos:

Genes estructurales:

Gen lac Z: codifica la enzima β-galactosidasa, que cataliza la reacción de hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa.

Gen lac Y: codifica la proteína galactósido permeasa, cuya función es facilitar el transporte de la lactosa al interior de la bacteria colocándose en la membrana plasmática y formando un carrier.

Gen lac A: codifica la enzima tiogalactósido transferasa, que cataliza la transferencia del grupo acetil del acetil Coenzima A al 6-OH de un aceptor tiogalactósido. Este gen no está relacionado con el metabolismo de la lactosa.

Operón del triptófano (trp) en E. coli

Regulación alostéricadel represor lac

• El represor lac (R) es una proteína alostérica, capaz de convertirse, de forma reversible, en dos conformaciones alternativas.

Regulación del operón lac

• La transcripción del operónlac está regulada por la unión del represor lac (R) al operador. En ausencia de la lactosa, el represor permanece unido al operador y la ARN polimerasa no puede moverse hacia el operón lacy por lo tanto no puede transcribir sus genes.

Cuando el triptófano está disponible en el medio de cultivo, no hay razón por la cual la bacteria gasta su energía metabólica disponible en la síntesis del aminoácido. El operón de triptófano contiene la información para la síntesis del aminoácido, por lo que pertenece al grupo de operones biosintéticos.

Muchas Gracias

Hecho por:

Josette Matamoros Gomez

Maria Fernanda Gutierrez Vargas

Pamela Miranda Lezama