Biología . 2º Bachillerato

Genética molecular

3.2 - Regulación de la actividad genética


Introducción
Modelo del Operón
Regulación en eucariotas

 

 

 

 

 

 

 


Introducción
En el ADN celular se encuentra la información genética para cualquier función celular pero:
- Las células no leen todos sus genes en el mismo estado celular
- Existen diferentes circunstancias celulares en la que se expresarán diferentes genes (Funciones de relación celular)
- Los organismos pluricelulares tienen un proceso de diferenciación celular.
Las células adquieren diferentes conformaciones y funciones porque expresan diferentes genes
- Las células no expresan los genes con la misma intensidad.
Algunos genes se trascriben y traducen con velocidades cientos o miles de veces mayores que otros
Los diferentes elementos del proceso de información celular tiene diferentes periodos de vida:

Las Proteínas duran desde unos minutos a meses o años

Los ARNm generalmente sólo algunos minutos


El ADN no se destruye en potencialmente inmortal

La regulación de la actividad celular también tienen diferentes ritmos

Regulación a corto plazo

Regulación de tipo alostérico
Frecuente en enzimas, proteínas transportadoras, contráctiles y otras.

Regulación a medio plazo

Regulación covalente en proteínas
Fosfatación y otras modificaciones

Interferencia en ARN

Tratamientos posttrascripcionales en ARNm
Unión de intrones diferentes en la maduración
Regulación a largo plazo - Nivel génico
Activadores o inhibidores de la trascripción.
Parece ser el principal mecanismo regulador

Modificación de la estructura del ADN .
Metilación dificulta la trascripción

Modificación de histonas
Metilación de histonas
Acetilación de histonas
 
Muchos de estos mecanismos son complicados, poco conocido y actualmente en en estudio.

En organismos pluricelulares además del comportamiento celular es imprescindible en la diferenciación celular y el desarrollo

Estos cambios etán regulados fundamentalmente por hormonas

Hormonas esteroides
Atraviesan la membrana y se unen a proteínas receptoras intracelulares en citoplasma o núcleo
Hormonas de tipo peptídico
Generalmente tienen un receptor de membrana que envía un segundo mensajero intracelular

Modelo del operón

Sistema de regulación genética en bacterias.
Uno de los primeros estudiados

Mecanismo de acción

Proteína represora originalmente no unida al ADN
Proteína represora se une a un sustratodeterminado y cambia su afinidad por el ADN
Se une a una secuencia específica del ADN
Impide la transcripción de uno o vario genes

Operón en wikipedia

Existe el modelo opuesto

Descubierto en lactosa de bacterias

ADN Regulador...Promotor ARNpol ...Unión operador (represor) ....Gen Galactosidasa.Gen permeasa.Gen trasacetilasa

Existen también activadores de la trascripción


Regulación en eucariotas

La principal regulación es a nivel de la transcripción pero también es importante el marcado del ADN o de las histonas además de interferencias génicas

Regulación de la transcripción

Se realiza por proteínas que activan o inactivan la transcripción.

Identifican secuencias del ADN a las que se unen.

Splicing

Las células eucariotas fabrican ARNm con intrones y exones.
En la eliminación de los intrones pueden dar lugar a proteínas alternativas

Determinadas proteínas determinan qué fragmentos van a ser eliminados y cuales no.

ARN interferente

El ARN interferente utiliza los mecanismos celulares de copia y destrucción vírica para impedir la lectura de determinados ARNm

ARN de doble cadena es reconocido por proteínas citoplásmicas.
Se reduce la cadena a unos nucleótidos
Se desecha una hebra conservándose la complementaria
Se busca ARN complementario si se encuentra se hidroliza y, por tanto, se desactiva

 

Metilación del ADN

Consiste en la adición de un grupo metilo a moléculas de citosina. Este cambio da lugar a la silenciación de los genes de las regiones metiladas al impedir el reconocimiento de los promotores por las polimerasas, o que induzca la unión de enzimas encargados de la condensación de esa región de la cromatina.
Lo realizan enzimas metiltransferasas
Tiene gran importancia en la regulación de la expresión génica en la mayoría de los vertebrados.

Regulación a nivel del nucleosoma:
Acetilación y metilación de histonas

La metilación de histonas las une más fuertemente al ADN difucultando o impidiendo su trasnscripción. Lo realizan las enzimas histona metitrasferasas (HMT)

La acetilación supone una señal para factores que propician la trascripción. La relaizan las enzimas histona acetiltransferasas (HAT)

Existen otros mecanismos de regulación de los nucleosomas como fosfataciones

 


Intensificación de genes

Muchos organismos pluricelulares se asemejan muchísimo en sus genes codificadores para proteínas
Humanos y ratones por ejemplo tenemos más del 99% de proteínas con la misma función y un número importante de ellas idénticas en secuencia
Las diferencias entre los disteintos organismos se deben a mutaciones en regiones del ADN no codificadoras, especuialmente amplificadores génicos que regulan la expresión de un gen en diferentes tejidos

Ej Humanos. En Äfrica oriental los glóbulos rojos no poseen una proteína de membrana que utiliza para penetrar en ellos el parásito causante de la malaria, sin embargo si que se expresa esta proteína en otros tejidos como cerebro, bazo y riñones. La mutación se debe a una mutación en la secuencia amplificadora para eritrocitos



  Índice
  Siguiente