Descripción de los principales puntos de la regulación de la expresión de los genes.

1. BIOLOGÍA CELULAR Y
MOLECULAR
Dr. Antonio Abad García

2. Regulación de la expresión genética
Nelson DL y Cox MM. (2000). Lehninger Principios de Bioquímica, 3ª ed. Ed. Omega.
Mathews C.K.; Van Holde K. .; Ahern, K. G (2002) . Bioquímica, 3ª ed. Addison Wesley

3. La regulación génica es el proceso que controla qué genes en el
ADN de una célula se expresan (se utilizan para hacer un producto
funcional como una proteína).
•Diferentes células en un organismo multicelular pueden expresar
grupos muy diversos de genes, aún cuando contienen el mismoADN.
•El grupo de genes expresados en una célula determina el grupo de
proteínas y de ARN funcionales que contiene, y le da sus características
únicas.
•Muchos genes se regulan principalmente en el nivel de la
transcripción.

4. • La regulación génica diferencia a las células
• La regulación génica es la forma como una célula
controla qué genes, de los muchos genes en su
genoma, se "encienden" (expresan).
Gracias a la regulación de los genes, cada tipo de
célula tiene un conjunto diferente de genes activos, a
pesar de que casi todas las células del cuerpo
contienen exactamente el mismo ADN.

5. El control de la expresión de los genes puede ocurrir en cualquier
etapa durante la ruta del gen a una proteína funcional
• Cada etapa en el proceso completo de la expresión
de los genes provee un punto de control potencial
donde la expresión de los g
e
n
e
s puede ser encendida
o apagada, acelerada o disminuída.

6. NIVELES DE REGULACIÓN
(EUCARIONTES VS. PROCARIONTES)

7. Siete procesos que afectan a la
concentración en estado estacionario
de una proteína. Cada proceso tiene
diversos puntos de regulación
potenciales.
Direccionamiento de la proteína y transporte

8. Ó É
RNAm RNA PROTEÍNA
POST
4
PROTEÍNA
RNAm
PORO NUCLEAR
ENVOLTURA NUCLEAR
NIVELES DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
1
CONTROL
EPIGENÉTICO
NÚCLEO CITOSOL
CONTROL
TRADUCCIONAL
pre
RNAm
ADN INACTIVA ACTIVA
RNAm PROTEÍNA
2
CONTROL
TRANSCRIPCIONAL
3
CONTROL
POST
TRANSCRIPCIONAL
5
CONTROL
POST
TRADUCCIONAL

10. ió l d
REGULACIÓN TRANSCRIPCIONAL EN PROCARIOTAS
Impiden el acceso de la ARN
polimerasa al promotor
Potencian la interacción
RNA‐promotor
Un Operón es grupo de genes estructurales cuya
por elementos de control
expresión está regulada
(promotor y operador).

11. Puntos más importantes:
•Los genes bacterianos a menudo se encuentran
en operones.
Los genes en un operón se transcriben como un grupo y tienen un solo promotor.
•Cada operón contiene secuencias de ADN reguladoras, que actúan como sitios de unión para
las proteínas reguladoras que promueven o inhiben la transcripción.
•Algunos operones son inducibles pueden activarse por la presencia de una molécula pequeña
particular. Otros son reprimibles, es decir que están activos de manera predeterminada, pero se pueden
desactivar por medio de una molécula pequeña.

12. En las bacterias, los genes a menudo se encuentran
en los operones
 En las bacterias, los genes relacionados con frecuencia se encuentran en grupo en
el cromosoma, donde se transcriben a partir de un promotor (sitio de fijación de la
ARN polimerasa) como una sola unidad. Tal grupo de genes bajo control de un solo
promotor se conoce como operón.
 Los operones son comunes en las bacterias, pero son raros en los eucariontes,
como los humanos.

14. Regulación negativa Regulación positiva
(el represor unido inhibe la transcripción) (el activador unido facilita la transcripción)

15. (Y) l t til
En ausencia de Lactosa , los genes del operón lac están reprimidos
El inductor en el sistema del operón lac no es la lactosa, sino un isómero de la lactosa
denominado alolactosa
Incluye los genes de la ß-galactosidasa (Z), la
galactósido permeasa (Y) y la tiogalactósido
transacetilasa (A)

17. Represión por catabolito
GLUCOSA
Y
LACTOSA
PRESENTES
CAP (Proteína activadora del gen)

18. Operón triptófano

19. Se regula por dos mecanismos : cuando los niveles de
triptófano son altos, (1) el represor se une a su
operador y (2) la transcripción del ARNm se atenúa.
Vida media de 3 min.

20. ó
Atenuación transcripcional en el operón trp
Péptido guía
Región de atenuación
Regulada por la disponibilidad de triptófano

21. en la estr ct ra aten adora tipo terminador por las sec encias 3
4
Cuando los niveles de triptófano son altos, el ribosoma traduce rápidamente la secuencia 1
(marco abierto de lectura que codifica el péptido guía ) y bloquea la secuencia 2 antes de
que se transcriba la secuencia 3. La transcripción continua permite que se dé la atenuación
en la estructura atenuadora tipo terminador por las secuencias 3 y 4. (a)
Cuando los niveles de triptófano son bajos, el ribosoma se detiene en los codones Trp de la
secuencia 1. La formación de la estructura apareada entre las secuencias 2 y 3 impide la
atenuación, debido a que la secuencia 3 ya no está disponible para formar la estructura
atenuadora con la secuencia 4. La estructura 2:3, a diferencia del atenuador 3:4, no impide
la transcripción. (b)