TEMA 7 - REGULACION GENICA EN PROCARIONTAS - Dr. GONZALEZ CABEZA (1).pptx

IBMB
Blgo. Dr. José Guillermo González Cabeza gonzalezbiotec@hotmail.com
INSTITUTO DE BIOLOGÍA
MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
TRUJILLO - PERU
REGULACIÓN GÉNICA
EN PROCARIONTES

Introducción
Blgo. José González Cabeza

• Los dos estadios del proceso que lleva del genoma al transcriptoma.
• Ensamblaje corriente
gen, del
proteínas
Proteínas
arriba del
complejo de
(RNAP y
accesorias).
la RNAP
la región de
sintetiza el
• Cuando
abandona
iniciación y
RNA.
Expresión del Genoma

SECUENCIAS REGULADORAS DEL DNA
DURANTE LA TRANSCRIPCIÓN

RNAP BACTERIANAS SE UNEN EN SECUENCIAS PROMOTORAS
• Constan de 2 segmentos  c/u de 6 nt.
Secuencia -35: 5´- TTGACA – 3´
Secuencia -10: 5´- TATAAT - 3´
• + 1  se encuentra alrededor de 20 a 600 nucleótidos corriente
arriba del comienzo de la región de codificación.
Promotor Procariota

Promotor Procariota

Promotores en E. coli.
Resumen
Región -35 Espaciador Región -10 Espaciador Inicio del RNA
TTGACA N17 TTAACT N7 A
TTTACA N16 TATGAT N7 A
TTTACA N17 TATGTT N6 A
TTGATA N16 TATAAT N7 A
CTGACG N18 TACTGT N6 A
TTGACA TATAAT
trp
tRNATyr
lac
recA
araB, A, D
Promotores de E. coli

ESQUEMA DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
EN PROCARIOTAS

Diferencias entre Transcripción Procarionte y
Eucarionte
PROCARIONTE: EUCARIONTE:
 RNAm policistrónico.
 Transcripción y Traducción están acoplados.
 Una única RNA Polimerasa
 RNAm monocistrónico.
 Transcripción y procesamiento están acoplados.
 Tres RNA Polimerasas diferentes.

Regulación de la Expresión Génica

Operón
 OPERÓN: Es la unidad genética constituida por genes adyacentes que funcionan
coordinadamente bajo el control de un operador, una única proteína represora y un solo
promotor”.
 Unidad transcripcional que contiene:
 Genes Estructurales: Los cuales codifican proteínas que cumplen funciones relacionadas.
 Genes Regulatorios: Genes asociados a la expresión o funcionamiento de un o conjunto de
genes
“Policistronico”

Regulación Transcripcional en Procariontes
OPERÓN: Genes para enzimas de una vía
metabólica agrupados en una
localización cromosómica.
OPERADOR: Secuencia regulatoria
adyacente, que determina si se transcibe
o no. Proteínas reguladoras que se
asocian al operador para controlar la
transcripción del operón.
“Policistronico”

Clasificación de los Operones de Acuerdo a su
Regulación

“Inducción” de un Operón
Inducción: Síntesis aumentada en respuesta a
un metabolito.
Inductores Gratuitos: Metabolitos que inducen
el sistema pero no pueden ser metabolizados
(IPTG).
“Sistema Cerrado”
“Sistema Abierto”

“Represión” de un Operón
REPRESIÓN: Síntesis
reducida en respuesta a un
metabolito.

Metabolismo de la Lactosa (Operón lac)
 Los genes involucrados en el
metabolismo de la glucosa se
expresan de forma constitutiva en E.
coli.
 El metabolismo de los otros azucares
como fuentes energéticas está
regulado, es inducible.
 Lactosa = Disacárido (Glucosa +
Galactosa).
 La lactosa estimula el incremento de
1000 veces la expresión de 3
proteínas.

Organización del Operón lac de E. coli

El Operador
El represor es un tetrámero, el
cual se une a la región
operadora generando un loop
en el DNA (“escondiendo”)
impidiendo la unión de la RNA
Polimerasa.

Operón lac: En un medio de cultivo SIN lactosa

Operón lac: En un medio de cultivo CON lactosa

Operón lac: Regulación Negativa, Inducible

La regulación es estudiada mediante mutagénesis en
los distintos elementos del Operón
La mutación inducida, impide
que el ribosoma continue
unido al RNAm, por tanto se
reduce la síntesis del resto de
genes.

Mutación

Mutaciones en las Regiones Reguladoras

Antecedentes Genéticos para el modelo del Operón
GENOTIPO
Con
lactosa
Sin
lactosa
I+
O+
Z+
"+" " - "
I-
Oc
Z+
" - " " - "
I-
Oc
Z+
" + " " + "
I+
Oc
Z+
" + " " + "
I-
O+
Z+
/ F´ I+
" + " " - "
I+
Oc
Z+
/ F´ O+
" + " " + "
I+
O+
Z+
/ F´ I-
" + " " - "
I+ O+
Z+
/ F´ Oc
" + " " - "
IS
O+
Z+
" - " " - "
IS
O+
Z+
/ F´ I+
" - " " - "
“C” Constitutivo
“S” Superrepresor, significa que la
alolactona no se puede unir al represor,
por tanto esta molecula seguirá
inhibiendo
“+” o “-” se refiere a la presencia o
ausencia de actividad beta
galactosidasa

Control Positivo del Operón lac: Activación por
Catabolito
El operon lac, también sufre una regulación
positiva por el CAP

Control Positivo del Operón lac: Activación por
Catabolito

Estado funcional del Operón lac de E. coli wt en medio
con baja concentración de glucosa

Secuencia del Operón lac de E. coli

Operón lac: Control Positivo, con represión
- RESUMEN DE Cap-cAMP -

Regulación General del Operón lac

Operón triptófano (trp) de E. coli
“RNA Policistrónico”

Operon trp: Control negativo, con represión por
producto

Organización de la región líder/atenuador del operón trp.
Acoplamiento transcripción-traducción en bacterias
RNAm
Atenuación de la Traducción
Región Codificante
(con codones para Trp)
Tres Regiones:
 “Pausa”
 “Antiterminación”
 “Terminación”
Se pueden adoptar
diferentes conformaciones
del RNA, dependiendo de
las condiciones de la
células.

Modelo de Atenuación: Presencia de trp

Modelo de Atenuación: Presencia de trp
RNA
DNA
RIBOSOMA RNA POLIMERASA

Modelo de Atenuación: Ausencia de trp

Operón trp: Atenuación

Operón trp: Antiterminación

La Atenuación es un Mecanismo Común

Cuatro Modelos de Regulación en
Procariontes

… muchas gracias
gonzalezc1@upao.edu.pe
gonzalezbiotec@hotmail.com

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