Regulación de la Expresión en Procariotas

Regulación de la Expresión en Procariotas
•Regulación a nivel de Transcripción (Iniciación o Terminación)
•Regulación a nivel de Traducción (Accesibilidad o no del RBS)
•Regulación a nivel de modificaciones o actividad de la Proteína
(Ej: σ32 normalmente unida a DnaK (inestabilidad). Heat shock produce
liberación de σ32 )
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Regulación de la Iniciación de la Transcripción
• Control constitutivo
– Depende de la estructura del promotorÆ determina el nivel basal
de transcripción
• Secuencia -35 (unión RNA pol)
• Secuencia -10 (complejo cerradoÆ abierto)
• Iniciaciones abortivas (secuencia transcripto)
• Control regulado
– Depende de proteínas regulatorias
– Cambio de subunidad σ (σ 70, σ32, σ54, σs)
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RNA polimerasa + Factores σ
ƒσ70 : Factor general
ƒσ32 : Heat shock
ƒσs : estrés
ƒσ54 : carencia de N
•Secuencias conservadas en centros -35 y -10
•RNA pol + σ : con igual tamaño y ubicación respecto al sitio de iniciación
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Regulación de la expresión en bacterias
• OPERONES Æ un único promotor regula la expresión de genes
relacionados (codifican proteínas involucradas en una misma via
metabólica o proceso)
mRNA policistrónico
•Regulación Positiva
•Activación de la transcripción por proteína activadora (facilita
la unión de la RNApol)
Regulación Negativa:
Inhibición de la transcripción por unión de proteína
Represora (Inhibe la unión o iniciación de RNApol)
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Regulación negativa
Regulación positiva
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Regulación de la expresión en bacterias
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Operón Lactosa
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•Proteína represora LacI
Lac I : tetrámero
– Monómero
•DBD (HTH) N-terminal
•Reg central unión al inductor
•C-terminal: Oligomerización
– Dímero Æ mayor afinidad por DNA
Sitios de unión al DNA: Operador
•O1 (región promotora)
•O2 (+401)
•O3 (-82)
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Regulación Positiva
CAP-AMPc (CRP)
Dímero (2 subunidades idénticas)
activado por AMPc
Sitio de unión de CRP 22pb (repetición invertida)
En operón lactosa: -61
Sistema de control de la captación de
glucosa regula la actividad de la
adenilato ciclasa
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Operón Arabinosa
AraC : Proteína activadora y
represora
CRP: unión a su sitio específico
requerida para activación del operón
AraC represora
AraC/arabinosa: Activadora
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Operón Triptofano
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Operón Triptofano
Represión por producto final
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UGG
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Atenuación en trp
• La [trp] determina la [trp-tRNA].
• En presencia de trp:
– El ribosoma se mueve hasta el codón de terminación.
– Se forma estructura secundaria en el ARNm que provoca la
terminación de la transcripción (OFF).
• En ausencia de trp:
– El ribosoma se frena en codones Trp
– Se forma una estructura secundaria alternativa en el RNA.
– Continua la transcripción de los genes estructurales (ON).
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•Regulación por atenuación en Operones de genes
involucrados en biosíntesis de aminoácidos: his, phe,
leu,etc
En todos los casos los genes estructurales están precedidos por un RNA lider
corto que codifica un polipéptido corto rico en el aminoácido producto final de
la via
Secuencia de aminoácidos de algunos péptidos lider
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OPERON TRIPTOFANO Bacillus subtilis
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Regulación de la
asimilación de nitrógeno
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Regulación a nivel traduccional
Operones de Proteínas ribosomales
Regulación de la traducción del ARNm
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ARN reguladores de la expresión
•Riboswitch: Regulación de la expresión a nivel del ARN
(disponibilidad del ARNm para ser traducido)
Ligandos (aminoácidos, bases, azúcares, vitaminas, etc)
•No hay ninguna proteína involucrada
•Conformaciones mutuamente
excluyentes de una larga región 5’ no
traducida del ARNm (5’UTR)
•Regulado por señal del entorno en
forma de un metabolito (ligando)
•Unión del ligando directamente al
ARNm
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Tiamina
(Tiamina
(E.coli))
(FMN, SAM, guanina)
GlcN6P
mRNA glmS (Enz síntesis
de GlcN6P)
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Codificado en cis
ARN antisentido
Mecanismos regulatorios: Inhibición
de maduración de primer, inhibición de
la traducción o promoción de
degradación o clivaje del ARN
Codificado en trans
Pequeños ARN regulatorios:
- Apareamiento con sitio de iniciación de la traducción
- Unión a una región del ARN puede cambiar la conformación de
otra Æ expone o oculta región de SD
- apareamiento con blancos ARNm generando ARNdc Æ clivaje
por ARNasa E
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•Regulación por RNA antisentido (sRNA)
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