Operon Galactosa

Regulación génica
Capacidad de activar y desactivar genes para responder al entorno exterior.
Epigenetica: estudia los cambios que puede tener un genoma por causa de factores
externos (ambientales)
Genoma: secuencia de DNA invariable de un individuo. Gen: secuencia de DNA que se
transcribe, pero no necesariamente se traduce.
Gen estructural: tiene la info específica para sintetizar una proteína.
Elementos reguladores
1. Enhancer: secuencia de DNA no codificante que activa la transcripción (al llegar un
activador)
2. Silenciador: inhibe la transcripción, al llegar un inhibidor
3. Promotor: secuencia de DNA no cod., es el sitio de inicio de la trascripción.
4. Caja Tata: secuencia consenso de ADN, esta dentro del promotor, sirve para que la
RNA polimerasa pueda ubicar el sitio de inicio.
5. Operador: secuencia que esta dentro del promotor (puede silenciar o activar)
6. Represor: es una molécula que esta inactiva y sigue a la RNA polimerasa, cuando es
activada (con triptófano por ejemplo) se pega al operador y se silencia la transcripción.
7. Co-represor: ayuda al represor  Ej.: triptófano.
8. Inductor: moléculas que quitan el represor del operador, para continuar la
transcripción.
Tipos de Regulación
-
Negativa: se da cuando hay represor, que hace que se dé o no la transcripción.
Positiva: depende de un ACTIVADOR, no hay ningún represor. Ejemplo:
-Cuando baja el nivel de glucosa en sangre, se activa la proteína CAP, esta estimula la
Adenil ciclasa que forma AMPc, y éste forma un dimero con el CAP  estos dos
(dimero) se van a unir al operador y van a activar la transcripción (activan al Operon).
Operones (regulación en procariotes)
Estos solo están en los procariotes (por ser polisistronicos: 1 sola molécula de RNAm
sirve para transcribir muchos tipos de proteínas). Están formados por:
Inductor + Genes reguladores (represor, operador, etc.) + promotor + 3 genes
estructurales (cada gen va codificar para una proteína diferente).
Tipos de Operones:


Represibles: son anabólicos (hay que apagarlos cuando se requiere)
Inducibles: son catabólicos (hay que prenderlos)
Operon Lactosa (LAC)
Es un Operon inducible: permanece apagado, se prende cuando se necesita glucosa en
el cuerpo.
1. La lactosa entra a la bacteria (con ayuda de la enzima permeasa), allí se usa la beta
galactosidasa para convertir la lactosa en Alolactosa y luego la divide en galactosa y
glucosa. La glucosa la usa como energía y la galactosa la almacena (como reserva).
2. Luego llega la tranacetilasa y elimina los residuos de la reaccion generada. Cada gen
estructural que tiene este Operon, va a crear 1 de estas enzimas.
3. La lactosa (alolactosa) lo que hace acá es pegarse al represor para que este no
detenga la transcripción, hace que se dé la transcripción.
Mutaciones de Operones
-
Constitutivos: expresan los 3 genes, y hay transcripción sin necesidad de lactosa
No inducible: no expresan los 3 genes, no hay transcripción (aunq haya lactosa)
Operon Galactosa
Es igual que el de la lactosa, solo que tiene: 2 operadores y 2 promotores. También
puede ser activa por el dimero de AMPc + CAP (reg. Positiva).
Operon Triptófano
Es un Operon represible: siempre se encuentra activado, ya que el triptófano creado
acá se usa para poder hacer síntesis proteica. Solo se inhibe cuando hay mucho Tript.
-
El triptófano se une a un represor para poder inhibir la transcripción, esta
molécula actuaria como un co-represor.
La estructura es igual que la de la lactosa, solo que acá hay 5 genes estructurales (E, D,
C, B, A) que sintetizan triptófano, y hay un Atenuador: secuencia de nucleótidos
(adelante del promotor) que sirve para que la RNA polimerasa no empieze la
transcripción, mientras llegan el triptófano + represor.
Regulación en Eucariotes
La única diferencia es que la regulación se da en todo el ciclo (duplicación,
empaquetamiento, transcripción, traducción) y no solo en transcripción.
-
Genes reguladores: Enhancer, represor, Región aisladora, etc.
Región aisladora: es como un “hueco” en la cadena de ADN, no hay
nucleótidos
Empaquetamiento del DNA y su regulación
 Nucleosoma: 2 vueltas de DNA + 1 octamero (8 histonas).
 El DNA y las histonas, se pegan mediante enlaces iónicos. Histidina y Lisina son
histonas externas y se pegan al DNA.
Acetilación: para poder separar esas histonas del DNA, se debe desprotonar,
añadiendo un acetil, con la enzima acetil transeferasa.  Activador de la transcripción
Desacetilación (con desacetilasas): quitan el acetilo a las lisinas y argininas y se
vuelven a pegar al DNA (enlace iónico)  represor (esto actúa cuando se debe apagar
un gen)
 Ambas reacciones son REVERSIBLES y temporales
Cromatina: DNA + Histonas. Se divide en:
 Eucromatina: esta desempaquetada, es la genéticamente activa y codificante.
 Heterocromatina: esta enrrollada e inactiva. Tipos:
 Constitutiva: heterocromatina pura  centrómeros, telomeros, etc.
 Facultativa: heterocromatina que puede convertirse en eucromatina (o
viceversa)
Las mujeres tienen cromosomas XX, uno de estos dos se convierte en heterocromatina
(se inactiva), para generar un equilibrio génico con los hombres, que tienen
cromosomas XY (el X es eucromatina, esta activo y el Y es inactivo).
Metilación (es sinónimo de silenciar, represión): se transfiere un grupo metilo al
carbono 5’ de la citosina (con la metil transferasa), y esto va inactivar a la eucromatina
X en la mujer, dejando solo una X activa. Esto se da luego de la acetilación.
Otros ejemplos de metilación
1. Esta metilación también se da en el desarrollo embrionario, cuando se esta dando
la diferenciación de los órganos, se metilan las partes del órgano que no necesitamos
(por ejemplo: pelo en el ojo)
2. Imprinting:
Conceptos
Ribo-interruptores: secuencias de RNA que interrumpen la transcripción de algún gen
del cual haya mucha cantidad, para poder usar esa energía en la transcripción de otros
genes (por ejemplo: para defender al cuerpo de bacterias).
- Son RNAs ancestrales, y se ubican al lado 5’ del RNAm y allí interrumpen el proceso.
Transposones: son secuencias móviles de DNA (procariotas y eucariotas), cortan
segmentos en el DNA y los reubican (lo hacen las enzimas transposasas)
Dominios: conjunto de motivos, son proteínas que pueden actuar como un activador
(amplificador)
Motivos:
Monosistronico: se necesita 1 molécula de RNAm, para cada tipo de proteína
(Generan POLISOMAS: una hebra de RNA mensajero + varios ribosomas sintetizando
proteínas)
 siRNAs: se encargan de degradar el RNAm luego de que cumplió su función.
 microRNAs: se encargan de la correcta síntesis del RNAm
 piRNA: intervienen en la metilación embrionaria.
Transcriptoma
Hemofilia: da más en los hombres
Proteína HP1: hace la heterocromatizacion: forma heterocromatina a partir de eucro.
Fosforilacion (activación): serina y treonina (Modificación de histonas).
Proteoma: totalidad de proteínas expresadas en una célula, bajo condiciones de
medioambiente y etapa de desarrollo.
Operon: unidad reguladora completa de una serie de genes agrupados.