La regulación genética comprende todos aquellos procesos que afectan la acc acción ón del gen a nivel de traducción o transcripción, regulando los productos funcionales de un gen. Los niveles de regulación de la expresión genética se llevan a cabo enteramente al nivel de la transcripción p Modificación postranscripcional • L La modificación difi ió postranscripcional i i l sucede cuando un precursor ARNm madura d en ARNm ARN durante d lla síntesis í i de proteínas. Ocurre en 3 pasos: • en ell primero es ell precursor con una gran variedad de proteínas y se modifica por poliadenilacion. poliadenilacion • en el segundo paso se le agrega a la cadena de precursor un fragmento de cadena que promueve la asociación de proteínas. • en el tercer paso se retiran los intrones (partes no útiles para la síntesis proteica), dejando j los exones ((fragmentos g activos p par la síntesis proteica) para formar la molécula de ARNm. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA A NIVEL TRANSCRIPCIONAL LA TRANSCRIPCIÓN. Ó • La información almacenada en la secuencia de nucleótidos del DNA se lee mediante la síntesis de polirribonucleótidos dependiente p p de un molde. • Usa sustratos de nucleosidos trifosfato y un crecimiento dirigido por un molde de las cadenas en dirección 5’ 5 →3 3’ DIFERENCIAS CON LA TRANSCRIPCIÓN. • 1) Solo se transcribe una cadena molde de DNA. • 2) sólo una pequeña fracción del potencial genético global de un organismo se ejecuta en una célula. • La transcripción se centra en los mecanismos utilizados para seleccionar determinados genes y cadenas moldes. moldes FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN. Ó • Se realiza a través de tres fases diferentes: iniciación, elongación y terminación. • Las L señales ñ l de d iniciación i i i ió y terminación t i ió en lla secuenciad del DNA orientan el mensaje genético dirigiendo g g a la RNA polimerasa p a genes concretos. • También se especifica donde debe de iniciarse la transcripción, transcripción dónde se detendrá y cuáñ c áñ es la cadena que se transcribira. INICIACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN. • Se une la RNA polimerasa al DNA, se inicial el reconocimiento del promotor. • El RNA encuentra los promotores mediante un proceso de búsqueda a que se une de través de una holoenzima q manera específica al DNA. _ complejo promotor cerrado. • Las RNA polimerasa desenrolla varios pares de bases del DNA, desde -10 a -1, creando un complejo promotor abierto. INICIACIÓN Ó Y ELONGACIÓN Ó • La elongación comienza con la unión de cualquiera de los ribonucleósidos trifosfato (N ) (rNTP) • Inicia la transcripción con una purina en el extremo 5’. • La enzima central se desplaza a lo largo del DNA, dejando al descubierto un molde de una sola cadena para el apareamiento de bases con los nucleótidos n cleótidos q que e llegan y con el transcrito en formación y se vuelve a enrollar en el extremo 3’. TERMINACIÓN. Ó • Hay dos tipos diferentes de fenómenos de terminación: los q que dependen p de la acción de un factor de terminación proteico “p” p p y los q que no dependen p de este. TERMINACIÓN INDEPENDIENTE DEL FACTOR. • En este tipo de mecanismo se forma un bucle troncal rico en G- C y un trayecto posterior de cuatro a ocho residuos de A. • Debido a la estabilidad de los pares de bases G G-C C el molde es difícil de desenrollar. TERMINACIÓN DEPENDIENTE DEL FACTOR. • La proteína “P” actúa uniéndose al transcripto p en formación en un lugar g específico cerca del extremo 3’. • La proteína “p” p se desplaza a lo largo del transcrito hacia el extremo 3’ de manera que su actividad desenrolla el extremo 3’ del transcrito separándolo del molde y causando su separación. separación REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA É A NIVEL TRADUCCIONAL CONTROL TRADUCCIONAL • seleccion del ARNm, presente en el citoplasma, p ,q que sera traducido p por los ribosomas CONTROL GENERAL DE LA TRADUCCIÓN • Existe un control general, global o inespecífico p de la traducción ejercido j sobre los factores del complejo de traducción. Por otro lado se conocen casos específicos o control particular de la traducción de ciertos ARNm. Factor IFe2B CONTROL PARTICULAR DE LA TRADUCCIÓN • Depende de sustancias reguladoras que modifican la configuración g de un tramo de nucleótidos no traducibles localizados en el extremo 5’ entre el cap y el codón de iniciación. • Ot Otro ejemplo j l podemos d verlo l en llos reticulocitos en que la síntesis del hem está tá controlada t l d por ell propio i grupo hem. h Cuando hay suficiente hem, este activa a l proteinquinasa la t i i d IF de IFe2B 2B regulada l d por hem que inactiva al factor por f f il ió fosforilación. ENHANCEOSOMA Ensamblaje macromolecular l l responsable bl d de lla interacción entre los elementos intensificadores y las regiones promotoras de los genes. genes CAJA TATA CAMBIO DEL MARCO DE LA TRADUCCIÓN • es decir, el ribosoma cambia la pauta de lectura en algún g punto p de su movimiento a lo largo del ARNm desplazándose p un nucleótido hacia atrás o hacia delante, pudiendo, un mismo mensajero j dar origen g a dos proteínas. SALTO DEL CODÓN DE TERMINACIÓN el ribosoma pasa por alto el codón de terminación y continúa leyendo y la secuencia de nucleótidos. PASO POR ALTO DE LA TRADUCCIÓN • el ribosoma “salta” una secuencia de nucleótidos en el mensajero j de modo que queda un mensajero más largo que la p proteína p porque q resta una p porción interna del mensaje sin traducir, pudiendo nuevamente un mismo p mensajero dar origen a dos proteínas REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA A NIVEL POSTRADUCCIONAL • Las proteínas recién sintetizadas pueden sufrir modificaciones postraduccionales que son son, a su vez vez, una manera de controlar la expresión de los genes en eucariontes. eucariontes • Se trata de glicosilaciones, fosforilaciones, acetilaciones, ribosilaciones, etc. Se puede dar el caso de poliproteínas que sufren cortes, mecanismo que es común en la síntesis de hormonas peptídicas como la insulina. La insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas. • En forma esquemática la expresión genética puede regularse en cuatro niveles distintos: • 1º y mas importante es el control primario de la iniciación de la transcripción. transcripción • 2º el procesamiento del transcrito a un mRNA maduro,, p puede regularse g en el nivel del RNA transcrito primario. • 3º también es posible el control en el nivel de la traducción trad cción mediante la edición del mRNA. mRNA • 4º en el nivel de las proteínas las modificaciones postraduccionales pueden determinar la actividad de cada una de ellas.