Biología celular

¿Por qué sus células son diferentes?

¿Por qué una célula hepática es diferente de una Neurona ?
¿El contenido de ADN es el mismo en cada célula ?

Célula hepática

Célula neuronal

DNA

toda la información necesaria para la célula.
Cómo se utiliza???

La diferenciación celular es producto de la regulación de la expresión génica

Diferenciación celular
Diferentes tiposcelulares producen distintos grupos de proteínas

Regulación génica
La diferenciación es producto de la regulación en la expresión de los genes

Desarrollo normal

La información contenida en el núcleo de una célula diferenciada posee todas las
instrucciones para controlar la expresión génica

Principales niveles de
regulación de expresión génica
1. Genoma

NÚCLEO

CromatinaAmplificación génica/deleción
Rearreglos del ADN
Condensación y descondensación de la cromatina
Modificación de las histonas (metilación, acetilación)
Disponibilidad de genes para la expresión

2. Transcripción

Transcripción
(control por factores de transcripción)
ARN mensajero primario (pre-mRNA)

3. Procesamiento de ARN y
exportación desde el núcleo

RNA splicing y otros eventos deprocesamiento

mRNA en el núcleo
Transporte del mRNA al citoplasma

CITOPLASMA

mRNA en el citoplasma
Degradación mRNA

4. Traducción

Síntesis proteica: unión de polipéptidos recién
sintetizados al RE, control traducción por factores de
iniciación y represores de traducción)
Producción de polipéptidos en el citosol o RE

5. Post-traducción

Plegamiento y ensamblaje de proteínasModificaciones
Importaciones a organelas
Proteína funcional
Degradación proteína

Gen regulador v/s gen estructural

Proteína reguladora de genes

Secuencia reguladora

A nivel transcripcional gran parte del control es llevado a cabo por la
participación de proteínas que se unen a secuencias específicas del ADN

Ejemplo de interacción proteína - DNA
Proteína reguladora de genes

Lasproteínas
regulatorias
identifican
secuencias específicas en la doble hélice de
DNA, sin desenrollarlo, insertándose en motivos
de unión de ADN en el surco mayor de la
doble hélice donde los bordes de las bases
sobresalen.

Limite externo del esqueleto de
azúcar fosfato del exterior de la
doble hélice

• Puentes de Hidrógeno
• Enlaces iónicos
• Interaciones hirofóbicasPROTEÍNAS REGULADORAS DE GENES
EUCARIONTES
Motivos de unión
Hélice-vuelta-hélice

Los principales cuatro
motivos de unión son:

Homeodominio

Dedos de Zinc (Zinc Finger)

Cremallera de leucina (Leucine Zipper)

1. Hélice-vuelta-hélice
Consta de dos hélices α conectadas por una corta
cadena de amino ácidos que forman la vuelta. La
hélice más próxima al extremo carboxilo es la que se
uneal surco mayor del ADN.

2. Homeodominio
Regiones del ADN que regulan genes
homeóticos (determina segmentos en
desarrollo embrionario), contiene una
secuencia conservada de 60 amino ácidos con
dominios hélice-vuelta-hélice.

3. Dedos de zinc (Zinc Finger)
Es un motivo presente en muchos
receptores intracelulares. Uno o mas
átomos de zinc coordinan los
aminoácidos para su unión alADN.
La alfa-hélice reconoce la secuencia
de ADN.

4. Cremallera de leucinas (Leucine Zipper)
Dos subunidades proteicas diferentes cooperan para
formar un único sitio de unión al ADN. Las dos regiones
que se unen contienen una cantidad de amino ácidos
hidrofóbicos (usualmente leucinas). Tiene una forma de Y.
Control heterodímero.

Control de la iniciación de la transcripción
Laregulación génica puede ser negativa o positiva.
Represores son interruptores off que se
unen al operador para prevenir que un
gen sea expresado.

Activadores son interruptores on
donde un factor de transcripción es
requerido para unirse al promotor
de manera de habilitar a la ARN
polimerasa para iniciar la
transcripción

Sistema Represible:
El producto final de un sistema INHIBE la...