Clases De Biolog A Celular Expresi N Gen E9tica

Niveles de Regulación

1) Expresión de Genes

2) Síntesis de Proteínas

3) Activación o inactivación
de enzimas

4) Señales Intracelulares

5) Comunicación
entre células

Expresión genética en Procariotas y Eucariotas

Un gen

Una enzima
Célula
Vida

La expresión genética en Eucariotas determina el
Tipo celular y sus funciones

Factores externos también determina la
Expresión de genesPrimer nivel de regulación

Expresión de Genes
Espacio periplasmático y pared celular

Células
Procariotas

Membrana
Externa

Membrana
interna

Nucleoide

0.5 m

Expresión de Genes
en procariotas

Puntos de
regulación

Transcripción

Traducción

Toda la maquinaria
necesaria se encuentra
en el citoplasma de la
célula

Regulación de la expresión genética
Organismos procariotes:
Modelo de Jacob yMonod:
Inicio
- Promotores

Terminación

- Operador

regiones de control

activadores
- Secuencias reguladoras
represores

ARN polimerasa de E. coli
´

ADN
Dirección de la transcripción

Secuencias promotoras de E. coli

-35

-10

+1
Inicio de la transcripción

Factores Sigma de E. coli
Factor Sigma

Promotores reconocidos

Promotor consenso
Región –35

Región -10

TTGACAT

TATAAT

70

La mayoríade los genes

32

Genes inducidos por
shock térmico

TCTCNCCCTTGAA

28

Genes para movilidad
y quimiotaxis

CTAAA

28

Genes para fase estacionaria
y respuesta a estrés

54

Genes para el metabolismo
del nitrógeno y otras
funciones

?

CCCCATNTA

CCGATAT
?

Región –24

Región -12

CTGGNA

TTGCA

Transcripción por la ARN polimerasa de E. coli
Unión no específica de la polimerasa al ADN
-35-10 +1
Promotor

Unión específica de  a las
secuencias promotoras
-35 y -10

-35

-10 +1

Relajamiento del ADN
alrededor del sitio de
iniciación

-35

-10 +1

Complejo promotor
cerrado

Complejo promotor
abierto

+1

+1

+1

Iniciación de la
transcripción

Liberación de 

Elongación del ARN

Terminación de la transcripción en E. coli
ADN 5´
3´
5´

3´
ARN 5´

Formación del tallo del loopDisociación del ARN
del ADN templado

5´

OH 3´

ADN 5´

3´

3´

5´

Atenuación transcripcional del Operon Triptofano
Altos niveles
de triptofano
Señal de terminación
de la transcripción

Cadena polipeptídica
en crecimiento
3

4

2

1

ARN pol
deja el templado

ARN

1

3

2

4
Atenuador

Bajos niveles
de triptofano

Cadena polipeptídica
en crecimiento

1

2
1

2

Transcripción

3
4

3

4

Modelo deregulación genética de Jacob-Monod:
El Operon
Región de control
de la transcripción

Gen regulador

Promotor

Genes estructurales
transcritos como unidad

Control Negativo: operón inducible
Gen
P regulador T

P O

ARNm

Genes estructurales
2
3
1

T

No hay expresión de
los genes

Represor
Gen
P regulador T

P O

1

2

3

T
ARNm

ARNm
Inductor
Represor
inactivo

Proteínas

Control Negativo: operónreprimible
Gen
P regulador T

Genes estructurales
P O

2

1

3

T

ARNm

ARNm

Represor
inactivo
Gen
P regulador T

ARNm

Proteínas
P O

1

2

3

No hay expresión de
los genes

co-represor
Represor
activo

T

Control Positivo: operón inducible
Gen
P regulador T

P O

1

2

3

T

No hay expresión de
los genes

ARNm

Activador
inactivo
Gen
P regulador T

P O

Genes estructurales
2
3
1

T

ARNm
ARNmco-activador
Proteínas
Activador
activo

Control Positivo: operón reprimible
Gen
P regulador T
P O

Genes estructurales
2
3
1

T

ARNm
ARNm
Activador
Proteínas

Gen
P regulador T
P O
ARNm

1

2

3

No hay expresión de
los genes

Inhibidor
Activador
inactivo

T

Control negativo del operón Lac
i

o

z

y

a

5´
3´

3´
5´

P

Represor activo
ARNm
z
o

i

y

P
Transcripción de los
genesestructurales
Lactosa

Represor
inactivo

a

Regulación por catabolito

CAP-AMPc

subunidad 

- 84
Sitio de
regulación sitio
CAP

- 50

ARN polimerasa

+1

sitio
ARNpol

Sistema de Fosfotransferasa
Glc
EII

EIII
Glc

P

P
P

P

EIII

Glc

P

Adenilato
ciclasa

P HPr
P

ATP

AMPc

EI

En ausencia de Glc

PEP
En presencia de Glc

Piruvato
AMPc
AMPc

Control positivo del operón Lac
En Ausencia de Glucosa...