Regulacion procariontes

Modelo en E. coli:

Control de la Expresión Génica en Procariontes

Cada gen tiene tres regiones: 1. 5’ Promotor, unión de la ARN polimerasa -10 bp 5’-TATAAT-3’ o Pribnow box -35 bp 5’-TTGACA-3’ 2. Secuencia a transcribir, o secuencia codificante 3. 3’ Termino, señal punto de “stop”

REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN BACTERIAS Es necesario regular la expresión génica para que la bacteriase adapte a la disponibilidad de nutrientes (“economía celular”). Obtienen energía de distintas fuentes de carbono (glucosa, lactosa, galactosa, maltosa, ramnosa y xilosa). Existen enzimas capaces de incorporar estos azúcares en la bacteria y enzimas capaces de hidrolizarlos para obtener energía. Por tanto, existe un mecanismo de expresión génica diferencial

La regulación de la producción deproteínas puede realizarse en tres niveles: Replicación Transcripción Traducción El más importante es la regulación a nivel de la transcrip – ción. Aunque la regulación de la transcripción en eucariontes es más compleja que en bacterias, muchos de sus aspectos son similares.

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Control de la expresión génica en procariontes
En procariontes, los genes estructurales que codifican paraproteínas que cumplen funciones relacionadas, se organizan en unidades transcripcionales conocidas como operones. En procariontes, diversos genes y operones pueden acti varse o reprimirse en respuesta a una sola señal producto de la acción de una misma proteína reguladora (Regulón) Los operones, de acuerdo a la regulación que presenten, se clasifican como inducibles, represibles y constitutivos.Operones inducibles:
En condiciones normales no se expresan. En respuesta a un agente inductor (que actúa como un activador) se activan, transcribiendo los genes estructurales. Suelen ser operones que participan en rutas catabólicas, con participación de metabolitos energéticos. Ejemplos: - Operón lactosa. - Operón maltosa, operón arabinosa, etc.

Operones represibles:
En condiciones normales sí seexpresan. En respuesta a un agente represor se activan, inhibiendo la trans – cripción de los genes estructurales. El inductor funciona como represor y se une al operador, inhibiendo el funcionamiento del promotor y la transcripción de los genes es – tructurales. Suelen ser operones que participan en rutas anabólicas, para la obtención de monómeros de macromoléculas. Ejemplos: - Operón triptófano.- Operón histidina.

Operones constitutivos
Son aquellos operones que siempre se expresan, y por tanto no están sometidos a regulación por inductores, como tampoco, por represores. Se presentan también en operones que tienen alguna mutación en alguno de sus elementos reguladores y, por tanto, falla el sistema de control expresándose de manera constitutiva.

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SISTEMAS DE CONTROL POSITIVOY NEGATIVO Control positivo: el producto del gen regulador activa la expresión de los genes (actúa como un activador). Control negativo: el producto del gen regulador reprime o impide la expresión de los genes (actúa como un represor).

OPERÓN LACTOSA

ELEMENTOS DEL OPERÓN Francois Jacob, Jacques Monod y cols. (1961)analizaron el sistema de metabolización del azúcar lactosa en E. coli. Susestudios permitieron establecer el modelo genético del operón Operón: grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores (unidad genética de expresión coordinada).

Evidencia experimental:
Cultivo de E. coli + Galactósido (inductor) Aumento 103 síntesis de la enzima β galactosidasa.

Cultivo de E. coli + Aas * + inductorSíntesis de novo de enzimas (Control experimental: cultivo E. coli + Aas+, sin inductor)

Analizan correlación entre centro catalítico de la enzima y la estructura molecular del inductor:
Compuesto Β-D-Tiogalactósido: Isopropil (10-4 M) Metil (10-4 M) Feniletil (10-3 M) β-D-Galactósido: Lactosa (10-3 M) Fenil (10-3 M) β-D-Glucósido: Fenil (10-3 M) Valor inducción β-galactosidasa: Vmáxima 0 0...