MECANISMOS DE REGULACION GÉNICA

CONTROL TRANSCRIPCIONAL
1. En donde inicia la transcripción. Formación de un complejo macromolecular.. Si hay proteínas hay motivos
2. OPERON
  1. Permite la transcripción coordinada de varios genes implicados en una misma ruta metabólica
    1. Centro operador, promotor y genes estructurales.
      1. Operones indecibles
        No se expresan como por ejemplo el Operon LAC
      2. Operones Reprimilbles
        Generalmente se expresan como por ejemplo el Operon TRP
3. Productos en Trans: Difunden y ejercen acción sobre elementos alejados. Secuencias en Cis: Solo puede afectar a regiones vecinas
  1. CIS
    1. Cuando el elemento regulador es parte de la cadena polinucleotida, donde se localiza el gen
      1. Un gen está regulado por una secuencia en el promotor que será reconocida por una proteína específica. La proteína funciona como un factor de transcripción necesario para que la RNA polimerasa inicie. La proteína activa está disponible solamente bajo condiciones en las cuales el gen se expresa. Su ausencia significa que el promotor no está activado para este circuito específico.
  2. TRANS
    1. Los elementos regulatorios son de la naturaleza y origen diferente a secuencia
      1. FACTORES TRANSCRIPCIONALES COMPLEJOS
        ARN Polimerasa i
        SL1
        ARN Polimerasa ii
        TFIID
        ARN Polimerasa iii
        TFIIIB
4. PROMOTOR EN CIS
  1. Secuencias Reguladoras
    1. Interactúan entre múltiples proteinas activadoras o inhibidoras
      1. Síntesis de 3 tipos de ARN
        ARN Polimerasa i
        Sintetiza rRNA
        ARN Polimerasa ii
        Sintetiza mRNA Y RNAsn
        ARN Polimerasa iii
        ARN 5s y tARN
  2. PROMOTORES FRECUENTES
    1. CCAAT
      1. Reside 50- 130 pb corriente arriba del sitio de inicio transcripcional.
    2. TATA
      1. Localizado de 20 a 3o pb corriente arriba del sitio de inicio transcripcional.
CONTROL DEL PROCESAMIENTO DEL ARN
1. Todo ARN se procesa.
  1. Los ARNt se procesan y sufren modificaciones de bases.
  2. Los ARNm sufren 4 tipos de modificaciones
    1. Capping; Cola poli A; Corte y empalme de intrones (Splicing) y Editing.
      1. Corte y empalme de intrones
        Ensamblado secuencial de partículas riboproteicas (SNURPs). Apareamiento de bases con el mRNA. Corte y empalme. Liberación del intrón.
        El spliceosoma
        Estructura riboproteica encargada del procesamiento de los intrones.
      2. Capping
        Estructura de la Caperuza 5´
        Poliadenilación Poliadenilación en extremo 3´
        Reconocimiento de secuencias en el transcriptoInteracción. Interacción ARN-proteinas específicas. Interacción proteína-proteína
      3. Ribozimas
        ARN que elimina sus propios intrones. • ARN que elimina intrones de otros ARN. •ARN que catatiza su replicación.
  3. Los ARNr se transcriben juntos y por corte se generan fragmentos menores.
2. Transcripción Y Procesamiento de ARNr
  1. • Genes dispuestos en tándem: aproximadamente 200 copias de genes de ARNr en Genoma Humano. •En interfase se ven como Nucleolos: zonas de transcripción y unión a proteínas ribosómicas
3. Splicing Alternativo: A partir de un gen se pueden formar distintas proteínas saltándose algunos exones.
CONTROL DE TRANSPORTE Y LOCALIZACIÓN DE ARN
1. La localización de los mRNA en el citoplasma pueden producirse de distintas maneras
  1. Depende de esencias señaladas que se ubican en el extremo 3'-UTR
2. El transporte del mRNA es un punto clave de control
  1. Las proteínas asociadas con el mRNA en el núcleo son distintas de las que se asocian con el mRNA en el citoplasma
    1. El transporte del mRNA maduro desde el núcleo al citoplasma va a permitir que se traduzca o no.
      1. Para salir al citoplasma, el mRNA ha de atravesar el poro nuclear. Antes se asumía que los mRNA maduros se transportaban por el poro nuclear hacia el citoplasma y era accesible a los ribosomas entre 1 y 5 minutos después.
        Pero se ha observado que algunos mRNA pueden quedar específicamente retenidos en el núcleo. Este control parece que se ejerce por el reconocimiento de las proteínas que se asocian a los transcritos nada más formarse (eIF-4E en la caperuza y PABP en el poli-A, por ejemplo).
CONTROL TRADUCCIONAL
1. Con este tipo de regulación se consigue que los ribosomas consigan o no iniciar la traducción simplemente haciendo accesible o inaccesible, respectivamente, la región 5'UTR del mRNA y, por ende, el AUG.
  1. Regulación pasiva
    1. Formación de una horquilla en el extremo 5’ del mRNA puede bloquear la traducción
    2. La presencia de pequeñas ORF
    3. Si la distancia entre el AUG iniciador y la caperuza está entre 30 y 90 nt no hay problemas.
    4. En plantas, las secuencias ricas en CU en la región líder del mRNA aumenta la frecuencia de unión de ribosomas a ese transcrito.
    5. La longitud del poli-A favorece la traducción porque hay más PABP que puede unirse a eIF-4G
  2. Regulación activa
    1. Este es el caso de los motivos IRE de los mRNA relacionados con el uso del Fe en síntesis de biomoléculas, como la transferrina (transporta Fe al interior de la célula), la ferritina (almacena Fe), o algunos genes de la biosíntesis del grupo hemo.
    2. En ausencia de Fe, las proteínas IRP (proteínas reguladoras de hierro), presentan una conformación que les permite unirse al motivo IRE y bloquear la traducción del mRNA (impide que eIF3 se una a eIF-4G).
    3. Si el Fe es abundante, IRP lo incorpora a su estructura y forma un núcleo hierro-azufre que ya no reconoce el motivo IRE, permitiéndose su traducción. Así, cuando no hay Fe disponible, ni se sintetizará ferritina para almacenarlo ni la ∂-levulinato-sintasa para fabricar grupos hemo.
CONTROL DE LA DEGRADACIÓN DE LOS mRNA
1. Existen mRNAs de vida muy corta (30 min) y de vida muy larga (h ó días)
  1. Un mismo mRNA puede presentar degradación diferencial en respuesta a cambios, por ejemplo a hormonas (estrógenos y vitelogenina)
    1. Papel de la cola de poli-A
      1. La presencia de la cola de poli-A y de las proteínas que se asocian con ella (PBP = Poly-A Binding Protein) ralentiza la degradación del mRNA
    2. Poli-adenilación alternativa
      1. Adición de la cola de poli-A en sitios alternativos
        una secuencia 3’-UTR distinta puede alterar la interacción del mRNA con miRNAs
        - 3’-UTR rica en AU: disminuye la vida media de un mRNA
CONTROL DE LA ACTIVIDAD PROTEICA
1. Síntesis y degradación proteica
  1. Unión al ligando
    1. fosforilación de proteínas
      1. Adición de una segunda unidad
        Liberación del sitio activo
        Estimulación de la entrada al núcleo
        Liberación desde la membrana

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