Posibles puntos de regulaci ón de la expresión génica

1. RNAm inactivo Degradación del RNAm Transcritp de ARN RNAm DNA RNAm Control de actividad proteica Control de Traducción Control de procesamiento del RNA Control transcripcional Transporte de RNA y control de localización Proteína inactiva proteína Posibles puntos de regulación de la expresión génica Citosol Núcleo

2. Regulación de la transcripción (i)Regulación del inicio de la transcripción por factores transcripcionales (ii)Remodelación de la estructura cromatínica (iii)Regulación por metilación del ADN (iV)Regulación de la transcripción por ARN no codificante (v) Regulación de la elongación de la transcripción

3. Control transcripcional Regulación del inicio de la transcripción en eucariotas • La transcripción en las células eucarióticas está controlada por proteínas que se unen a secuencias reguladoras específicas y modulan la actividad de la ARN polimerasa. • En eucariotas, las proteínas reguladoras de genes pueden influir sobre un promotor aún cuando estén unidas a secuencias de ADN distantes a miles de nucleótidos (estimuladores o enhancers) • El empaquetamiento del ADN en la cromatina constituye un factor regulador importante

4. Regulación del inicio de la transcripción en eucariotas Proteínas de reguladoras de la transcripción Se unen a secuencias específicas de ADN y favorecen su transcripción. *Proteínas activadoras *Proteínas represoras Se unen a secuencias específicas de ADN e inhiben su transcripción. Secuencias reguladoras de la transcripción * Promotores Secuencias reguladoras que pueden estar localizadas a más de 50 kb del sitio de inicio de la transcripción * Enhancers

5. Regulación del inicio de la transcripción en eucariotas Proteínas activadoras: Se unen a secuencias específicas de ADN y favorecen su transcripción. Mecanismos de acción: * Favorecer el reclutamiento del complejo de iniciación *Alterar el estado de la cromatina. Ej: Reclutar enzimas que acetilan histonas.

6. Regulación del inicio de la transcripción en eucariotas Proteínas represoras: Se unen a secuencias específicas de ADN e inhiben su transcripción. Mecanismos de acción: * Interferencia en la unión de activadores o factores de transcripción generales al ADN. * Competición con los activadores por unirse a secuencias específicas de regulación. * Inhibición de la transcripción interaccionandao con factores de transcripción generales o activadores Transcripcionales a través de dominios de inhibición. * Afectar la estructura cromatínica Ej: recrutar enzimas que desacetilan histonas (Histona desacetilasa).

7. Célula embrionaria Inducción de proteínas regulatorias y Inducción de proteínas regulatorias División Celular Célula A Célula B Inducción de proteínas regulatorias y Célula F Célula E Célula D Célula C Célula G Célula I Célula L Célula H Célula J Célula K Célula M Célula N El control combinatorio durante el desarrollo embrionario permite generar muchos tipos celulares La regulación génica por combinación puede permitir a los organismos complejos desarrollarse a través de la acción de un número relativamente reducido de diferentes proteínas reguladoras génicas principales.

8. Regulación de la transcripción *Regulación del inicio de la transcripción por factores transcripcionales * Remodelación de la estructura cromatínica Los factores remodeladores de la cromatina facilitan la unión de los factores de transcripción al ADN alterando la organización de los nucleosomas. * Metilación del ADN: En eucariotas, la metilación de los residuos de citosina está asociada a la inhibición de la transcripción génica. * Regulación de la transcripción por ARN no codificante Moléculas de RNA de interferencia pueden reprimir la transcripción de genes homólogos mediante su asociación con un complejo proteico (RITS) que induce modificaciones en las histonas que resultan en la formación de heterocromatina. * Regulación de la elongación En algunos genes, las moléculas de RNA pol II que han comenzado a transcribirlos se deteienen poco después del promotor. Estas polimerasas detenidas, reanudarán la transcripción tan pronto como reciba las senales extracelulares adecuadas.

9. Tejido 2 Tejido 1 represor Transcripto primario No splicing splicing mRNA mRNA activador Transcripto primario No splicing splicing mRNA mRNA Control del procesamiento del RNA (i) Splicing alternativo: Combinación de exones en diferentes combinaciones En el splicing alternativo participan proteínas reguladoras del splicing

10. Sitio de splicing 5 (Donor) Sitio de splicing 3 (Aceptor) 5 3 5 3 AAAAAAAA 3 DNA AAAAAAAA 3 AAAAAAAA 3 Transcripción Stop codon I Stop codon I Stop codon II dador dador aceptor Transcripto Largo Transcripto Corto AAAAAAAA 3 Stop codon II Secuencia intrónica removida Stop codon I mRNA dador mRNA Traducción Traducción Anticuerpo secretado Anticuerpo unido amembrana Control del procesamiento del RNA (ii) Procesamiento diferencial del extremo 3’

11. Control de la traducción La traducción de algunas moléculas específicas de ARNm se puede regular a través de: (i)Modificación de factores de iniciación. (ii) Unión de proteínas represoras (iii)microRNA no codificantes

12. Control de la degradación del RNA (i)Regulación de la estabilidad de los mRNA

13. Control de la traducción por micro RNA

14. miRNA Regulación de la traducción Degradación de mRNA Frecuente en Animales Frecuente en Plantas

15. Características de los miRNA *Los miRNA son un tipo de ARN de interferencia (ARNi) * Los miRNAson moléculas endógenas que desempeñan un rol fundamental en la regulación génica. * Se estima que los genomas humano codifican 200-500 miRNA y estarían Involucrados en la regulación de la expresión de al menos un tercio de los genes.. * Se calcula que cada miRNA puede reconocer hasta 100 ARNm diferentes. * Los distintos miRNA se expresan en forma diferencial en distintos tejidos. * Los miRNA intervienen en la regulación del desarrollo embrionario temprano, el desarrollo del sistema nervioso, la musculatura, el corazón, los pulmones y el sistema inmunitario. * Se ha demostrado que la expresión anómala de estas moléculas se asocia a cardiopatías y diversos tumores.

16. Control de la actividad proteica * Síntesis y degradación proteica * Unión a ligando * Fosforilación de proteínas * Adición de una segunda subunidad * Liberación del sitio activo * Estimulación de la entrada al núcleo * Liberación desde la membrana