Regulación de la Expresión en Procariotas

Regulación de la Expresión en Procariotas•Regulación a nivel de Transcripción (Iniciación o Terminación)•Regulación a nivel de Traducción (Accesibilidad o no del RBS)•Regulación a nivel de modificaciones o actividad de la Proteína(Ej: σ 32 normalmente unida a DnaK (inestabilidad). Heat shock produceliberación de σ 32 )1

Regulación de la Iniciación de la Transcripción• Control constitutivo– Depende de la estructura del promotor determina el nivel basalde transcripción• Secuencia -35 (unión RNA pol)• Secuencia -10 (complejo cerrado abierto)• Iniciaciones abortivas (secuencia transcripto)• Control regulado– Depende de proteínas regulatorias– Cambio de subunidad σ (σ 70 , σ 32 , σ 54 , σ s )2

RNA polimerasa + Factores σ•σ 70 : Factor general•σ 32 : Heat shock•σ s : estrés•σ 54 : carencia de N•Secuencias conservadas en centros -35 y -10•RNA pol + σ : con igual tamaño y ubicación respecto al sitio de iniciación3

Regulación de la expresión en bacterias• OPERONES un único promotor regula la expresión de genesrelacionados (codifican proteínas involucradas en una misma viametabólica o proceso)mRNA policistrónico•Regulación Positiva•Activación de la transcripción por proteína activadora (facilitala unión de la RNApol)Regulación Negativa:Inhibición de la transcripción por unión de proteínaRepresora (Inhibe la unión o iniciación de RNApol)5

Regulación negativaRegulación positiva6

Regulación de la expresión en bacterias7

Operón Lactosa8

•Proteína represora LacILac I : tetrámero– Monómero•DBD (HTH) N-terminal•Reg central unión al inductor•C-terminal: Oligomerización– Dímero mayor afinidad por DNASitios de unión al DNA: Operador•O1 (región promotora)•O2 (+401)•O3 (-82)9

Regulación PositivaCAP-AMPc (CRP)Dímero (2 subunidades idénticas)activado por AMPcSitio de unión de CRP 22pb (repetición invertida)En operón lactosa: -61Sistema de control de la captación deglucosa regula la actividad de laadenilato ciclasa11

Operón ArabinosaAraC : Proteína activadora yrepresoraCRP: unión a su sitio específicorequerida para activación del operónAraC represoraAraC/arabinosa: Activadora12

Operón Triptofano13

Operón TriptofanoRepresión por producto final14

UGG15

Atenuación en trp• La [trp] determina la [trp-tRNA].• En presencia de trp:– El ribosoma se mueve hasta el codón de terminación.– Se forma estructura secundaria en el ARNm que provoca laterminación de la transcripción (OFF).• En ausencia de trp:– El ribosoma se frena en codones Trp– Se forma una estructura secundaria alternativa en el RNA.– Continua la transcripción de los genes estructurales (ON).17

•Regulación por atenuación en Operones de genesinvolucrados en biosíntesis de aminoácidos: his, phe,leu,etcEn todos los casos los genes estructurales están precedidos por un RNA lidercorto que codifica un polipéptido corto rico en el aminoácido producto final dela viaSecuencia de aminoácidos de algunos péptidos lider18

OPERON TRIPTOFANO Bacillus subtilis19

Regulación de laasimilación de nitrógeno20

Regulación a nivel traduccionalOperones de Proteínas ribosomalesRegulación de la traducción del ARNm21

ARN reguladores de la expresión•Riboswitch: Regulación de la expresión a nivel del ARN(disponibilidad del ARNm para ser traducido)•No hay ninguna proteína involucrada•Conformaciones mutuamenteexcluyentes de una larga región 5’ notraducida del ARNm (5’UTR)•Regulado por señal del entorno enforma de un metabolito (ligando)•Unión del ligando directamente alARNmLigandos (aminoácidos, bases, azúcares, vitaminas, etc)22

Tiamina(Tiamina(E.coli))(FMN, SAM, guanina)GlcN6PmRNA glmS (Enz síntesisde GlcN6P)23

Codificado en cisARN antisentidoMecanismos regulatorios: Inhibiciónde maduración de primer, inhibición dela traducción o promoción dedegradación o clivaje del ARNCodificado en transPequeños ARN regulatorios:- Apareamiento con sitio de iniciación de la traducción- Unión a una región del ARN puede cambiar la conformación deotra expone o oculta región de SD- apareamiento con blancos ARNm generando ARNdc clivajepor ARNasa E24

•Regulación por RNA antisentido (sRNA)25