Tomados en el 2º cuatrimestre del año 2004.
Profesora: Susana Hernández
Cátedra: Nasazzi
Comisión: 10801
Lunes y jueves de 14 a 17 horas.
Sede Montes de Oca 1200
4º piso, aula 42
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
República Argentina
Apuntes tomados como oyente.
ADVERTENCIA: Este material no ha sido producido por los docentes de la Cátedra. Este material ha sido producido por un oyente, por iniciativa propia y de modo independiente. Es una reconstrucción de los apuntes tomados como oyente. Cualquier error, ya sea conceptual, terminológico o de otra índole, no le compete a los docentes de la Cátedra.
Clase 19
Jueves 28/10/2004
Repasamos algunos conceptos sobre la base de la guía de preguntas.
El ARNr tiene una vida media más larga que el ARNm. El ARNm tiene una vida media muy corta.
¿Qué pasa si el promotor (en el ADN) de un gen Z
sufre una mutación? Puede ser que la mutación aumente la afinidad del promotor por la enzima ARN polimerasa, o puede ser que disminuya la afinidad del promotor por la enzima ARN polimerasa. Si aumenta la afinidad, se va a mejorar, va a aumentar la velocidad de transcripción y por lo tanto va a sintetizar proteína en cantidad superior a la necesaria, gastando ATP (energía) de modo inútil. Si disminuye la afinidad, entonces va a disminuir la velocidad de transcripción del ARNm. Si la mutación anula el promotor del gen Z, si lo deleciona, entonces no se podrá transcribir ARNm y por lo tanto no se podrán traducir las proteínas para expresar el gen Z
correspondiente.
¿Qué pasa si muta la proteína represora del operón triptofano? En condiciones normales la proteína represora del operón triptofano se une al operador cuando hay triptofano en el medio. Si hay una mutación en la proteína represora pueden haber 2 casos: que aumente la unión de la proteína con el operador, o que disminuya la unión de la proteína con el operador. Si disminuye la unión y no hay triptofano en el medio, entonces se va a sintetizar triptofano de modo normal sin afectar. Pero cuando haya triptofano en el medio, la proteína no podrá reprimir al operador y el triptofano se seguirá sintetizando, con el consiguiente gasto inútil de ATP. Si la mutación aumenta la unión de la proteína represora con el operador, no va a haber problemas cuando haya triptofano en el medio, sin embargo, cuando no haya triptofano, la proteína represora no se soltará del operador e impedirá la transcripción, y por tanto no se podrá sintetizar el triptofano, causando la muerte del organismo.
¿Qué pasa si muta el promotor del operón lactosa? Si no hay lactosa no va a haber problemas, el represor se va a unir al operador y no hay transcripción. Si hay lactosa en el medio, y la mutación empeoró la afinidad del promotor por la ARN polimerasa, entonces no se van a poder sintetizar correctamente las enzimas necesarias para degradar la lactosa. Si hay lactosa en el medio, y la mutación aumentó la afinidad por la ARN polimerasa, entonces se va a sintetizar mayor cantidad de enzima y se va a gastar ATP, aunque simultáneamente la lactosa será degradada a mayor velocidad y por tanto se terminará en menor tiempo, agotándose el nutriente.
¿Qué pasa si muta el operador del operón lactosa? La mutación puede aumentar o disminuir la afinidad del operador por la proteína represora. Si disminuye la afinidad y no hay lactosa en el medio, se va a transcribir el ARNm gastando ATP de modo inútil. Si hay lactosa en el medio va a transcribir de modo normal. Si la mutación aumenta la afinidad del operador con el represor, entonces se va a unir el represor con el operador, haya o no haya lactosa en el medio. En dicho caso, si no hay lactosa no va a causar problemas; pero si hay lactosa para degradar, no se transcribirá el ARNm porque estará bloqueado el promotor (a causa del operador unido al represor) y no se podrá degradar la lactosa.
La regulación transcripcional es la más importante dentro de los reguladores de la expresión génica. No se fabrica lo que no se va a usar. El principal control es en la transcripción.
Regulación génica en eucariontes
En el caso de los eucariontes tenemos el siguiente mecanismo de regulación:
Porción de ADN eucarionte con un gen
Secuencias regulatorias
********
Promotor
(caja TATA)
Genes estructurales (zona codificante)
Las secuencias regulatorias se llaman elementos de respuesta. Los elementos de respuesta son fragmentos de ADN y tienen secuencias que son reconocidas por proteínas llamadas factores de transcripción regulables. Los factores de transcripción regulables pueden pegarse a los elementos de respuesta. Los factores de transcripción regulables (proteínas) pueden ser activadores o represores. Puede haber 2 casos: que el elemento de respuesta sea un potenciador, llamado también enhancer o amplificador (se transcribe más) o que sea un silenciador o supresor (se transcribe menos). Las secuencias regulatorias están lejos pero al plegarse quedan más cerca. Esto hace que la ARN polimerasa se una o no se una al promotor. El factor de transcripción regulable sufre un cambio (a modo de ejemplo se fosforila) que le permite unirse o no con las secuencias regulatorias.
Todo esto hace que la expresión génica se modifique.
La eucromatina y la heterocromatina (condensada) son otro factor más para regular. Heterocromatizar permite no transcribir, aunque esto es definitivo. Se puede hacer en algunos tejidos y no en otros. También se puede regular con la maduración del ARN, en el corte y empalme alternativo o splicing alternativo.
En el hígado se sintetiza glucosa en base al ácido láctico utilizando el nudo metabólico. A partir del mismo gen, se podrá obtener una enzima más afín al pirúvico o al láctico.
También se regula en la traducción. La regulación en general es en la transcripción. Si la proteína se necesita rápido (ya mismo) entonces la regulación de la traducción es el mejor camino. A modo de ejemplo, proteínas que se usan poco; pero que deben aparecer rápido.
Otro mecanismo es la degradación, la velocidad de la degradación de la proteína. Generalmente eso ya viene codificado en el ADN, con una secuencia que determinará el momento de su degradación.