DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

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BIOLOGÍA MOLECULAR

Licenciatura en Quimica

Especialidad: Química Médica

 

Tema 13. Regulación de la transcripción en eucariotas

 

1. No todos nuestros genes se expresan a la vez: necesidad de regulación de su expresión

 

• Formación del complejo de iniciación

• Modificación de la afinidad de los nucleosomas por la región promotora

• Compactación de la cromatina: eucromatina y heterocromatina
  
  
  
  

3. Formación del complejo de iniciación: Factores de transcripción (Visto en tema 12)

• Recordatorio de estructura de nucleosomas

• Importancia de las “colas” de las histonas y sus modificaciones químicas.

• Los nucleosomas pueden bloquear el acceso de los factores de transcripción a los promotores y enhancers.

• Regulación de las interacciones entre nucleosmas y promotores/enhnacers:
  

  • Acetilación – Desacetilación de las histonas

    • Desacetilación:

      - RPD3; Ume 6 y Sin 3 en Levaduras

      - Secuencias mCG

    • Acetilación

      -GCN5; GCN4 y UAS en levaduras

       

• Heterocromatina

  • alto nivel de compactación del DNA.

  • Baja accesibilidad a los factores implicados en regulación de la transcripción

  • Ejemplo: Regulación de los genes de “Mating type” en levaduras
    

    • La etapa haploide se diferencia en dos tipos celulares: a y a

    • HMRa: conjunto de genes que dan el tipo a

    • HMRa: conjunto de genes que dan el tipo a

    • Las regiones cromosómicas HMRa y HMRa permanecen siempre silenciadas

    • Cualquier gen que se introduzca en las regiones HMRa y HMR? queda silenciado

    • El DNA incluído en las regiones HMRa y HMR??es insensible a la metilación.

    • La expresión de los genes localizados en HMRa y HMR? requiere de su movimiento a otra región del cromosoma (MAT)

  • Ejemplo: Telómeros

    • Telómeros: extremos de los cromosomas

    • Cualquier gen que se sitúe en la proximidad de los telómeros queda silenciado

    • Mecanismo molecular del silenciamiento
      

  • Remodelación de la cromatina:

- Proteínas con homología a helicasas desestabilizan los nucleosoma

6. Regulación de la actividad de los factores de transcripción.

• Mediante variaciones en sus propios niveles de expresión

• Mediante modificaciones de su actividad

  • Interacciones con moléculas efectoras: Regulación por hormonas liposolubles

  • Modificaciones post-traduccionales: Fosforilación

  6.1 Regulación por hormonas liposolubles.

• Hormonas liposolubles:

• características: pueden difundir a través de las membranas.

  • Tipos: Hormonas esteroides; Retinoides; Hormona Tiroidea
    

• Receptores de las hormonas liposolubles

  • Localización intracelular

  • El receptor actúa como factor de transcripción (unión al DNA)

  • Dímero

  • Estructura de los monómeros del receptor de glucocorticoides y de estrógeno:
    

    • Región N-terminal: dominio de activación de la transcripción

    • Carboxilo terminal: dominio de unión a la hormona

    • Región Central: dominio de unión al DNA. Dedos de Zinc
      

      - 2 dedos
      - Secuencia consenso dedo de Zinc: Cys-X2-Cys-X13-Cys-X2-Cys
      - Las 4 Cys atrapan el Zinc
      - 2 hélices alfa que interaccionan entre si por residuos hidrofóbicos
      - La primera hélice contacta con el DNA: especificidad
      - Lazo irregular del segundo dedo: dominio de dimerización
      

• Elementos de respuesta

  • Glucocorticoides y estrógeno:

    • Repeticiones invertidas

    • Unión de Homodímeros

      - Repeticiones directas
      - Unión de Heterodímeros
      
      

• Control de la actividad del receptor por las hormonas

  • Heterodiméricos:

    • Represores en ausencia de hormona: Desacetilación de histonas

    • Activadores en presencia de hormona: Hiperacetilación de histonas

    • Interacción cooperativa con otros factores de transcripción para la formación del complejo de iniciación de la transcripción
      

  • Homodiméricos

• Presentes en el citoplasma y núcleo

• La unión con la homona determina su migración del citoplasma al núcleo.

• En ausencia de hormona forma complejos con otras proteínas en el citoplasma

• Unido a la hormona induce hiperacetilación

• Interacción cooperativa con otros factores de transcripción para la formación del complejo de iniciación de la transcripción

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6.2. Regulación por fosforilación. Ejemplo: IFNg

• Hormonas y otras moléculas señalizadoras de naturaleza peptídica no pueden atravesar la membrana:

  • Necesidad de un receptor en la cara externa de la membrana

  • Transducción de señal

• IFNg

  • Señal extracelular que activa numerosos genes implicados en la respuesta inmune

  • Disminuye la susceptibilidad a la infección por numerosos virus

  • Transducción de la señal:

    • Receptor de IFNg

    • JAK kinasa

    • Stat 1a fosforilación de una tirosina específia. Efecto de su mutación

    • Translocación al núcleo

    • Unión al elemento de respuesta