REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA

REGULACIÓN  DE  LA FUNCIÓN GENÉTICA

1.-  DIFERENCIAS  ESTRUCTURALES DE LA FUNCIÓN DE LOS  GENES

PROCARIOTAS	EUCARIOTAS
ADN  CONTENIDO EN UN CROMOSOMA	ADN  CONTENIDO EN VARIOS CROMOSOMAs
ADN   DE  FORMA  CIRCULAR	ADN   EN PAREJAS HOMOLOGAS
ADN  SUSPENDIDO EN EL CITOPLASMA	ADN  DENTRO DEL NUCLEO
ADN DESPROVISTO DE ENVOLTURA DE PROTEINAS HISTONAS	ADN  PROVISTO DE ENVOLTURA DE PROTEINAS HISTONAS  Y PROTEINAS ACÍDICAS, LAS NO HISTONAS
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN OCURREN EN EL MISMO SITIO = CITOPLASMA	TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN OCURREN EN  DIFERENTES SITIOS Y EN DISTINTOS TIEMPOS

2.- MODELO OPERON   EN BACTERIAS,  PROPUESTO POR   JACOB Y MONOD ( 1959-1961).  Encontraron que los fenómenos de inducción y represión enzimática están relacionados con la regulación de la acción genética.

Fragmento  ADN   Escherichia coli

       En la Escherichia  coli  existen los genes estructurales que  dirigen la síntesis de polipéptidos (proteínas) por intermedio del ARN MENSAJERO Y ARN  DE TRANSFERENCIA;  y genes controladores :  los operadores que controlan directamente a los estructurales   y  los  genes  promotores  que controlan a los genes operadores  y por ende a los estructurales.

Los genes reguladores producen una proteína represora, que en presencia de la sustancia inductora se combina   contrarestando  la represión  y  activando al operon   ( sección del cromosoma formado por gen operador y genes estructurales), permitiendo el paso del ARN_POLIMERASA, la transcripción, la traducción y síntesis de proteína.Cada gen estructural codifica una enzima especifica.

Los genes reguladores producen una proteína represora, que en ausencia de la sustancia inductora, la lactosa, se asocia con el gen operador, inhibiéndolo y por ende a los genes estructurales . Bloquea  así   el paso del ARN_POLIMERASA,  y  no se produce  la transcripción, la traducción y síntesis de proteína.

3.- FACTORES SIGMA,   PSI  Y  RHO EN  ESCHERICHIA COLI

      Estos factores proteínicos puede iniciar o paralizar la síntesis del ARN  y la función de los genes bacterianos. Constituyen ejemplos de formas de regulación en la que solo una porción de la información genética que contiene el cromosoma procariotico  puede ser transcrita  en un momento determinado.

Factor sigma, es   parte de la enzima ARN POLIMERASA  que actúa en la selección de los sitios de transcripción en el ADN.

Factor psi, de Escherichia. coli  regula la síntesis de grandes cantidades de ARN RIBOSÓMICO,    al combinarse con la enzima ARN polimerasa dependiente del ADN.

Factor rho, considerado como factor de terminación para la transcripción genética en bacterias como  Escherichia  coli.

4.-  LOS ANTIBIÓTICOS  EN  LOS  MICROORGANISMOS

   Los antióbicos  son metabolitos  secundarios  de ciertos microorganismo que interfireren  con el metabolismo y  crecimiento de otros microorganismos.Son de gran importancia clínica como agentes bacteriostáticos que inhiben de manera reversible el crecimiento de organismos patógenos, o como agentes bactericidas que ejercen  una inhibición irreversible.

Un gran grupo de de antibióticos es letal a ciertos microorganismos al inhibir la síntesis de los ácidos nucleicos y/o  síntesis de las proteínas bacterianas. Esta inhibición se puede producir en uno varios niveles del mecanismo genético.

a).-   REPLICACIÓN Y SÍNTESIS DE  ADN:      ciertos antibióticos como:

La bleomicina    se   adhieren al ADN    bacteriano  e   inhiben  a  la  enzima  ADN    polimerasa. La porfiromicina: forman enlaces cruzados entre las cadenas  complementarias del ADN  bacteriano. AMBAS ACCIONES INHIBEN LA SÍNTESIS DEL NUEVO ADN.

b).- TRANSCRIPCIÓN: las actinomicinas    interrumpen la síntesis de ARN que dependen del ADN  al formar compuestos estables con el ARN  y  el ADN de doble cadena. Antibióticos como la rifamicinas afectan el proceso de transcripción al interferir con la actividad de la enzima ARN polimerasa.

c).-  REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN  las antraciclinas afectan tanto la replicación como la transcripción paralizando por completo la actividad genética de la bacteria, lo que trae un  disloque total en su metabolismo que produce su destrucción.

d).-  TRADUCCIÓN Y TRANSCRIPCIÓN   la mayor parte de los antibióticos interrumpen la función genética de las bacterias a nivel de traducción del mensaje  genético por el ARN de transferencia, de una o varias maneras.

La estrectomicina:  es un antibiótico bactericida que inhibe el inicio del proceso de  traducción.

La puromicina:  afecta la traducción, actúa como agente terminador de una cadena  polipeptídica antes de tiempo, por lo que esta es incompleta e inoperante.

El cloramfenicol: interfiere con la síntesis de las proteínas de las bacterias sin afectar la síntesis de otras macromoléculas.  Es bacteriostática.

El borrelidin:   es el único antibiótico que hasta ahora se sabe que  interfiere con el proceso de traducción al interferir con la síntesis de la  amino-acil-sintetasa  que activa  al  amino-acil-teonina  al adherirse a su correspondiente molécula de  ARN de tranferencia,  afectando la formación de los polipéptidos.  Otros antibióticos como la azaserinna interfiere con la síntesis de las purinas:  Adeninas y Guaninas.

5.- LAS  PROTEÍNAS CROMOSÓMICAS EN EUCARIOTAS.

     
     Existen dos tipos de proteínas que forman parte de la estructura del cromosoma a la vez que intervienen con la función de los genes en el organismo. Las histonas son polipéptidos relativamente pequeños cuyo peso molecular fluctúa entre 10000 y 20000, están positivamente cargados y tiene un PH de 10.

Las histonas y el ADN se encuentran prácticamente en iguales proporciones en los núcleos de las células eucariotas y se denominan colectivamente como nucleoproteínas. Ambos compuestos se sintetizan durante la Fase  S  de la Interfase casi simultáneamente. Su concentración es más o menos estable, independiente del estado metabólico de la célula.

       En términos generales las histonas se unen al ADN de un gen evitando que este se desenrolle  lo que interfiere con su replicación y su transcripción.  Aquellos genes cuyo ADN esta unido a una o más histonas,  forman una región compacta en el cromosoma que se denomina heterocromatina.  Los genes  funcionales, esto es, los que están transcribiendo su mensaje activamente, están desprovistos de histonas,  por lo que forman una región difusa en el cromosoma que se denomina eurocromatina.

       El  otro tipo de proteínas que componen al cromosoma son las residuales o acidicas, que en conjunto se clasifican como las  no histonas. Entre estas se encuentran las enzimas polimerasas del ADN y ARN, la nucleótido-trifosfatasa y además de un grupo no específico de proteínas acídicas. Las no histonas interactúan con el ARN del cromosoma y varían al igual que este, de acuerdo al estado metabólico de la célula. Las proteínas no histonas del cromosoma están íntimamente relacionadas con la transcripción de aquellos genes que no están reprimidos por las histonas.

RESPONDER

1.-  DEFINIR: GENES ESTRUCTURALES, CONTROLADORES, OPERADORES, REGULADORES, OPERON,FACTOR SIGMA, RHO, PSI, ANTIBIOTICO, HETEROCROMATINA ,HISTONAS, PROTEÍNAS  NO HISTONAS.

2.- FUNCIÓN DE LOS FACTORES SIGMA,RHO.PSI EN LA REGULACIÓN GENÉTICA.

3.- IMPORTANCIA DE LAS PROTEÍNAS HISTONAS Y NO HISTONASEN LA REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD GENÉTICA.

4.-ENUMERE LOS ANTIBIOTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS PROTEÍCA EN  LOS DISTINTOS NIVELES DEL MECANISMO GENÉTICO.

5.- ¿DE QUE MANERA LOS ANTIBIOTICOS INTERRUMPEN  LA FUNCIÓN GENÉTICA DE LAS BACTERIAS  A NIVEL DE LA TRADUCCIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO POR EL ARN DE TRANSFERENCIA?

6.-  EXPLIQUE EL MODELO OPERON LACTOSA  CON INDUCTOR Y/O SIN INDUCTOR
7.¿ QUÉ  SUCEDE  CUANDO EL GEN REGULADOR  ACTÚA EN AUSENCIA DEL INDUCTOR