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Cuando está unido el efector al sutrato  · Factores reguladores de la...

Cuando está unido el efector al sutrato  · Factores reguladores de la transcripción pueden activar o inhibir la transcripción El nivel de compactación de la cromatina influye en la transcripción La metilación de DNA (normalmente) inhibe la transcripción. Splicing alternativo elimina los intro es y une los expones. Modificaciones quuímicas en las bases del ARNm que alteran la secuencia de aa codificada Puede estar regulada por fosforilación de factores de iniciación traducción al. Puede estar regulada por proteínas que se unen al 5’ del mRNA El ARN anti sentido urde unirse al mRNA y controlar si comienza a no la traducción La estabilidad del ARNm puede estar influenciado por la unión de proteínas de unión a ARN Inhibición por retroalimentación y modificaciones covalentes puede regular la función proteica I Transcripción Gen Transcripción Gen Inicio de la transcripción: Proteínas reguladoras Genes: Las proteínas reguladoras se unen al ADN y se unen a regiones específicas del ADN cerca de controlan si la transcripción (el proceso de copiar la los genes, lo que influye en si la transcripción información del ADN al ARN mensajero) comienza o no. comienza o no. Atenuación: La transcripción puede terminar Compactación de la cromatina: Al igual que en prematuramente debido a la formación de un terminador de eucariotas, la estructura de la cromatina (el transcripción. complejo formado por ADN y proteínas) puede Riboswitch: La unión de una molécula pequeña al ARN afectar la accesibilidad de la maquinaria mensajero puede causar una terminación prematura de la transcripcional al ADN, influyendo así en la tasa transcripción. de transcripción. Traducción ARNm Traducción ARNm ARN mensajero (ARNm): Las proteínas represoras pueden unirse al ARNm y prevenir que la traducción (el proceso de convertir el ARNm en proteína) ARN antisentido: Moléculas de ARN comience. complementarias al ARNm pueden unirse a este ARN anti-sentido: El ARN anti-sentido puede unirse último, bloqueando la traducción y evitando así la al ARNm y controlar si la traducción comienza o no. síntesis de la proteína correspondiente. Riboswitch: La unión de una molécula pequeña al ARN mensajero puede bloquear la traducción. Proteína Proteína Post-traducción Proteína: Pequeñas moléculas pueden unirse a la proteína y Post-traducción afectar su función. Por ejemplo, la inhibición por Modificaciones covalentes: Las proteínas recién retroalimentación ocurre cuando el producto final de una vía sintetizadas pueden sufrir modificaciones químicas, metabólica inhibe la primera enzima de esa vía. como la adición de grupos fosfato o la unión de otras Modificaciones covalentes: La estructura y función de una moléculas pequeñas. Estas modificaciones pueden proteína pueden alterarse mediante cambios covalentes alterar la función, estabilidad o localización de la reversibles (como la fosforilación) o irreversibles (como la proteína. eliminación de aminoácidos). Estas modificaciones se llaman post-traduccionales. ↓ Proteína funcional Proteína funcional Las bacterias presentan dos estrategias principales en la regulación de su metabolismo 2. Regulación de la actividad de las proteínas/enzimas. Así se regula directamente el 1. Regulación de la expresión génica, es decir la cantidad de enzima que se sintetiza metabolismo Nivel transcripicional controlando el inicio de la transcripción o la elongación Nivel post-traduccional Nivel traduccional Existen sistema de regulación global Mecanismos de regulación a nivel de actividad enzimática: Procesamientos posteriores de proteínas (Proteólisis) Degradación de proteínas o parte que activan a la enzima Inhibicion de la actividad enzimática - retroinhibición), por exceso de producto u otro motivo - Enzimas alostéricas - Isoenzimas Modificación covalente de las enzimas - AMP, ADP, Pi, metilación Enzimas alostéricas: tienen un punto de unión al sustrato y un punto alostérico. Cuando había un efecto alostérico unido a la enzima = no unión al sustrato Cuando NO estaba unido = Sí unión Presencia de enzimas que regulan el metabolismo en función de las condiciones Regulación a nivel de actividad enzimática intracelulares Modificación covalente NO hay transcripicíón: Porque no hay unión Separación prematura Se produce la transcripción pero no la traducción Hay transcripción y traducción pero una enzima espera a ser fosforilada Control del inicio de la transcripción Según el inicio de la transcripción, hay varios tipos de genes y operones Constitutivos Son genes que se están transcribiendo todo el tiempo ya que codifican proteínas con funciones esenciales a lo largo de todo el ciclo de vida (housekeeping) Genes inducibles OFF > - ON Son genes que normalmente no se transcriben, la célula podrá inducir su expresión cuando la función que codifican sea necesaria (en determinados ambientes o fases del ciclo de vida) Suele ser usual en los genes que codifican para enzimas de vías catabólicas (por ejemplo: β-galactosidasa). Se inducen cuando hay sustrato de la vía Genes reprimibles ON - > OFF Son genes que suelen estar transcribiéndose pero, en determinadas ocasiones, la bacteria es capaz de parar su transcripción cuando ya no necesitan los productos de esos genes vías biosintéticas (x.e síntesis de aminoácidos), se reprimen cuando hay mucho producto de una vía #ranscripción Hay proteínas reguldoras que se unen a los sitios de regulación que se unen: Represor - Operador > - Su gen está fera de la Operador SUA: sitio de unión del activador 3 2 posibilidades de regulación > - Proteina reguladora - región regulado Ayudan a su unión: coorrepresor Ayudan a su liberación: inductor REPRIMIBLE INDUCIBLE Activador SUA G1 92 G3 p Activador SUA p 919293 ↑ & ⑨ inhibidor N · inductor  Hace que se suelte Molécula Represar unido < 7 el represo Operador inductora R V Transcripción Inducible F On - ↑ Control > - Co-represo ↳ Reprimible ON - > OFF REPRESOR E Moléculas ↓ Represor la activa Gen regulado por operador y proteína represora inactivo = Co-represo se une , TIPOS DE y permite la unión del represo GENES U al operador OPERADORES X Transcripción Hace que se Molécula Operador al SUA > Activado (No unido inicialmente SUA una - inductora inactivo al SUA) ↓ Inducible > > - OFF- ON - 4 control ↳ ACTIVADOR > - inductora ↳ Reprimible > - ON - OFF ↳ inhibidora ↑ Moléc Activador - Gen regulado por un SUA y proteína activadora inhibidora unido Al mirse , hara que se suelte el activador ¿Cómo se controla el inicio de la transcripción? Existen proteínas reguladoras que unen a sitios específicos de DNA denominadas secuencias reguladoras. Estas proteínas pueden ejercer un control negativo o positivo sobre los genes Proteínas represoras Ejerce un control transcripcional negativo, es decir, inhibe la iniciación transcripcional, uniéndose al OPERADOR (secuencia reguladora) Están codificadas por genes reguladores, Pueden estar en estado activo o inactivo Se unen a lo proteina Reguladas a su vez por moléculas inductoras o co-represoras Proteína activadora Ejercen un control positivo en la transcripción, es decir, activan la transcripción uniéndose al sitio de unión del activador (secuencia reguladora) Están codificadas por genes reguladores Proteína está en estado activo o inactivo Regulado por moléculas inductoras o inhibidoras Otras moléculas se unirán a los genes: Favoreciendo la unión o liberación Si juntamos el término gen reprimible e inducible con control negativo y positivo, tenemos los siguientes mecanismos de regulación Control positivo Activador inactivo inductor Activador Activador > > + - > > - - inducibles - degines activado Inducible ↑ ↳ Represar - Control negativo > - Represar activo inductor > - Represer inactivo Operan Activado activo inhibido > Activadarinactivo Control positivo + - > - Activador > > - degines reprimiles ↳ Reprimible - Aporrepreso activo Represar inactivo Correpeso > > - ↳ Aporrepresor - Control negativo > - 14 a. Control negativo de genes inducibles (catabolismo azúcares) La proteína represora está activa, unida al operador, y por mucho que se una la RNA pol no se da la transcripción Evita transcripción cuando no hay sustrato de la vía El represor se inactiva por la unión de molécula inductora (puede ser el sustrato u otra molécula de la vía) Cuando se une el azúcar, y se suelta el represor Operón Lac Control negativo de un gen inducible La variación de la captación y degradación de la lactosa ocurre a la vez LacI: codifica el gen represor. El operón Lac tiene 3 genes: lacZ, lacY y lacA Laci está unida, por lo que no continúa la transcpricoón. LA unión de lactosa entra a través de la permeasa y da lugar a alolactosa que se une al represor. Se suelta del operador y hay transcripción. Molécula inductora: alolactosa Operon reprimido: unión con Operón Lac (cont.) Lactosa una fuente orgánica para E.coli Sólo expresa este operón cuando hay lactosa y no hay glucosa El represor la (LacI) inhibe la transcripción cuando no hay lactosa uniéndose a dos puntos del operador LacI promotor independiente Si hay lactosa en el medio La permeasa (LacY) capta la lactosa Β- galactosidasa la degrada a ALOLACTOSA La alolactosa es el inductor – se une al represor y lo inactiva  b. Control negativo de genes reprimibles (síntesis de aminoácidos) La proteína represora está inactiva (Aporrepresor) Activación por el correpresor (puede ser el producto de una vía) Control negativo reprimible del Triptófano Proteina Promotor Operado reguladora ↓ (4 niveles), este se Siempre se Cuando hay triptófono expresa une a la proteina reguladora (reoreso) , me a la regió operador reprimible, y este se sies encuentra se (suelta triptofano -co-represor inactiva de triptófano ↓ Hasta que t niveles Represor inactivo (NO mido c. Control positivo de genes inducibles La proteína activadora está inactiva Se inactiva por unión de un INDUCTOR c. Control positivo de genes reprimibles La proteína activadora está activa, es decir, hay transcripción Se inactiva por unión de un INHIBIDOR GENES INDUCIBLES POR CONTROL POSITIVO Proteína activadora INDUCIBLE REPRIMIBLE Activador Sua Promotor Gen que codifica al activador ↓ · Se unirá una molécula el Activador (inductoral para que Se une la polimerasa unido Al ser reprimible NO se da la transcripción a SUA activador se una ↓ se soltará con la unión a un Hay un gen previo que da lugar a la proteína activadora. Si es inhibido inducible, la proteína activadora está suelta del SUA. Cuando ↓ se sintetiza es inactiva. Activador se suelta y la polimerasa No se une -  Una señal los activa (normalmente no se transcriben Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 2. CONTROL ELONGACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN Se da un final prematuro de la transcripción por atenuación o riboconmutadores. Atenuación: la transcripción finaliza dentro de la región líder (5’-UTR). Debido a la disponibilidad de aa-tRNAs. Ocurre gracias al acoplamiento transcripción-traducción. Riboconmutador transcripcional. Estructura tridimensional en la región líder (5-UTR). 110 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  Secuencias reguladoras Promotor Gen Región Chión de la RNA Operador activadoa polimerase ↓ VÍDEO 1 – CONTROL INICIO TRANSCRIPCIÓN El genoma bacteriano está compuesto por: - Genes constitutivos (housekeeping): se expresan continuamente y son necesarios para el mantenimiento celular, codifican proteínas con funciones esenciales. - Genes regulados: sólo se expresan cuando la célula los necesita. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. En el DNA se encuentra nuestro gen de interés con su promotor y secuencias reguladoras (operador o región activadora). El operón es el conjunto de genes con funciones similares controlados por el mRNA policistrónico mismo promotor. Es por esto que las bacterias pueden producir mRNA policistrónico (1 mRNA = varias proteínas). TIPOS DE REGULACIÓN DE INICIO DE TRANSCRIPCIÓN REGULACIÓN DE GENES INDUCIBLES. Genes que suelen estar apagados, pero se activan en Operón Lac determinados ambientes o cuando hay mucho sustrato de una vía. Normalmente el sustrato (azúcares) actúa como inductor. Propio de vías catabólicas. REGULACIÓN DE GENES REPIMIBLES. Genes que normalmente se están transcribiendo, pero Operan Trp cuando se acumula mucho producto de la vía metabólica en la que están implicados se ven inhibidos. Los productos (aminoácidos) actúan como correpresores. Propio de vías anabólicas. Ambos tipos de genes pueden tener una regulación positiva (controlados por la región activadora y una proteína activadora) o regulación negativa (regulados por una proteína represora). a Solo hay transcripción cuando se una el azúcar GENES INDUCIBLES Estado normal CONTROL + : La proteína activadora se une a la región activadora y permite la acción de la polimerasa. El gen normalmente está inactivo, la polimerasa no se une al promotor y no hay transcripción. Cuando hay mucho sustrato de una vía, como azúcares, la glucosa (inductor) se une a una proteína activadora (activando a la proteína) y permite que se una a la región activadora, la polimerasa se une al promotor y se da la transcripción. I & represora P #Trepresa CONTROL - : El gen está reprimido porque está unido al operador una proteína represora. La. Apeore - > promotor polimerasa no puede avanzar en la transcripción porque la proteína represora impide su avance. Cuando hay sustrato de la vía, el inductor se une a la proteína represora, el represor se suelta del operador y por lo tanto la polimerasa se une al promotor y avanzar en la transcripción. - Activadore p GENES REPRIMIBLES Cuando se acumulan el producto de la vía metabólica con la que están relacionados CONTROL + : Los genes se expresan normalmente. La proteína activadora está unida a la región producto activadora, la polimerasa se une y hay transcripción. Cuando se une el correpresor (suelen ser aminoácidos) a la proteína activadora la suelta de la región activadora. De esta manera la polimerasa no puede unirse al promotor y no hay transcripción. CONTROL - : Regulado por regiones operadoras, las cuales están libres y la polimerasa se une para llevar a cabo la transcripción. Cuando se acumula mucho producto, el correpresor se une a la proteína 8* represora, esta se une al operador e impide el avance de la polimerasa, por lo que no hay transcripción. * Activada por el correpresor 111 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins 112 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  - - romoto LacA Operadora Lact Lack CAP LaCI Corta la lactosa CAP LaCI Promotor LacY LacA Operador Lact - => > A Se por Xtasoci B CAP LaCI Promotor LacY LacA Operador Lact - y proteína CAP inactiva X Lactosa VGlucosa 2 Lact Promoto La proteina Operador nact lact - - CAP AMPC  (P(0) = p cavis UTR E p represora VÍDEO 3 – ATENUACIÓN DEL OPERON TRIPTÓFANO Es correpresor La atenuación del operón triptófano es un proceso de regulación de la expresión génica. El operón triptófano consiste en el control negativo de un gen reprimible. El operón triptófano posee una región promotora, una región operadora y 5 genes estructurales: E, D, C, B y A. Es un gen reprimible por control negativo, de modo que cuando hay mucho triptófano, una proteína represora se une al operador inhibiendo el inicio de la transcripción. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Cuando ya se ha iniciado la transcripción existe el mecanismo de atenuación, que consiste en una terminación prematura de la transcripción que permite regular la expresión génica de este operón. Una vez se inicia la transcripción, la RNA polimerasa lee en 3’-5’ para sintetizar el mRNA en sentido 5’- 3’. Antes y después de los genes estructurales hay 2 regiones UTR que normalmente se transcriben, pero no se traducen. La región 3’-UTR es la que reconoce el ribosoma para la traducción. La atenuación es posible ya que hay un acoplamiento entre la transcripción y la traducción y la región UTR-3’ se transcribe y se traduce. Cuando la RNA polimerasa comienza a transcribir, se empieza a formar el mRNA y a trascribir la región 3’-UTR. En ese momento el ribosoma comienza a traducir. La región 3’-UTR (líder) posee 4 secuencias que tienen cierta homología entre ellas, por lo que se forman estructuras tridimensionales que permiten el avance de la RNA polimerasa para transcribir los genes estructurales o la pararán y harán que se suelte del DNA y mRNA. Las estructuras tridimensionales que se pueden formar son: > - Wit w spolio 12 Bucle parada: dos bucles en los cuales se unen por complementariedad la secuencia 1-2 y la 3-4. Después de la secuencia 4 hay una región poli-U. Hace que se pare la transcripción. Bucle antiterminador: se unen las secuencias 2 y 3. La transcripción continua. 1 - En la secuencia 1 hay dos codones para triptófano. Cuando comienza la traducción: - Si hay triptófano, el ribosoma va a ir avanzando tras la RNA polimerasa. - Si no hay triptófano, el ribosoma se quedará estancado en la secuencia 1 y se formará una de las dos estructuras tridimensionales. Existen 3 posibilidades: 1. No hay acoplamiento entre transcripción y traducción. Cuando la RNA polimerasa se une a la secuencia UTR y comienza la transcripción se forma el mRNA, que posee las 4 secuencias. Como no hay acoplamiento no se une el ribosoma. Las secuencias quedan libres y se forma un bucle entre las secuencias 1-2 y 3-4. Se forma el bucle parada, la RNA polimerasa libera el mRNA formado denominado péptido líder y se para la transcripción. Es decir, no se han transcrito los genes estructurales. 2. Hay suficiente triptófano. Cuando comienza la transcripción se genera la primera parte del péptido líder. Como hay acoplamiento se une el ribosoma a la secuencia 1. Si hay triptófano, rápidamente habrá RNA de transferencia para la traducción. El ribosoma va avanzando por detrás de la polimerasa. Cuando la RNA polimerasa ha terminado de sintetizar las 4 secuencias, el ribosoma se encontrará entre las secuencias 1 y 2. Esto favorece que se forme el bucle 3-4, bucle parada que provoca la terminación de la transcripción. 3. No hay suficiente triptófano. Cuando comienza la transcripción del péptido líder, el ribosoma se une a la secuencia 1. Sin embargo, como no hay suficiente triptófano, el ribosoma queda parado. La RNA polimerasa transcribe el resto de secuencias y se forma el bucle 2-3, bucle antiterminador. La transcripción continúa y se transcribirán los genes estructurales del operón. 114 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  ATENUACIÓN Control de elongación de la transcripción Final prematuro de la transcripción Procesos: Atenuación Riboconmutadores (Riboswithches) a. Atenuación La transcripción finaliza dentro de la región líder (5'-UTR) Atenuador: sitio de terminación independiente de Rho ¿cómo es posible? Secuencias específicas de la región líder y acoplamiento entre traducción y transcripción. La señal proviene de la traducción, de la disponibilidad de aa-tRNA Además del control de inicio de la transcripción, el operón trp tiene un control de elecongación de la transcripción, ayudando a realizar una regulación más fina de la expresión del operón triptófano Presencia de una región líder en el mRNA que se traduce y posee secuencias complementarias dando lugar a la formación de estructuras secundarias en forma de horquilla que alteran el proceso de traducción Las secuencias de atenuación en la región líder: 1, 2, 3 y 4. Se emparejan 2 a 2: Emparejamiento1+2 da lugar a la formación de un BUCLE DE PAUSA Emparejamiento de 3+4 se forma un BUCLE TERMINADOR (secuencia de poli U) Emparejamiento 2+3 se forma un BUCLE ANTITERMINADOR La presencia de dos codones que codifican para triptófano en la región líder del mRNA permite "detectar" sensiblemente los niveles de este aminoácido Si hay poco trp, la transcripición continúa. Se forma blucle antiterminador Si hay suficiente trp, la transcripción se para y no hay mRNA del operón- se forma bluce terminador de la transcripción.  3. FINAL PREMATURO DE LA TRANSCRIPCIÓN - RIBOCONMUTADORES Riboconmutador transcripcional o RNA sensores: se trata de una estructura tridimensional de la región líder (5’-UTR) que determina si la transcripción continúa o finaliza prematuramente. - Se altera en respuesta a moléculas efectores que presentan capacidad de unión a DNA. Plegamiento de la región líder de forma diferente (riboconmutador). - No implica movimiento del ribosoma. Cambio estructural de UTR, no hay acoplamiento entre Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. - Habituales en Gram(+). transcripióny traducción. Se genera aun así un bucle terminador Biosíntesis de Flavina: a partir de flavina se genera monofosfato de flavina que actúa como riboswitch (molécula reguladora que se une a la región líder del mRNA). Se genera un bucle seguido de la cadena poli-U que empuja a la polimerasa. Cambio en la UTR 5’ La molécula efectora se une y genera un cambio en la complementariedad Cuando hay mucha flavina, el ribonucleótido de flavina se convierte en mononuceótido de flavina actuando como molécula efectora uniéndose al UTR 5’ generando un bucle terminador. No hay transcripción de la región codificante, solo de la líder 4. TRADUCCIÓN 4.1. Riboconmutadores traduccionales Tapan la región RBS para que no se una el ribosoma Se controla la traducción con mecanismos que bloquean la región Shine- Dalgarno. Es un proceso similar a los riboswitchers de la transcripción denominados riboconmutadores traduccionales. Son sitios de unión de efectores en la región 5’ del mRNA. La unión de la molécula efectora altera el plegamiento líder (bloquea la región Shine-Dalgarno e impide la unión del ribosoma). Bloqueo del inicio también para que unque haya ya transcrito, bloquearlo también - Habituales en Gram(-). rac El bucle - Se genera un bucle que bloquea por complementariedad la L bloquea el RBS secuencia Shine-Dalgarno. Al haber mucho producto de la vía metabólica, se une a la región del mRNA, impidiendo que el ribosoma continue avanzando. Vit b1 Síntesis de Tiamina: la molécula efectora es la tiamina pirofosfato (unida a la región reguladora de la traducción). La unión entre ambos produce un cambio conformacional en el mRNA. Cuando se une a laregión UTR también provoca un cambio en la estructura, impidiendo la traducción bloqueando la RBS Moléculas de RNA que no se traducen y tienen 4.2. RNA pequeños (sRNA) o RNA no codificante (ncRNA) complementariedad con el RNAm Son RNA complementarios a la región líder del mRNA (RNA antisentido), formando una doble cadena de RNA. Esto impide la unión del ribosoma. No tiene función de mensajero, ribosómico o transferencia. ↑ Haciendo una doble cadena de RNA No se cambia la estructura En E. coli hay más de 40 sRNA (40-400 nucleótidos). Ejemplos: - Hfq chaperona de unión a RNA. Facilita la unión entre sRNA y mRNA. Presente en mecanismos de regulación para facilitar la formación de la doble cadena. 115 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  1. Bloqueo de OmpF bloquea la transcripción de más ARNm 2. Bloqueo de OmpC para los ARNm ya transcritos OmpF P P En ambientes diluídos/ OmpC En alta presión osmótica normalmente expresadas > - + - Porinas OmpF (poro ancho) y OmpC (poro estrecho) actúan en función de la presión osmótica. OmpF actúa en baja cantidad de solutos (baja presión osmótica). Las OmpC están presentes en alta cantidad de solutos (alta presión osmótica) o ante la presencia de sustancias tóxicas en el entorno. El gen que codifica para OmpF es reprimible mientras que el gen que codifica para OmpC es inducible. Cuando hay alta presión osmótica, la bacteria activa la síntesis del sRNA MicF que reprime la Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. transcripción del gen que codifica para OmpF. MicF se une y forma una doble cadena de RNA con el mRNA de OmpF que impide la unión del ribosoma (se para la síntesis de la proteína). Bloquea la RBS, Bloquea los ARNm que ya estaban transcritos y no se traduzcan 5. SISTEMAS DE REGULACIÓN GLOBAL Los sistemas de regulación global controlan de forma rápida varios genes u operones. Dan respuesta a factores físico-químicos que se produzcan en el ambiente y que provocan un cambio global en el metabolismo. Ese cambio debe producirse de forma rápida y coordinada. Regulón. Conjunto de genes u operones controlados por una única proteína reguladora común (ej. factor sigma). Se controla la expresión de todos los genes a la vez. No regulación individual Modulón. Regulón cuyos operones también responden separadamente a sus propios reguladores (ej. represión por catabolismo. Por ejemplo, en presencia de glucosa todos los genes de catabolismo de carbohidratos responden a la vez, pero cuando hay presencia de lactosa, maltosa u otro azúcar cada gen responde individualmente). Los genes pueden ser regulados individualmente o globalmente. Regulación individual o grupal Estimulón. Sistema de regulación en el que todos los operones responden de forma coordinada a un estímulo ambiental (ej. respuesta limitación de fosfato). Formas de regulación global: Activan varios operones a la vez - Represión por catabolito (operón lactosa). La glucosa reprime la transcripción de operones que puedan metabolizar otros azúcares. - Sistemas de dos componentes (importantes en estimulones y van asociados a cascadas de fosforilación). - Cascada de fosforilaciones. - Factores sigma alternativos (diferentes a sigma70). - Percepción del quórum. Todos los operones activos en ausencia de lactosa. 116 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  inactivado AmpR 3 genes regulados por la misma proteína sensora (inactiva en baja osmoralidad): OmpC, MicF y OmpF I Kinssa Si se genera un cambio en el ambiente como un medio rico en nutrientes, sustancia S tóxica o antibiótico: PRR-> Proteinade unión La proteína sensora (kinasa sensora) cuando detecta un cambio se autofosforila y (Inicio de ADN la transcrip) genera un cambio en fosforilando a la proteína reguladora de respuesta (OmpR) (por contacto o cascada de fosforilación). Esta última proteína es una proteína de L ↓ unión al ADN que pueden activar o inhibir al ADN, uniéndose a represores o a SUA. Operado SUA Actúa al inicio de la transcripción (represas cactivada Represor de OmpF (uniéndose al operador) Activador de OmpC (uniéndose al SUA) Habría transcripción de OmpC, de MicF pero no de OmpF. OmpR OmpR se une a: SUA de OmpC activando la transcripción para que haya porinas de poros más estrechos 12 ↓ S SUA de MicF activando transcripción. El RNA se une al RNAm sintetizando previemente de OmpF para bloquear la síntesis de las porinas de poro ancho P Operador de OmpF: se para la transcripción SUA I OmpC PMicFPOmpt I ↑ Bloques Nº porinas constante Quinasa sensora = EnvZ - Proteína reguladora = OmpR Osmolaridad baja- EnvZ inactiva Osmolaridad alta – EnvZ activa  E.coli tiene preferencia por glucosa Crecimiento DIAUXICO (DIAUXIA) que es un proceso bifásico Primer crecimiento exponencial en base a glucosa. Las enzimas del metabolismo de la glucosa- CONSTITUTIVAS Periodo de latencia (no queda glucosa y se activa la síntesis del operón lac) Segundo crecimiento exponencial (usando la lactosa como nutriente) Este tipo de regulación permite una jerarquía en la utilización de distintos sustratos La represión catabólica está implicada en el crecimiento diáuxico Proteína Activadora de Catabolito (CAP) que responde a niveles de cAMP los niveles de cAMP dependen de la cantidad de glucosa. Todos los operones catabólicos tienen un sitio de unión de la proteína CAP activa (actúa de activador) La jerarquía siempre favorece el consumo de glucosa (aporta mayor energía) Además, cada operón catabólico tiene una regulación basada en la presencia de su sustrato inicial CAP está activa cuando está unida a cAMP CAP está inactiva cuando no está unida a cAMP Niveles de AMPc controlados por ADENILATO CICLASA (ATP --> AMPc + PPi) Adenilato ciclasa activa cuando no hay glucosa  Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 5.3. Percepción del quórum Consiste en una coordinación de la expresión génica a nivel poblacional muy amplia (comunicación entre células procariotas dependiente de la densidad celular). > n 129 Las moléculas señalizadores se denominan autoinductores. En Gram(-) son N-acilhomoserina lactonas - - L (AHL) y en Gram(+) son péptidos de pequeño tamaño. Los autoinductores son sintetizados por el AI2 Furanosin propio microorganismo y su concentración extracelular depende del tamaño poblacional. Además, boratos ↑ pueden verse implicados sistemas de componentes. Usados por ambos grupos bacterianos Regula múltiples genes y operones para que se transcriban cuando hay un tamaño poblacional que garantice que el proceso tiene lugar de forma efectiva: - Bioluminiscencia. Participa en Procesos de patogenicidad - Virulencia. Activación de toxinas para ayudar a invadir al hospedador - Simbiosis. Las bacterias del tipo vibrio generaba la lumniscencia en - Producción de biofilm. el calamar, activando el gen de la luciferasa (ocurre en - Transferencia de plásmidos. alta población) El gen LuxI siempre se expresa a bajos niveles. La proteína LuxI es una AHL sintasa. La AHL difunde al exterior y cuando la población bacteriana es elevada, la concentración de AHL es mayor en el exterior que en el interior celular. Inhibidora El gen LuxR codifica para la proteína LuxR (activador) en estado inactivo. LuxR se activa al unirse a AHL (cuando AHL vuelve a entrar al interior celular). La proteína LuxR activa (proteína activadora) es capaz de unirse a DNA y estimular la trancripción de LuxI y del operón que controla la bioluminiscencia y del suyo propio. Ante una 4 población alta, muchos generaarán autoinductore. Estos entran y se unen a LuxR M y se activa. S LuxR se unirá a la Con el promotor y &AHL 118 región del operón: 1 producen LuxR LuxI junto al 3 Activando: 2 Sale de la membrana inactivo operador. Se uniéndose a SUA (solo ella produce transcribe Inhibiendo: autoinductores) a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 (es una LHL uniédoes al sintasa) operador Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins  1º debe haberuna replicación del ADN 5.4. Factores sigma alternativos - esporulación La esporulación consiste en la formación de capas de cubierta y la división asimétrica del citoplasma en condiciones de limitación de nutrientes. Se controla mediante: Por falta de nutrientes. Fuera hay una proteína sensora que detecta la falta - Sistema de fosfotransferencia. de nutrientes - Proteínas reguladoras de inicio de la transcripción. - Factores sigma alternativos. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. B. subtilis en ausencia de nutrientes estimula las proteínas KinA o KinB (kinasas sensoras normalmente inactivas). Estas proteínas, en baja concentración de nutrientes, inician una cascada de activación (fosforilación) de las proteínas Spo0, las cuales activan la síntesis de factores sigma específicos. Spo0F activa Spo0B, el cual activa Spo0A. SpoA activa dos factores sigma: - SigmaF regula la expresión de genes en la zona de formación de la espora. Activa la transcripción de sigmaG. - SigmaE regula la expresión de genes en la zona de la célula vegetativa. Activa la transcripción de sigmaK. SigmaF y sigmaE activan genes propios del proceso de esporulación temprana. SigmaG y sigmaK activan genes propios del proceso de esporulación tardía. Proteína reguladora de respuesta Dirige para la formación del septo Se pueden expresar genes diferentes SpoOAr Activado we Acttivan a sigma k (fases finales de a esporulación) degeneración el deshidratación del protoplasto, estabilización DNA, ácido dipicolínico activa en la lesporal Activará a sigma G (fases finales de l célula Para impedir la degradación En ausencia de KinA actúa B > - durante la fase de esporulación 1 te nutrientes Sensora KinAlkinB activa Se fosforila kinA Kin fosforila a Spo0F inactiva Spo0F fosforila a Spo0B & spo Spo0B fosforila. Spo0A 119 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-6853833 Todos los planes de suscripción incluyen descargas sin publicidad con coins