Pedro Lezama - UPAO

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

BIOQUIMICA

REGULACION METABOLICA

Pedro Lezama A.

plezamaa@upao.edu.pe

EN CADA UNA DE LAS DIAPOSITIVAS ANALIZAR Y DISCUTIR LO YA

ESTUDIADO Y PROYECTARLO A SITUACIONES METABOLICAS

POSTERIORES, ENFATIZANDO EN SU APLICACIÓN CLINICA

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REGULACION METABOLICA

• A NIVEL GENETICO: DOGMA CENTRAL– Operones

• A NIVEL CELULAR– Actividad enzimática– Mecanismos de transporte– Receptores a nivel metabólico y diferenciación– Mediadores celulares y químicos– Vías involucradas???

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Control génico en los seres vivos

• PROCARIONTES– Ajustar la maquinaria enzimática celular a las

condiciones cambiantes nutricionales y físicos de su entorno para mantener la perpetuación de la especie

• EUCARIONTES– UNICELULARES

• Estado nutricional• Tensión de oxigeno• Temperatura• pH Pedro Lezama - UPAO

Crecimiento y desarrollo

FINALIDAD

Fuentes de carbonochoque termico Daño del DNAStress oxidativointermediarios de reduccionaceptores finales (O2,etc)fuentes de nitrogenofosfatososmolaridadtemperaturaotros organismos

Señales

Sin

tesis, activación

o

inactivació

n d

e factores

transcrip

cion

ales

metabolismo celular

Transcripcion

• Modulacion de la actividad de proteinas mediante modificador covalente, o reguladores alostericos (ligandos o moduladores)

• Modulacion de la sintesis y degradacion de enzimas

• Iniciacion de transcripcion• Elongacion • Estabilidad de RNA• Control traduccional• Estructura de molde de DNA

(supercoiling)

Mecanismos microbianos de adaptación al medio

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Comportamiento celular

morfologia

EUCARIONTES

– PLURICELULARES

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ORGANOS ESPECIFICOSESTIMULOS EXTERNOS

REVERSIBLE- Hígado

Activar el gen exacto y necesario en la célula correcta y en el momento preciso

IRREVERSIBLE- Células epiteliales- Eritrocitos- Cristalino- Productores de Anticuerpos

Cuantitativa

Análisis de la regulación génica

cualitativa

Variación de proteínas en los distintos tipos celulares

Puede ser

En ellos debe

dando lugar a

Permitiendo

por métodos

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MECANISMOS BASICOS EN EUCARIONTES

• Regulación de la síntesis y uso del RNAm• Procesamiento diferencial del RNAm en núcleo

celular• Estabilización diferencial del RNAm en citoplasma• Amplificación y reorganización del segmento

cromosómico (genes)• Sus componentes

– Señales moleculares: Cuáles?– Niveles . En qué etapa?– Mecanismos moleculares: cuáles?, comunes o diferentes

para cada gen?, mecanismo específico de control?

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REGULACION GENICA

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MODELOS DE CONTROL GENICO EN PROCARIONTES

OPERONES

Un Operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por elementos de control o genes (promotor y operador) y genes reguladores

ComprendeGen Regulator: codifica proteína represora, que se une al operadorPromotor: corta secuencia de DNA donde se une RNApol, para la transcripción Operador: corta secuencia de DNA donde se une el represor.

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Un operón presenta: 

Operador: controla el acceso de la ARN polimerasa al promotor

Promotor: donde la ARN polimerasa reconoce el sitio de inicio de la transcripción

Gen regulador: controla el tiempo y velocidad de transcripción de otros genes

Genes estructurales: codifican las enzimas relacionadas o las proteínas estructurales

RESUMEN

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Operon Inducible

Operon Lactosa (Lac)

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Operón lactosa (Lac) en ausencia de lactosa

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Operon Reprimible (represible)

Operon Triptófano (Trp)

Operón triptófano: en ausencia de triptófano Pedro Lezama - UPAO

Operón triptófano: en presencia de triptófano

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Resumen en procariontes

CONTROL GENICO EN EUCARIONTES

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Señales que inducen cambios de la expresión génica

de la célula

Nivel en la cual se efectúan

Mecanismo de respuesta

Gen A

Moléculas pequeñas

Polipéptidos

ContactosCélula – célulaCélula - citosol

TranscripciómProcesoEstabilización

Traducción

RNAmProteínas

Región del Promotor

Enhancers

Sitios de unión para

RNApolSitios de reconocimiento para proteinas que incrementan la accesibilidad del DNA

Procesamiento del RNA

Splicing de RNAm, adición

cap, poly A

Tiempo de vida del RNAm

Más duración, mayor síntesis proteica

Mensajero enmascarado

Factor de iniciación para desencademar la tradución

Procesamiento de polipéptidos

Regulación metabólica

Clivaje de segmentos para activarlo

Inhibición Feedback de las enzimas

MECANISMO DE CONTROL DE LA EXPRESION GENICA

CONTROL TRANSCRIPCIONAL

CONTROL POSTRANSCRIPCIONAL

Empaquetamiento de DNA

determinar actividad de

genes

El nucleosoma limita el acceso

al DNA

HeterocromatinaMetilación de DNANo transcripción

Puede involucrar

El cual puede

Puede involucrar

Puff de cromosomas

son

son

DNA más accesible

hacen

Tal como

Necesario para

entonces

necesita

por

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GENES HOMEOTICOS

Diferenciación y desarrollo de grupos de

células

SECUENCIAS HOMEOBOX

HOMEODOMINIOS

Proteinas regulatorias

Activan o reprimen la transcripción

Desarrollo de todo el plan corporal del ser humano

controlan A través de

Codificado por

Son parte de

Se unen al DNA

Influyen sobre

Contribuyen al

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CONTROL DE LA EXPRESION GENICA EN EUCARIONTES

DESARROLLO

CONTROL TRANSCRIPCIONAL

CONTROL POST TRANSCRIPCIONAL

DETERMINACION DIFERENCIACION

Empacamiento de DNA

Metilación de DNA

Puff cromosómico

Regiones promotoras

Intensificadores

Procesamiento de RNA

Tiempo de vida de RNAm

Mensajeros enmascarados

Clivaje de polipéptidos

Regulación metabólica

Restricción del desarrollo potencial

Expresión de diferentes genes

Genes regulatorios u homeóticos

Células genomicamente

equivalentes

Proteínas características en

células especializadas

involucraConduce a

involucra a través de es la debido a

A nivel de

deen

dando lugar a

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CONTROL TRANSCRIPCIONAL

CONTROL POST TRANSCRIPCIONAL

DETERMINACION

Genes regulatorios u homeóticos

Células genomicamente

equivalentes

Proteínas características en

células especializadas

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GAMETOGENESIS

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DESARROLLOEMBRIONARIO

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Crecimiento y Desarrollo• Embrion de 56 dias

Genes impresos

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Ejemplos de genes impresos

Sindrome de Prader-Willi

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- Hipotonia central neonatal- Sobrepeso- Ojos en forma de almendras- Estrabismo- Boca pequeña con

labio superior fino y comisuras de boca bajas- Diámetro estrecho de la frente

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Sindrome de Angelman

RESUMEN

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- Hipotonía- Ligero retardo en el recimiento y

desarrollo- Características faciales típicas- Hipogonadismo- Desórdenes en la alimentación

- Hipotonía- Movimiento o desorden del

equilibrio- Convulsiones- Risa/sonrisa no provocadas- Deterioro en el lenguaje- Retardo marcado

CROMOSOMA 15 NORMAL

Síndrome Prader - Willi

Síndrome Angelman

paterno

materno

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COMUNICACIÓN CELULAR

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