Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariontes. Dr. Barbadilla
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Dr. Antonio Barbadilla
Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 1
Tema 9: Regulación de la expresión génica en eucariotas
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 2
Objetivos tema 9:Regulación de la expresión génica en eucariotas
Deberán quedar bien claros los siguientes puntos:
•Regulación genética durante el desarrollo•Totipotencia y diferenciación•Mapas de destino en el nemátodo Caenorhaditis elegans•Desarrollo temprano de Drosophila
•Genes maternos•Genes segmentales•Genes homeóticos
•Regulación de la transcripción en eucariotas•Interacción elementos cis y factores trans•Metilación del DNA
•Regulación postrancripcional•Procesamiento alternativo
•Generación genética de la diversidad de anticuerpos•Genética del cáncer
Deberán quedar bien claros los siguientes puntos:
•Regulación genética durante el desarrollo•Totipotencia y diferenciación•Mapas de destino en el nemátodo Caenorhaditis elegans•Desarrollo temprano de Drosophila
•Genes maternos•Genes segmentales•Genes homeóticos
•Regulación de la transcripción en eucariotas•Interacción elementos cis y factores trans•Metilación del DNA
•Regulación postrancripcional•Procesamiento alternativo
•Generación genética de la diversidad de anticuerpos•Genética del cáncer
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Desarrollo ontogenético
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 4
El nemátodo Caenorhaditis elegans
959 células somáticasCiclo vida 3,5 días
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 5
El nemátodo Caenorhaditis elegans
959 células somáticasCiclo vida 3,5 días
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Mapa de destino celular en C.
elegans
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Mapa de destino celular
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Desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
Juego de herramientas genéticas (Genetic toolkit): Conjunto de herramientas común que pueden utilizarse para crear
muchas estructuras
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Desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
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Genes maternos: crean gradiente citoplasmático en el huevo y su origen es materno
•bicoid: segmentos anteriores•nanos: segmentos posteriores
Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 12
Genes de segmentación (aprx. 20): determinan el número y la organización de los segmentos
•Genes gap: regiones del embrión•Genes regla de pares (pair-rules): definen pares de segmentos•Genes de polaridad de segmento: definen segmentos individuales
Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
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Genes homeóticos: determinan la identidad de los segmentos. Se descubrieron a partir del estudio de mutantes homeóticos
Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
Mutante Antennapedia
Mutante bithorax
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Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
Mutante Antennapedia
Mutante bithorax
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 15
Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
Mutante Antennapedia
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La expresión ectópica del gen homeótico eyeless produce la formación de las estructuras del ojo en una pata de Drosophila
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 18
Genes homeóticos: determinan la identidad de los segmentos. Secuencia reguladora característica denominada homeobox -> Sec. DNA 180 pb, determinan sitios de unión DNA (motivo hélice-giro-hélice). Muy conservado entre especies
•Complejo Antennapedia: grupos de genes homeóticos que controlan la identidad de los segmentos anteriores•Complejo bithorax: grupos de genes homeóticos que controlan la identidad de los segmentos posteriores
Genes implicados en el desarrollo temprano de Drosophila melanogaster
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Conservacion evolutiva de
los genes homeóticos
(Hox)
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Genes Hox
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Filogenia genes Hox
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Esquema resumen de la cascada jerárquica de activación de genes
Genes implicados en el
desarrollo temprano de
Drosophila melanogaster
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Patrones de expresión de genes
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Patrones de expresión de genes
herramientas
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Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Interacción elementos cis y factores trans
•Elementos cis: promotores, intensificadores (enhancers) y silenciadores•Factores trans: factores de transcripción con dos dominios. Unión DNA e Inicio transcripción (algunos deben unirse antes a la RNA pol)
•Dominios unión al DNA (diferentes clases)•Motivo dedo de zinc•Motivo hélice-giro-hélice•Motivo cremallera de leucina•Motivo puños de cobre
•Hormonas esteroides
•Remodelamiento de la cromatina por proteínas y activación génica•Metilación del DNA
•Regulación postranscripcional•Procesamiento alternativo•iRNA
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Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Interacción elementos cis y factores trans
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Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Interacción elementos cis y factores trans
•Elementos cis: promotores, intensificadores (enhancers) y silenciadores
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 28
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Interacción elementos cis y factores trans
Factores trans: factores de transcripción con dos dominios. Unión DNA e Inicio transcripción (algunos deben unirse antes a la RNA pol)
•Dominios unión al DNA (diferentes clases)Motivo dedo de zinc Motivo hélice-giro-héliceMotivo cremallera de leucina Motivo puños de cobre
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Regulación de la expresión génica en eucariotas
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 30
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Interacción elementos cis y factores trans
•Factores trans: factores de transcripción con dos dominios. Unión DNA e Inicio transcripción (algunos deben unirse antes a la RNA pol)
•Hormonas esteroides
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 31
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:
Remodelamiento de la cromatina por proteínas y activación génica: código de las histonas (colas de histonas cuyos residuos de lisina pueden modicarse mediante la unión de grupos acetilo y metilo)
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 32
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Metilación del DNA en las regiones reguladoras de un gen que se hereda (herencia epigenética)-> Impronta parental (Parental imprinting)
Citosina Metil-Citosina
Metiltransferasa
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 33
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Regulación postranscripcional
•Procesamiento alternativo
•RNA interference, microRNAs (miRNA)
Procesamiento alternativo
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 34
Regulación de la expresión génica en eucariotas
Regulación transcripción:•Regulación postranscripcional
•Procesamiento alternativo•RNA interference, microRNAs (miRNA)
microRNAs
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 35
Genética del cáncer
Crecimiento incontrolado clon celular -> Metástasis. Selección natural entre células somáticas de un organismo que escapan al control del organismos
Tipos: •Leucemia (glóbulos blancos)•Linfoma (linfocitos)•Sarcoma (mesodermo: huesos, músculos)•Carcinoma (epitelio: piel, glándulas, mama) 85% cánceres
Teoría mutacional y teoría vírica -> Fusión: Mutaciones somáticas
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 36
Genética del cáncer
Metástasis
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 37
Genética del cáncer
Causas genéticasTres tipos de genes:
•Oncogenes: promueven proliferación celular (protooncogén). Muy conservados evolutivamente. Patrón autosómico dominante
•Genes supresores de tumores (TS): Inhiben la proliferación celular. Patrón autosómico recesivo. (P53, el guardían del genoma –se expresa ante la falta de oxígeno, toxicidad ambiental, daños DNA)
•Genes mutadores: genes que aumentan la tasa de mutación del conjunto del genoma
Metáfora del autobús
•Acelerador = protooncogén•Freno = TS genes•Saboteador = genes mutadores
•Causas ambientales
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Tema 9. Regulación de la expresión génica en eucariotas 38
Animación genes maestros que controlan el diseño corporal Genesis of the body plan of Drosophila (Biology molecular of the Cell on line)Control of gene expression in eukaryotes
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