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Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
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´Recordatorio de la estructura de la cromatina
Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
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Esquemas de la estructura de 10 nm y 30 nm
Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
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Foto del scafold
Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
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El posicionamiento de los nucleosomas coloca las dianas de restricción en posiciones únicas con respecto a los lugares de corte de la nucleasa micrococal en el ligador
El posicionamiento coloca a la diana (rojo) en una única posición
La nucleasa micrococal libera monómeros de DNA
La enzima de restricción corta en su diana
La electroforesis y Southern revela una sola banda
Tema 13. Regulación de la expresión génica. I
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Si no existe posicionamiento, la diana de restricción puede ocupar distintas localizaciones en diferentes copias del genoma. Se producen fragmentos de muy diferentes tamaños tras tratamiento con enzimas de restricción y nucleasa micrococal
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La RNA polimerasa es comparable en tamaño al nucleosoma y podría encontrar dificultades en recorrer el DNA alrededorde octámero de histona
nucleosoma RNA polimerasa
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Experimento que prueba que durante la transcripción el octámero de histona es desplazado del DNA y vuelve a unirse en una nueva posición
Promotor Terminador
Nucleosoma organizado en una posición específica
La RNA polimerasa se une al promotor
La RNA polimerasa transcribe hasta el terminador
El nucleosoma se rehace en una nueva posición
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Modelo para explicar el desplazamiento de los nucleosomas durante la transcripción
La RNA polimerasa avanza
El DNA es desplazado del octámero
El avance de la polimerasa genera torsiones en el DNA que desplazan el octámero el cual se reinserta por detrás de la polimerasa
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La sensibilidad a DNAasaI puede ser evaluada determinando la tasa de desaparición del material que hibrida con una sonda determinada
Digestión de cromatina con DNAasaI
Extracción de DNA y digestión con enzima de restricción
Electroforesis y Southern con sondas para genes que se expresan o no se expresan en el tejido del que procede la cromatina
Sonda 1
Sonda 2
Comparación de las intensidades de las bandas en preparaciones de cromatina digeridas con concentraciones crecientes de DNAasaI
DNAasaI DNAasaI
Gen 1 digerido Gen 2 no digerido
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En eritrocitos de pollo el gen de la -globina es muy sensible a DNAasa I y es insensible el gen de la ovoalbumina
Gen de -globina
Gen de ovoalbumina
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Las histonas se pliegan adoptando estructuras globulares localizadas en el núcleo del nucleosoma. Las colas N-terminales, que llevan los lugares de modificación, podrían ser más flexibles.
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La acetilación de lisina o la fosforilación de serina reduce la carga neta positiva de la proteína
lisina serina
metilación fosforilación
acetilación
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Un dominio de globina está delimitado por sitios hipersensibles en los extremos. El grupo de sitios en 5’ constituye el LCR y es esencial para la función de todos los genes en el agrupamiento.
Sitios hipersensibles 5’ Sitios hipersensibles 3’
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Los dominios pueden poseer tres tipos de sitios: aisladores para impedir los efectos de extensión entre dominios; MARS para unir el dominio a la matriz nuclear; y LCR requeridos para la iniciación de la transcripción
aislador Unidad transcripcional aislador
La unidad es esencial si el gen es esencial
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La densidad típica de dinucleótidos CpG en DNA de mamíferos es 1/100 pb, como por ejemplo en el gen de -globina. En una isla rica en CpG la densidad se incrementa hasta >10 CpG/100 pb. La isla en el gen APRT comienza 100 pb curso arriba del promotor y se extiende 400 pb dentro del gen. Cada línea vertical representa un CpG
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La heterocromatinización inactiva genes. La probabilidad de inactivación de un gen depende de su distancia a la región heterocromática
Heterocromatina
Gen activo Gen activoLa heterocromatina se extiende
Las células silvestres tienen función génica
Gen activo Gen inactivo
Gen inactivo
Células descendientes que han perdido la función génica
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La formación de heterocromatina se inicia cuando RAP1 se une al DNA. SIR3/4 se une a RAP1 y también a H3/H4. El complejo polimeriza a lo largo de la cromatina y puede conectar con la matriz nuclear
Colas N-terminales de H3/H4
RAP1 se une a DNA
SIR3/SIR4 se une a RAP1
SIR3/SIR4 se une a H3/H4
SIR3/SIR4 polimeriza
SIR3/SIR4 se une a la matriz
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Los sitios metilados pueden ser perpetuados por una enzima que reconoce como sustrato sólo los sitios hemimetilados
Sitios completamente metilados
Replicación
Hemimetilados
Metilación
Completamente metilados
Replicación
Hemimetilados No metilado
Hemimetilado
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El estado de metilación está controlado por tres enzimas
Metilasa de novo
Metilasa de perpetuación
Demetilasa
