Tarea U9-- ¿Las bacterias de diferentes especies pueden compartir plasmidos por transformación?

SI PUEDEN:

La obtención de células competentes en E. coli consiste en ir concentrando un cultivo recogido en fase logarítmica, mediante lavados sucesivos en una solución fría (4ºC) de Cl2Ca, tras lo cual la mezcla de células y ADN se someten a unos 2 min. a 42ºC (choque por calor). Este tratamiento altera las envueltas (sobre todo la membrana externa) y aumenta su permeabilidad al ADN. Los plásmidos (pueden de especies similares o diferentes) entran a la célula como moléculas de cadena doble intactas, mientras que los ADN lineales, que entran de la misma forma, son degradados por nucleasas citoplásmicas (RecBCD). Los transformantes se suelen seleccionar en base a la resistencia a algún o algunos antibióticos conferidos por los plásmidos artificiales usados en Ingeniería Genética

Pero también se puede llevar acabo la transferencia del ADN de forma artificial. Esto con la intervención del humano, llevando acabo diferentes técnicas para hacer mejoramientos de organismos, utilizando diferentes especies y entre diferentes especies. recombinando el ADN de los organismos. También por que muchas especies de bacterias carecen de sistemas naturales de transformación.

En los últimos años se ha logrado desarrollar sistemas artificiales para producir “células competentes” en algunas de ellas (como Escherichia coli, Salmonella typhimurium  y algunas especies de Pseudomonas), lo cual ha hecho avanzar los estudios genéticos, especialmente mediante manipulaciones in vitro: por ejemplo, la transformación artificial de E. coli con ADN plasmídico es una de los métodos básicos de la Ingeniería Genética.

La transformación es la transferencia genética que resulta de la incorporación de DNA desnudo por una célula receptora desde una célula donadora. Ciertas bacterias (ej. Bacillus, Haemophilus, Neisseria, Pneumococcus) son capaces de tomar DNA del medio ambiente y ese DNA que es introducido puede llegar a ser incorporado al cromosoma de la célula bacteriana receptora. Esto se llama transformación natural. Porqué si puede ser transferido ADN entre bacterias de especies diferentes?. Porqué lo que se requiere para que se lleve correctamente la transferencia por transformación es que exista homología entre el ADN de la bacteria donante y el ADN  de la bacteria receptora, esto para que se pueda llevar la recombinación adecuadamente. Es decir, cualquier porción del genoma de la célula donante puede incorporarse, siempre y cuando sea igual o similar a la de la célula receptora. El DNA de la célula donante para que pueda ser incorporado al cromosoma de la célula receptora y no tenga ningún problema para ser incorporado debe tener las siguientes características: debe ser de doble hélice, similar al DNA de la célula receptora, por que el ADN  de la bacteria donadora que entra a la bacteria receptora, se pega en la región que exista mayor homología entre las bases, esto para que se lleve acabo la recombinación del ADN, debe tener bajo peso molecular y  tamaño pequeño. Con estas características la bacteria que las presente, puede ser donadora para otras, sin necesidad de pertenecer a la misma especie. Pueden ser de diferentes especies o cercanas. Con estas recombinaciones se ha logrado que numerosas bacterias sean inmunes a diferentes antibióticos y como consecuencia se hacen más fuertes y logran transmitir esas características a sus descendientes, cuando se dividen.

BIBLIOGRAFIA

http://facultad.bayamon.inter.edu/yserrano/geneticamicro.htm

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/17transforma.htm#_Toc64553420

Tarea U8.. CONTROL GENETICO DEL GEN BRCA

Una investigación llevada a cabo en Memphis (Estados Unidos) propone que ciertos genes previenen el cáncer y también guían el desarrollo normal del sistema nervioso antes del nacimiento y durante la infancia mediante la reparación del ADN dañado. Se ha demostrado que el gen Brca2 desempeña un doble papel en el desarrollo del sistema nervioso: elimina los errores que se producen en el ADN debido a la formación de nuevas copias de cromosomas y evita la formación de los meduloblastomas. Los meduloblastomas son un tipo de cáncer de cerebelo que constituye el 20% de los tumores cerebrales de la infancia; más de la mitad aparecen en niños menores de 6 años.

 El gen Brca2 es importante porque como el cerebelo crece en tamaño y complejidad antes y después del nacimiento, se produce una rápida formación de nuevas células nerviosas. Este estudio muestra que el gen actúa como un mecanismo que permite la reparación del ADN dañado cuando las células duplican sus cromosomas cada vez que se dividen. La enorme tasa de divisiones celulares durante el crecimiento del cerebelo incrementa considerablemente el riesgo de daño del ADN. Por tanto, debe existir alguna vía que permita asegurar que este daño se repara rápidamente para prevenir la acumulación anormal de células. Cuando los investigadores eliminan Brca2 durante el desarrollo del sistema nervioso en ratones, la pérdida de este gen conduce a apoptosis, disparando la incapacidad de las células de reparar el ADN dañado. Esto reduce el tamaño del cerebelo, produciendo malformaciones en la forma del cerebro e impidiendo el movimiento de ciertas células nerviosas que normalmente migran a través del cerebelo durante el desarrollo

En 1994, los científicos descubrieron otro gen (similar al BRCA1) al que denominaron BRCA2.Pertenece a la familia de los genes supresores de tumores, que en el organismo sano controlan la proliferación celular. Ellos, por tanto son reguladores negativos de crecimiento y cuando no están presentes en la célula o se encuentran inactivos a causa de mutaciones, las células dejan de crecer normalmente y adquieren propiedades proliferativas anormales, características de las células tumorales. Estos genes que son ubicuos, porque se expresan en todas las células del organismo y participan en la reparación del ADN.Los estudios del gen BRCA2 han puesto en evidencia que es el responsable del 35% de los cánceres de mama hereditarios en mujeres y de un 14% del cáncer de mama en varones.

Se han descrito unas 450 mutaciones

Las mutaciones de BRCA2 se hallan asociadas a un riesgo incrementado para el desarrollo de diversos cánceres, como el de mama femenino y masculino, el de ovario, de próstata, de páncreas y de laringe. BRCA2 se halla ubicado en el brazo largo del cromosoma 13 (13q 12-13). Al igual que BRCA1, el producto génico de BRCA2 está involucrado en el proceso de reparación del ADN, formando un complejo multiproteico con otras proteínas como la Rad. 51, BARD1 y BRCA1

Conclusión U9

La transducción, que es un proceso por el cual las bacterias transfieren DNA a otro bacteria receptora, utilizando fagos. La conjugación, es el proceso por el cual bacterias intercambian plásmidos F, a través de estructuras llamadas pilis. Y por ultimo la transformación es el mecanismo por el cual una bacteria puede tomar DNA del medio. Estos son los procesos por el cual las bacterias pueden recombinan sus genes y se vuelven más adaptables al medio. 

 

    

9.2.2 Químicos

Basados en la formación de complejos que las células sean capaces de adquirir e incorporar, bien sea directamente mediante la ruta endocítica (fosfato cálcico, DEAE dextrano) o a las membranas (lipofección).

MÉTODO DEL FOSFATO CÁLCICO.

Se empezó a usar esta técnica en los años 60, pero fue en los 70 cuando se empezó a desarrollar suficientemente para tener buenas eficacias de transfección. Se basa en la precipitación del DNA exógeno y los iones de calcio, provocando que la célula, mediante endocitosis, introduzca el DNA en su interior. La eficacia de transfección puede llegar al 10% de las células, aunque suele ser transitoria.

No es una técnica que provoque toxicidad en las células pero la expresión del transgen es muy pequeña. Únicamente se usa en cultivos celulares, y por lo tanto su aplicación es "ex vivo".

MÉTODO DEL DEAE DEXTRANO.

Basado en la obtención de complejos entre la resina DEAE y el DNA. Los polímeros de DEAE dextrano o polybreno tienen una carga que les permite unirse a las muy negativamente cargadas moléculas de DNA. El DNA acomplejado se introduce en las células mediante choque osmótico mediante DMSO o glicerol. El uso de DEAE  dextrano se limita a las transfecciones transientes.

La microinyección

 La microinyección es un proceso que consiste en utilizar microagujas para insertar sustancias a un nivel microscópico o en el límite de lo macroscópico dentro de una célula viva. Es un simple proceso mecánico en el cual una aguja extremadamente fina penetra la membrana celular y a veces la membrana nuclear para lanzar su contenido. La microinyección es normalmente realizada bajo un microscopio óptico llamado micromanipulador. El proceso es frecuentemente usado como un vector en ingeniería genética y transgenética para insertar material genético en una célula. El proceso de clonación también involucra microinyecciones.

Las microagujas miden alrededor de 10 micrómetros. Pueden contener cerca de 15 microlitros de ADN. Es similar a la sección transversal de un cabello humano. Es un método muy preciso de transferencia génica. Requiere personal capacitado.

 En biología molecular, el proceso de electroporación es usado habitualmente para la transformación de bacterias, levaduras y protoplastos vegetales. Además de membranas lipídicas, las bacterias también tienen una pared celular compuestas de peptidoglicano y sus derivados.

La electroporación

La electroporación o electropermeabilización es un significativo aumento de la conductividad eléctrica y la permeabilidad de la membrana plasmática celular causado por un campo eléctrico aplicado externamente. Es habitual en biología molecular como forma de introducción de diferentes sustancias en células, como por ejemplo sondas moleculares, un fármaco que puede cambiar las funciones celulares o un fragmento de DNA codificante, como puede ser un plásmido.

Cuando el voltaje que atraviesa una membrana plasmática excede su rigidez dieléctrica se forman poros. Si la fuerza del campo eléctrico aplicado o la duración de la exposición al mismo se eligen apropiadamente, los poros formados por el pulso eléctrico se sellan tras un corto período, durante el cual los compuestos extracelulares tienen la oportunidad de entrar a la célula. Sin embargo, una exposición excesiva de células vivas a campos eléctricos puede causar apoptosis o necrosis, procesos que provocan la muerte celular.

9.2 Mecanismos de transferencia artificial

9.2.1 Físicos.

biobalistica.

El término biobalística deriva de la conjunción de “biología y balística” o “balística biológica”. Este es un método muy original ideado y refinado en la década de 1980 por un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell (EE.UU.), que permite introducir ADN a virtualmente cualquier tipo de célula. En este procedimiento el ADN es introducido en las células por medio de partículas microscópicas (micropartículas) aceleradas a velocidades supersónicas, que atraviesan la pared y la membrana celular. Las partículas son aproximadamente esféricas (de 0.4 a 2.0 micrómetros de diámetro), están hechas de materiales densos como oro o tungsteno, y se recubren con el ADN que se desea transferir a las plantas. Para que las micropartículas pueda atravesar las membranas celulares y llegar al núcleo de las células blanco, son impulsadas a gran velocidad por explosión de pólvora seca, liberación de gas comprimido a alta presión (aire, helio, CO2 o N2), o por una descarga eléctrica de una gota de agua. Una vez dentro del tejido vegetal el ADN se desprende de las micropartículas debido a las modificaciones del entorno iónico.

Si las partículas atraviesan las membranas y son atrapadas en el núcleo, el ADN puede integrarse de forma estable en los cromosomas mediante un proceso de recombinación al azar, lo que se considera como transformación estable

 

9.1.5 Transfección

La Transfección es una técnica empleada para introducir fragmentos de ADN adicional en células de mamíferos. El vehículo que transporta el nuevo ADN es un virus capaz de infectar a la célula. La información genética del virus es modificada previamente, sustituyendo genes que codifican proteínas implicadas en la virulencia y en la replicación del virus por genes de interés que se desea insertar en el mamífero. En muchos casos se transfectan genes que codifican proteínas con función terapéutica o genes necesarios para restaurar una deficiencia génica.

9.1.3. Transducción

En 1951 Joshua Lederberg y su colaborador Zinder estaban investigando en Salmonella la posible existencia de un sistema de conjugación al estilo del que se acababa de descubrir en su pariente Escherichia coli. Mezclaron dos cepas de Salmonella, cada una con un juego distinto de marcadores genéticos. (Eureka! Obtuvieron recombinantes. Descartaron que se tratara de transformación, ya que los resultados eran similares si añadían DNAsa al sistema. Entonces, ¿era un fenómeno de conjugación? Realizaron el experimento del tubo en “U”, con una membrana separando los dos brazos de la U, en cada uno de los cuales se colocaba una de las cepas. La membrana impide el paso de bacterias y los contactos intercelulares directos entre las dos cepas. Pues bien... seguía habiendo recombinantes. Esto descartaba, pues, que se tratara de conjugación. Se postuló que debía de existir un “agente filtrable” resistente a las nucleasas, responsable último de la transferencia genética.

La transducción especializada con el fago l permitió los primeros aislamientos (“clonaciones”) de genes in vivo, pero por supuesto, desde mediados de los años 70 la clonación de genes se realiza ya con métodos de ADN recombinante (ingeniería genética).

9.1.2 Conjugación

En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido F, además del cromosoma bacteriano.

La duraciónón del contacto entre bacteria dadora y bacteria receptora condiciona la importancia del fragmento cromosómico transmitido. El estudio de la conjugaciónón ha permitido establecer los mapas cromosómicos de ciertas bacterias. Ciertamente, la conjugaciónón juega un papel en la aparición en las bacterias de resistencia a los antibióticos.

9.1.1 Transformación.

La transformación en genética se refiere a la alteración genética de una célula que resulta de la introducción y expresión de material genético externo (DNA). En bacterias, la transformación se refiere en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.

9.1 Mecanismos de transferencia natural

Factores que afectan la transformación.

·         Tamaño del DNA – Funciona mejor el DNA de doble cadena de al menos 5 X 105 daltones. Por tanto, la transformación es sensible a las nucleasas del medio ambiente.

·         Competencia de la célula receptora – Algunas bacterias son capaces de incorporar DNA en forma natural. Sin embargo, estas bacterias solo toman al DNA en una etapa particular de su ciclo celular, cuando producen una proteína específica llamada factor de competencia. Cuando la bacteria se encuentra en este estadio se dice que es competente. Otras bacterias no son capaces de incorporar el DNA naturalmente, sin embargo en estas bacterias la competencia puede ser inducida in vitro mediante tratamiento con sustancias químicas (ej. CaCl2).

Pasos de la transformación.

·         Incorporación del DNA – La incorporación del DNA por las bacterias Gram+ y Gram- es diferente. En las bacterias Gram+ el DNA se introduce en forma de moléculas de cadena sencilla y la cadena complementaria se sintetiza dentro de la célula receptora. En contraste, las bacterias Gram- incorporan DNA de doble cadena.

·         Recombinación General/Legítima/Homóloga – Luego de que el DNA de la célula donadora se ha incorporado, ocurre un evento de recombinación recíproca entre el cromosoma y el DNA de la célula donadora. Esta recombinación requiere de que exista homología entre el DNA del donador y el cromosoma receptor, lo que finalmente resulta en la substitución de DNA entre la receptora y la donadora.

 

INTRODUCCION, OBJETIVOS Y METODOLOGIA

Introducción.

Griffith trabajó sobre la transferencia de virulencia en la bacteria patógena Streptococcus pneumoniae en 1928. Este demostró con sus experimentos que el DNA era necesario para adquirir la virulencia. Su experimento consistió en calentar bacterias virulentas (que ocasionan la enfermedad) que luego eran inyectadas en ratones. Los ratones no experimentaban enfermedad alguna y no era posible recuperar las cepas de bacterias inyectadas. Cuando inyectó una combinación de bacterias virulentas muertas y bacterias vivas no virulentas, los ratones morían.  Le fue posible además recuperar bacterias virulentas vivas de los ratones muertos. Griffith denominó transformación a esta conversión de bacterias no virulentas a bacterias virulentas.

Objetivo.

Entender las bases moleculares del intercambio del material genético entre los diferentes seres vivos para su posterior aplicación.

Metodología

Para la realización de la unidad número  se tomarán referencias bibliográficas de;

1._ Lehninger. Bioquímica. Editorial: Omega. Año: 2003 2da Edición. Que se localizan en el centro de información del Tecnológico

2._ http://www.curtisbiologia.com/node/119

3._Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. Curtis Biología. 7ª edición,  ed. Panamericana, impreso en México,  2007.

PORTADA U9

                           INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

                                                           UNIDAD 9

                                  TRANSFERENCIA DEL MATERIAL GENÉTICO

                                                Nombre del Alumno:

                                          OSCAR YÁÑEZ CHAVEZ

                                                     Carrera: Lic. Biología

                        Ciudad Altamirano, Gro. México. A 06 de junio del 2012

Conclusiòn

 PUDIMOS OBSERVAR Y ENTENDER LO ELEMENTAL DE CUALES SON LOS PROCESOS MAS ÚTILES Y NECESARIOS PARA QUE SE LLEVE A CABO LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS A SI COMO LOS NIVELES DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA EN ORGANISMOS PROCRIOTICOS Y EUCARIOTICOS, ADEMAS QUE PUDIMOS ENTENDER PERFECTAMENTE COMO FUNCIONAN LOS MODELOS DE OPERON LACTOSA Y OPERON TRIPTOFANO EL CUAL DE LOS 2 PARA MI PUNTO DE VISTA PERSONAL FUE EL MAS CONFUSO, LOS VIMOS A AMBOS EN AUSENCIA Y PRESENCIA DE LACTOSA Y ADEMAS DE LAS DIFERENCIAS QUE OCURREN EN LOS DOS PROCESOS Y LAS RUTAS QUE SE TOMAN DE ACUERDO A LA PRESENCIA DE ALGUNOS FACTORES.

8.3 Regulación de la expresión genética en organismos eucariotas

Los organismos multicelulares complejos están compuestos de diferentes tejidos cuyas características individuales dependen de las proteínas específicas expresadas por sus tipos celulares. 

La diferenciación,  el desarrollo y la funcionalidad  de los tejidos específicos dependen  del conjunto de proteínas selectivamente expresadas por cada célula.

Estas proteínas expresadas en forma diferencial pueden  funcionar como componentes estructurales de las células, enzimas reguladoras del metabolismo, factores de transcripción,  receptores celulares, componentes intracelulares de señalización, etc.

La expresión incorrecta de tales proteínas, su expresión en lugares equivocados, a destiempo, o la producción en cantidades anormales de proteínas específicas o de proteínas de función anómala subyace a toda patología celular de base genética.

Por consiguiente el conocimiento de los mecanismos de regulación de la expresión proteica en eucariontes  contribuirá al conocimiento de las bases moleculares de diversas patologías.

 

 

NIVELES DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN PROTEICA EN EUCARIONTES

En las células eucariotas, la capacidad de expresar proteínas biológicamente activas resulta de  diferentes niveles  regulatorios.

La compactación de la cromatina afecta la capacidad de unión de las enzimas y factores transcripcionales de genes específicos.

La cromatina se puede dividir en dos clases según su patrón de tinción.

La eucromatina se tiñe suavemente y se corresponde con regiones  del genoma que están disponibles  para la transcripción. 

Por otro lado,  la heterocromatina, se tiñe intensamente  y se corresponde a regiones del genoma que  están densamente compactadas e inaccesibles para el aparato transcripcional.

Se pueden distinguir dos clases de heterocromatina: la constitutiva y la facultativa. La constitutiva hace referencia a cromosomas o parte de ellos que son heterocromáticos en todas las células de una misma especie, mientras que la facultativa implica zonas de cromosomas que se pueden descompactar tornándose en  eucromatina  en algunas células de un mismo organismo.

Como la heterocromatina no puede ser transcripta, la expresión génica en los eucariontes se puede reprimir  por condensación de eucromatina en heterocromatina. Todavía no se conocen todos los factores que  modulan la descompactación de la cromatina. 

Ciertamente hay proteínas que reconocen secuencias específicas del DNA y una vez unidas, transmiten la señal  de descondensación de  cerca de 10000 pares de bases correspondientes a un bucle de la cromatina.

Las acetilaciones y desacetilaciones de histonas son modificaciones covalentes frecuentes en estos fenómenos de descompactación cromatínica. Un ejemplo típico de este tipo de regulación ocurre  en  la acetilación de coactivadores involucrados en las transcripciones genéticas moduladas por las hormonas tiroideas. 

Las acetilaciones se producen en los residuos de lisina de los extremos aminoterminales de las histonas, reduciendo su carga positiva y por lo tanto su afinidad de unión al ADN cargado negativamente. La desacetilación de las histonas, mediada por desacetilasas provoca el efecto contrario (recompactación).

Secuencias características de organización del DNA como los  palíndromes así como la disposición espacial del  DNA Z han sido relacionados con señalizaciones para el sitio de inicio de la transcripción.

:

La metilación de los restos de citosina en el ADN, especialmente en los sitios promotores, dificultan la transcripción. 

Por ejemplo: los genes de globina están más metilados en células no productoras de hemoglobina que en los eritroblastos. Las metilaciones se producen  en  secuencias específicamente reconocidas ( 5’--- m CpG ---3’) que generalmente se agrupan en “islotes” ricos en GC, con frecuencia  dentro o cerca  de regiones reguladoras de la transcripción.

La metilación puede inhibir la transcripción de los genes al interferir  en la capacidad de los factores de transcripción  para reconocer los sitios de unión al ADN  o alterando las conformaciones del ADN  dificultando la polimerización de la ARN polimerasa.

 Uno de los ejemplos más espectaculares de la metilación  ocurre durante el fenómeno de impresión genómica. Así, el conjunto de cromosomas heredados del progenitor masculino no es funcionalmente equivalente al conjunto de cromosomas heredados  de la madre.Existen por lo menos 100 genes sometidos a esta expresión diferencial. Las versiones activas e inactivas de los genes difieren en sus patrones de metilación. Las diferencias en los alelos se originan durante la gametogénesis.

                                                 BIBLIOGRAFIA:

           med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/expresion.htm

8.4.2 Operon triptofano

El Operón Triptófano regula la transcripción de las enzimas que intervienen en una vía anabólica. 

Las cinco enzimas que regula este Operón pertenecen a la vía anabólica del aminoácido Triptófano.

Es más que innecesaria la síntesis de un aminoácido, por parte de la célula, cuando la misma contiene cantidades suficientes de él. Cuando la concentración de Triptófano es la adecuada el represor inactivo, codificado por el gen regulador, se une a otra molécula que le confiere la capacidad para acoplarse al operador. 

Al estar el operador ocupado, la ARN polimerasa no podrá formar el Complejo Promotor Abierto, por lo tanto, la síntesis de las enzimas intervinientes en la vía anabólica del Triptófano no son producidas. El co-represor, molécula que confiere la activación del represor, es nada más ni nada menos que el Triptófano.

 Es sumamente lógico que lo sea, ya que cuando hay una alta concentración de Triptófano, no es necesario gastar energía en sintetizarlo. Si la concentración de mencionado aminoácido es baja, el represor no podrá unirse al co-represor, por tal motivo el represor no adquirirá la capacidad de unirse al operador.

Al encontrarse el operador libre, la ARN polimerasa podrá iniciar la transcripción de los genes estructurales, obteniéndose las enzimas necesarias para poder sintetizar este aminoácido esencial.

www.ucm.es/info/genetica/grupod/Operon/Operon.htm

8.2.1 operon lactosa

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

Los principales elementos que constituyen un operón son los siguientes:Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos. Se trata de los genes cuya expresión está regulada. 

Los operones bacterianos suelen contener varios genes estructurales, son poligénicos o policistrónicos. Hay algunos operones bacterianos que tienen un solo gene estructural. Los operones eucarióticos suelen contener un sólo gen estructural siendo monocistrónicos.

El promotor (P): se trata de un elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la ARN polimerasa para comenzar la transcripción. 

Se encuentra inmediatamente antes de los genes estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra P.

El operador (O): se trata de otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora. El operador se sitúa entre la región promotora y los genes estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra O.

El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador. 

El gen regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está inmediatamente al lado. Abreviadamente se le denomina gen i.

Proteína reguladora: proteína codificada por el gen regulador. Está proteína se une a la región del operador.

Inductor: sustrato o compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.

En ausencia del inductor (la lactosa), la proteína represora producto del gen i se encuentra unida a la región operadora e impide la unión de la ARN-polimerasa a la región promotora y, como consecuencia, no se transcriben los genes estructurales

En presencia del inductor (lalactosa). 

Este se una e la proteina reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando acceso libre a la ARN- polimerasa para que se una la región promotora y se transcriban los genes estructurales

8.2 regulación de la transcripción en organismos procarioticos

En las bacterias, a pesar de ser organismos unicelulares, también es necesaria regular la expresión de los genes adaptándola a las necesidades ambientales. Es un principio de economía celular el que la expresión de los genes este regulada según las circunstancias celulares.

 Un buen ejemplo de esta situación en bacterias es la regulación de las enzimas implicadas en el metabolismo de los azúcares.

 Las bacterias pueden emplear para obtener energía distintas fuentes de carbono, como la glucosa, lactosa, galactosa, maltosa, ramnosa y xilosa. Existen enzimas capaces de introducir cada uno de estos azúcares en la bacteria y enzimas capaces de romperlos para obtener energía. Lógicamente, sería un despilfarro energético producir simultáneamente todos los enzimas necesarios para metabolizar los diferentes azúcares mencionados.

Por consiguiente, sería mucho más económico para la célula producir solamente las enzimas necesarias en cada momento, es decir, si en el medio en el que vive la bacteria la principal fuente de carbono es la lactosa, solamente se expresarían los genes necesarios para metabolizar la lactosa, mientras que los otros genes no se expresarían. 

Por tanto, es esencial que exista un mecanismo de regulación de la expresión génica, de manera que los genes se expresen cuando sea necesario.

La regulación de la producción de proteínas (síntesis de proteínas) considerando el proceso en su conjunto, puede llevarse a cabo en tres niveles:

·         Replicación

·         Transcripción

·         Traducción.

De los tres niveles de regulación, uno de los mejor conocidos actualmente es la regulación durante la transcripción.

8.1 niveles de regulación de la expresión genética

El control de los genes regulables se realiza mediante proteínas que van a desarrollar un control activador o inhibidor sobre el mecanismo de la transcripción. 

Las células contienen un conjunto de proteínas que al unirse a secuencias específicas del ADN activan o desactivan los genes. Cada una de estas proteínas reguladoras de genes se encuentra en un número pequeño de copias y reconoce una secuencia de ocho a quince nucleótidos de la cadena del ADN. La unión puede facilitar (regulación positiva) o inhibir (regulación negativa) la transcripción de un gen adyacente.

En el caso de células procariotas, la mayoría de los ARNm son policistrónicos y pueden llevar transcritos de 2 a 6 genes. 

Los genes regulables que codifican proteínas de una ruta metabólica concreta no se encuentran dispersos en el genoma, sino que están normalmente adyacentes, agrupados en unidades de funcionamiento u operación denominadas operones, y su transcripción está bajo el control de proteínas activadoras y represoras. La región del ADN donde se unen estas proteínas recibe el nombre de operador y está muy próxima, si no solapada, con la región del promotor.

El ADN de Escherichia coli consta de un único cromosoma circular que contiene información para unas 4000 proteínas distintas; sin embargo, en un momento dado sólo se sintetizan algunas de ellas. Al ser un organismo procariota, regula la expresión de muchos de sus genes en función de los niveles intracelulares de metabolitos específicos, que varían según el medio ambiente que rodea a la célula. 

Los estudios genéticos sobre la utilización de lactosa como fuente alimenticia permitieron describir un modelo de regulación de expresión génica, el operón lactosa (lac), que es uno de los ejemplos mejor caracterizados de regulación a nivel de la transcripción.

Control positivo: Se dice que un sistema está bajo control positivo cuando el producto del gen regulador activa la expresión de los genes, actúa como un activador.

Control negativo: se dice que un sistema está bajo control negativo cuando el producto del gen regulador reprime o impide la expresión de los genes, actúa como un represor.

www.uam.es/eva.richard/.../control%20expresion%20genica.pdf