regulacion de la transcripcion y de la expresion genica curso de biología molecular y genómica...

REGULACION de la TRANSCRIPCION y de la EXPRESION GENICA

Curso de Biología Molecular y Genómicapara Profesores de Enseñanza Media

2014

Dr. Héctor Toledo

Facultad de Medicina, Universidad de Chile

¿ Cómo se organiza el genóma?

La Unidad transcripcional

Operón bacteriano

¿Es el mRNA eucarióntico complementario al DNA cromosomal?

intrones y exones en genes eucariontes

En bacterias la transcripción y la traducción están acopladas

DNA

Ocurre en el núcleo

Transcrito primario no es funcional

Nucleus

Transcripción en eucariontes

ExportG AAAAAA

RNA

Transcription

G AAAAAA

RNAProcessing

mRNA

¿Cómo se realiza la maduración del mRNA?

Procesamiento del transcrito primario

• “Capping” en el extremo 5’

• Poliadenilación en el extremo 3’

• Splicing o remoción de intrones

CAPPING en el extremo5´

- Eficiencia de la

Traducción

- Estabilidad del RNA mensajero

7-metilguanosina

enlace 3´-5´fosfodiester

enlace 5´-5´trifosfato

Término de la síntesis del RNA mensajero y síntesis de la cola

de poliA

Poliadenilación en el extremo 3’

- Eficiencia de la

Traducción

- Estabilidad del RNA mensajero

Splicing o remoción de intrones

¿Existen Señales de Splincing que den cuenta de este

proceso?

Sitio de splicing 5’ Punto de

ramificación

Sitio de splicing3’

GU.....................................A........................ …AG

Intron

Señales de Splicing

¿Cómo se realiza este proceso?

Mecanismo de splicing

Ataque Nucleofílico

enlace fosfodiester inusual5’-3’ and 5’-2’

Ataque Nucleofílico

¿Qué moléculas participan en este evento?

PROCESAMIENTO ALTERNATIVO

• Varias señales de poliadenilación

• Varias señales de splicing

Mecanismo de regulación de las síntesis de proteínas en eucariontes mediante RNA interferente

Cell,  150: 895-908, 2012

¿Podemos utilizar este mecanismo en beneficio de la salud?

Terapia Génica

Alcoholismo

Genómica funcional

GenomasInformación

Genómica

GenesExpresión

Transcriptómica

MetabolitosComposiciónCuantificaciónMetabolómica

ProteínasEstructuraActividadProteómica

OrganismoFenotipo

Salud y enfermedad

La revolución de les ciencias “ómicas”La revolución de les ciencias “ómicas”

¿Como explorar el genoma?

Niveles de análisis de la función génica

Proteómica

Análisis de la función de los genes.

Transformándose en el campo central de la genómica funcional.

Se inicia en 1970s con el diseño de los geles-2D.

Alcanza su desarrollo en 1990s con la adaptación de la espectrometría de masa a los problemas biológicos

Proteómica de expresión: su objetivo es medir los niveles de proteínas

después de someter el modelo experimental a un estímulo e identificar las proteínas que

cambian.

Electroforesis en geles de poliacrilamida en condiciones desnaturante

Electroforesis en geles de poliacrilamida: método de análisis de proteínas

Isoelectroenfoque

Electroforesis bidimensional

Helicobacter pylori

Estrés

Lumen

Tejido

Limitación de Nutrientes

Peristaltismo

Receptores Quimiotácticos

Efectores

Huésped

BicarbonatoArginina

Otras moléculas

Secreción gástrica

Respuesta al pH ácidoRespuesta al pH ácido

¿Se modifica el contenido de proteínas de H. pylori l al exponer la bacteria a un pH levemente ácido ?

Análisis mediante electroforesis bidimensional.

Las células se incubaron a pH 7 o pH 6 por 1 hora en presencia de metionina S35.

pH 6pH 7

¿Cómo podemos identificar la identidad de cada mancha?

¿Qué es lo que la espectrometría de masa hace?

1. Es la técnica que mejor determina la masa de las moléculas

2. Da información sobre la estructura química de las moléculas

¿Qué nos permite obtener la espectrometría de masa?

Identificar, verificar y cuantificar moléculas

EntradaFuente de iones

Analizador de masa Detector

Base deDatos

High Vacuum System

Diagrama de un espectrómetro de masa

h Laser

1. Laser ioniza las moléculas.

2. Las molécules (M) se ionizan por transferencia de protones

XH+ + M MH+ + X.

MH+

MALDI: Matrix Assisted Laser Desorption Ionization

+/- 20 kV Grid (0 V)

Muestra

El resultado que muestra el espectro de masas

Re

lativ

e A

bun

dan

ce

Mass (m/z)

0

10000

20000

30000

40000

50000 100000 150000 200000

MH+

(M+2H)2+

(M+3H)3+

Espectro MALDI TOF de IgG

Inlet

Ionization

Mass Analyzer

Mass Sorting (filtering)

Ion Detector

Detection

Ion Source

• Solid• Liquid• Vapor

Detect ionsForm ions

(charged molecules)Sort Ions by Mass (m/z)

1330 1340 1350

100

75

50

25

0

Mass Spectrum

Summary: acquiring a mass spectrum

Fin

Gracias por su atención