EL CEREBRO CELULAR

NUCLEO

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POR QUE EL CEREBRO CELULAR?

La funcin del ncleo es mantener la

integridad de los genes y controlar las actividades celulares regulando la expresin gnica. Por ello se dice que el ncleo es el centro de control de la clula o el cerebro celular.

En el ncleo se guardan los genes en forma de cromosomas (durante la mitosis) o cromatina (durante la interfase)

Se organizan los genes en cromosomas lo que permite la divisin celular.

Se producen los ribosomas en el nucleolo (ARNr) y los ARNt en el ncleo para formar las protenas.

Se transportan los factores de regulacin de la expresin y los genes a travs de los poros nucleares

Se producen los mensajes (ARNm) que codifican para las protenas.

ADN, CROMOSOMAS Y GENOMA

Descifrando la estructura del DNA

-Difraccin de rayos X obtenida por Rosalind Franklin (foto n 51) -Watson y Crick (1953) propusieron que el DNA se estructuraba en una doble hlice

Rosalind Franklin 1920-1958

1962-Nobel de Medicina Trabajo realizado por el descubrimiento de la estructura del DNA

COMPACTACION DEL ADN

CROMOSOMAS Cohesina y condensina,

CROMOSOMAS HOMOLOGOS

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PARTES DEL CROMOSOMA

CARIOTIPO O CARIOGRAMA

Cariotipo se usa con frecuencia para referirse a un cariograma, el cual es un esquema, foto o dibujo de los cromosomas de una clula en metafase ordenados de acuerdo a su morfologa (metacntricos, submetacntricos, telocntricos, subtelocntricos y acrocntricos) y tamao, que estn caracterizados y representan a todos los individuos de una especie.

EJ: CARIOGRAMA SINDROME DOWN

GENOMA

El genoma es el conocimiento de la totalidad de la informacin gentica que posee un organismo en particular, es decir, que es lo que codifica cada regin. Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucariontes nos referimos slo al ADN contenido en el ncleo, organizado en cromosomas. (no olvidar genoma mitocondrial)

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GENES, LOCI Y LOCUS

GEN: SECUENCIA DEL ADN QUE CODIFICA PARA UN PRODUCTO GENICO (ARN O PROTEINAS) LOCUS: del latn locus, lugar; el plural en espaol es locus, pero por influencia anglosajona se suele usar incorrectamente loci). Este corresponde a una posicin fija en un cromosoma, por ejemplo la posicin de un gen o un marcador gentico. Una variante de la secuencia del ADN en un determinado locus se llama Alelo. MAPA GENETICO: La lista ordenada de locus conocidos para un genoma particular se denomina mapa gentico.

Componente Notas

22 El nmero de cromosoma.

P La posicin est sobre el brazo corto del cromosoma (p de petit en francs); q (de queue) indica el brazo largo.

11.2

Los nmeros tras las letras representan la posicin sobre el brazo: banda 1, sub-banda 1, y, tras el punto, sub-sub-banda 2. Las bandas son visibles bajo el microscopio cuando el cromosoma est adecuadamente teido. Cada banda se numera empezando por 1 por la ms cercana al centrmero. Sub-bandas y sub-sub-bandas son visibles a altas resoluciones. La correcta forma de leer estos nmeros es "uno uno punto dos" (no "once punto dos").

http://es.wikipedia.org/wiki/Centr%C3%B3mero//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Cromosoma22.PNG

QUE ES EL CONSEJO GENETICO? Locus Localizacin Gen Herencia

DFNB1 13q12 GJB2 AR

DFNB2 11q13.5 MYO7A AR

DFNB3 17p11.2 MYO15 AR

DFNB4 7q31 PDS AR

DFNB9 2p22-p23 OTOF AR

DFNB21 10p11.2-q21 TECTA AR

DFNA1 5q31 HDIA1 AD

DFNA2 1p34 GJB3

KCNQ4 AD

DFNA3 13q12 GJB2 GJB6

AD

DFNA5 7p15 DFNA5 AD

DFNA8 11q22-24 TECTA AD

DFNA9 14q12-q13 COCH AD

DFNA11 11q12.3-q21 MYO7A AD

DFNA12 11q22-q24 TECTA AD

DFNA13 y 14 6p21 y 4p16 COL11A2 AD

DFNA15 5q31 POU4F3 AD

DFN1 Xq22 DDP LS (X)

DFN3 Xq21.1 POU3F4 LS (X)

LA ENVOLTURA Y EL PORO NUCLEAR

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LA LAMINA NUCLEAR

EL DINAMISMO DE LA ENVOLTURA NUCLEAR

TRANSPORTE A TRAVES DEL PORO nucleoporinas y carioferinas

(importinas y exportinas)

La protena clave es una denominada RAN, cuando esta como RAN-GTP (esto ocurre en el ncleo) hace que la importina se separe y que la exportina se una.

IMPORTINA: CARIOFERINA QUE INGRESA MOLCULAS AL NUCLEO EXPORTINA: PROTEINA QUE EXPORTA MOLECULAS DESDE EL NUCLEO

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NUCLEOLO Y RIBOSOMAS

CICLO CELULAR: Cmo logra la clula duplicar y repartir el material duplicado en dos?

CHECKPOINTS O PUNTOS DE CHEQUEO

REGULACION DEL CICLO CELULAR

CICLINAS Y QUINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS (cdk)

1 PUNTO DE CHEQUEO (paso de G1 a S): ESTA TODO PREPARADO PARA INICIAR SINTESIS DE ADN?

p53 y p21 corresponden a genes que generan protenas supresoras de tumores

EN FASE S

El complejo cdk-ciclina ayuda a que se reconozca el sitio de origen de la replicacin (ORI) y se inicie la REPLICACION o copia del ADN.

El mismo complejo cdk-ciclina, una vez iniciada la replicacin esconde al ORI para evitar que se inicie una 2 replicacin del ADN

2 Punto de chequeo: se replico solo una vez y completo el ADN? hay mutaciones sin

corregir?

3 Punto de control: antes de iniciar la mitosis.: estn correctamente alineados los cromosomas?

ROL DE LA P53

LOS GENES DE ACUERDO A SU MODALIDAD DE EXPRESION

GENES DE EXPRESION CONSTITUTIVA

SE EXPRESAN CONSTANTEMENTE Y EN FORMA

INDEPENDIENTE A LOS REQUERIMIENTOS DE LA

CELULA (HOUSE-KEEPING)

GENES DE EXPRESION REGULADA

SU EXPRESION OCURRE SOLO EN CIERTOS ESTADOS

DE LA CELULA, O DEL ORGANISMO, Y EN RESPUESTA

A ESTIMULOS FISIOLOGICOS (SEGUNDOS MENSAJEROS,

HORMONAS, ACIDOS GRASOS, ETC), O AMBIENTALES

TAMBIEN PUEDE OCURRIR QUE SU EXPRESION SEA

INHIBIDA POR LOS MISMOS ESTIMULOS ANTERIORES

LA EXPRESION DE PRODUCTOS GENICOS, COMO LAS

PROTEINAS, PUEDE SER REGULADA AL MENOS A SIETE

NIVELES DIFERENTES

-EN LA SINTESIS DEL mRNA TRANSCRIPTO PRIMARIO O

NACIENTE

- A NIVEL DEL PROCESAMIENTO POST-TRANSCRIPCIONAL

DEL mRNA

- A NIVEL DE LA DEGRADACION DEL mRNA

- A NIVEL DE LA TRADUCCION

- A NIVEL DE LA MODIFICACION POST-TRADUCCIONAL

DE LAS PROTEINAS

- A NIVEL DE LA DEGRADACION DE LAS PROTEINAS

- A NIVEL DEL TRANSPORTE DE LAS PROTEINAS

LUGAR MAS COMUN

DE REGULACION

DIFERENTES SITIOS DONDE SE PUEDE REGULAR LA EXPRESION GENICA

LA EXPRESION DE LOS GENES REGULADOS PUEDE SER:

- INICIADA: SE TRATARA DE UN GEN INDUCIBLE Y EL

PROCESO SERA UNA INDUCCION

- FINALIZADA: SE TRATARA DE UN GEN REPRESIBLE Y

EL PROCESO SERA UNA REPRESION

LA REGULACION DE LA TRANSCRIPCION ES REGULADA

POR LA INTERACCION ENTRE EL DNA Y DIFERENTES

PROTEINAS Y EN SECUENCIAS ESPECIFICAS DEL DNA

PROTEINAS DE

DIFERENTE ESTRUCTURA

SECUENCIAS

ESPECIFICAS DEL DNA

INTERACCION

Secuencias de consenso de promotores en E. coli

ESPACIO OCUPADO POR RNA pol

LA EFICIENCIA DE LA TRANSCRIPCION VA A DEPENDER DE

LA MAYOR O MENOR AFINIDAD DEL LA RNA pol CON LAS

SECUENCIAS DE CONSENSO DEL PROMOTOR

LA INTERACCION DE LA RNA pol PUEDE SER ESTIMULADA

POR ACTIVADORES, O INHIBIDA POR REPRESORES

INTERACCION DNA-PROTEINAS REGULADORAS

OCURRE EN LAS SECUENCIAS DE CONSENSO

LA REGULACION OPERADA POR REPRESORES

ES UNA REGULACION NEGATIVA, ES PROPIA DE

PROCARIONTES

LOS REPRESORES SE UNEN AL DNA EN REGIONES

LLAMADAS OPERADORES Y QUE SE UBICAN EN

FORMA PROXIMA A LOS PROMOTORES, O FORMANDO

PARTE DE LOS PROMOTORES, CASI SIEMPRE DOWSTREAM

LA REGULACION OPERADA POR ACTIVADORES

ES UNA REGULACION POSITIVA, ES PROPIA DE

EUCARIONTES, AUNQUE TAMBIEN EXISTE EN

ALGUNOS PROCARIONTES

LOS ACTIVADORES SE UNEN AL DNA EN REGIONES

PROXIMAS O DISTANTES A LOS PROMOTORES, UPSTREAM.

EN LOS EUCARIOTES LOS ACTIVADORES PUEDEN TAMBIEN

UNIRSE A SECUENCIAS MUY RIO ARRIBA Y SE CONOCEN COMO

FACILITADORAS O ENHANCERS

SECUENCIAS

UPSTREAM

PROMOTOR

OPERADOR

GENES REGULADOS

A PARTIR DE ELLOS

SE FORMAN LOS mRNA

LUGAR DE INTERACCION

DE LOS ACTIVADORES

EL OPERADOR

LUGAR DE INTERACCION

DE LOS REPRESORES

MODELO GENERAL DE INTERACCION DE ACTIVADORES

Y DE REPRESORES

ACTIVADORES: EN EUCARIONTES

REPRESORES: EN PROCARIONTES

REPRESOR

INACTIVO

ACTIVADOR

INACTIVO

MECANISMOS DE REGULACION DE LA INICIACION DE LA TRANSCRIPCION:

REGULACION NEGATIVA Y REGULACION POSITIVA

Estructura de un opern de procariontes

EN PROCARIONTES LA UNIDAD REGULADORA FORMADA

POR EL PROMOTOR, EL OPERADOR, Y LOS GENES REGULADOS

LLAMADOS GENES ESTRUCTURALES RECIBE EL NOMBRE

DE OPERON.

EN LA FORMA DE UN

mRNA POLICISTRONICO

EL OPERON: UNIDAD FUNDAMENTAL DE REGULACION

EN LOS PROCARIONTES

GENERALMENTE SE FORMAN mRNA POLICISTRONICOS, QUE CONTIENEN

INFORMACION PARA CODIFICAR VARIAS PROTEINAS

REGULACION DE LA EXPRESION GENICA EN EUCARIONTES

LA REGULACION DE LA EXPRESION GENICA EN EUCARIONTES

ES CONCEPTUALMENTE DIFERENTE A LOS PROCARIONTES

- EN PROCARIONTES LA EXPRESION ES NO RESTRICTIVA,

LA RNA pol TIENE ACCESO LIBRE A CUALQUIER PROMOTOR

Y LA TRANSCRIPCION SOLO ESTA REGULADA POR LA PRESENCIA

DE REPRESORES Y, EVENTUALMENTE, DE ACTIVADORES

- EN EUCARIOTES LA EXPRESION ES RESTRICTIVA DEBIDO A QUE

LOS PROMOTORES ESTAN GENERALMENTE INACTIVOS EN

AUSENCIA DE OTRAS SECUENCIAS REGULADORAS

- LA ACTIVACION DE LOS PROMOTORES EN EUCARIOTES

REQUIERE DE LA PARTICIPACION DE MULTIPLES ELEMENTOS

REGULADORES

COMPLEJIDAD DE LA EXPRESION GENICA EN EUCARIONTES

- EL ACCESO A LOS PROMOTORES ES RESTRINGIDO POR LA

COMPLEJIDAD ESTRUCTURAL DE LA CROMATINA

- LA EXPRESION GENICA EN EUCARIOTES REQUIERE DE

MULTIPLES MODIFICACIONES ESTRUCTURALES DE LA

CROMATINA: REMODELACION DE LA CROMATINA

- PREDOMINAN LOS ELEMENTOS DE REGULACION POSITIVA,

POR LO QUE LA EXPRESION DE CADA GEN REQUIERE DE

ACTIVADORES

- LA EXPRESION DE UN GEN ES REGULADA POR GRANDES

COMPLEJOS PROTEICOS DE MUCHAS SUBUNIDADES QUE

INTERACCIONAN CON EL DNA EN SITIOS DIFERENTES

AL PROMOTOR

- FISICAMENTE LA TRANSCRIPCION OCURRE EN UN LUGAR

DIFERENTE DE LA TRADUCCION, LO CUAL AGREGA MAS

COMPLEJIDAD AL PROCESO

REGIONES HIPERSENSIBLES

- SON SEGMENTOS DE LA CROMATINA CON MAYOR

SUSCEPTIBILIDAD A SER HIDROLIZADOS POR DNAasas

POR LO CUAL ESTAN MENOS PROTEGIDOS POR LAS

HISTONAS

- CORRESPONDEN A REGIONES CON BAJO GRADO DE

METILACION Y DONDE LAS HISTONAS, SI EXISTEN, SON

MUY SUSCEPTIBLES A ACETILACION, FOSFORILACION O

METILACION

- GENES DE TRANSCRIPCION MUY INTENSA, NO ESTAN

ESTRUCTURADOS EN LA FORMA DE NUCLEOSOMAS, ES EL

CASO DE LOS GENES QUE CODIFICAN PARA rRNA

- SE REQUIERE UNA REMODELACION DE LA CROMATINA,

QUE IMPLICA LA PARTICIPACION DE MULTIPLES ENZIMAS

Y DE LA ACETILACION DE LAS HISTONAS