Regulación génica

Regulación génica

Se tuvieron en cuenta los siguientes artículos:

 Catabolite activator protein: DNA binding and transcription activation, Transcription activation at Escherichia coli promoters dependent on the cyclic AMP receptor protein: effects of binding sequences for the RNA polymerase oc-subunit, Positive activation of gene expression,Identifying global regulators in transcriptional regulatory networks in bacteria.  

Las células bacterianas se definen como organismos  procariotas que se desarrollan en un entorno que, en la mayoría de ocasiones, varía constantemente. Para la bacteria las condiciones nutricionales y ambientales pueden cambiar de manera drástica y rápida, lo que tiene como consecuencia que estas células hayan desarrollado una gran capacidad de adaptación a los frecuentes cambios que se producen en el medio en el cual se desarrollan. Esta adaptación de los microorganismos implica el reconocimiento de ciertas señales captadas del medio externo y la elaboración de una respuesta que generalmente se encuentra relacionada con un cambio en su patrón de expresión génica. Las señales tanto físicas como químicas pueden ser detectadas de muy diferentes formas: el estímulo puede penetrar al interior celular (por ejemplo, el sustrato de una vía metabólica), puede provocar cambios en algún componente celular (por ejemplo, modificación del superenrollamiento del ADN) o incluso ser detectado a través de receptores específicos transmembrana, que reconocen la señal a nivel de superficie celular (por ejemplo la proteína Escherichia coli) Todas estas señales que la célula bacteriana detecta influyen sobre la maquinaria bioquímica y como se ha dicho anteriormente, esto sucederá a través de un cambio en el patrón de expresión génica de estas células. Todo el proceso de regulación de la expresión génica requiere la presencia en la célula procariota de unos mecanismos moleculares que pueden ser tan o más complejos que los existentes en la célula eucariota. La regulación de la expresión génica de la célula bacteriana implica diferentes niveles: a nivel de transcripción (inicio, elongación y terminación), a nivel de estabilidad del ARN mensajero, a nivel de traducción y finalmente a nivel de modificaciones post-traduccionales.

Las estructuras recientemente determinadas de la proteína activadora de catabolitos de Escherichia coli en complejo con el ADN, y en complejo con el dominio C-terminal de la subunidad a de la ARN polimerasa y el ADN, han permitido comprender cómo CAP se une al ADN y activa la transcripción. La estructura del complejo CAP-aCTD-ADN ha proporcionado la primera descripción estructural de las interacciones entre un activador de la transcripción y su diana funcional dentro de la maquinaria general de transcripción. Utilizando la estructura del complejo CAP-aCTD-ADN, la estructura de un complejo ARN polimerasa-ADN, y las restricciones de los experimentos biofísicos, bioquímicos y genéticos, ha sido posible construir modelos tridimensionales detallados de complejos intactos de activación de la transcripción de clase I y clase II. La activación de la transcripción en dos promotores semisintéticos de Escherichia coli, CC y CC, depende de la proteína receptora del AMP cíclico que se une a sitios centrados a 41,5 y 72,5 pb aguas arriba de los respectivos puntos de inicio de la transcripción.

La mayoría de los activadores de la transcripción bacteriana funcionan haciendo contacto directo con la ARN polimerasa en los promotores objetivo. Algunos activadores contactan con el dominio carboxi-terminal de la subunidad c~ de la ARN polimerasa, otros contactan con la región 4 de la subunidad 57o, mientras que otros interactúan con otros sitios de contacto. Varios activadores son ambidiestros y pueden, aparentemente, contactar simultáneamente con más de un sitio objetivo de la ARN polimerasa.

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