Operones y regulación génica en bacterias

vamos a hablar un poco acerca de la regulación del adn y es esta idea general de que si nos fijamos en el genoma de un organismo no todos los genes están siendo transcrito si traducidos al mismo tiempo en realidad podría depender del tipo de célula que está conteniendo al adn o podría depender del entorno en el que se encuentra ese organismo por ejemplo si nos fijamos en un organismo multicelular y esta es una simplificación excesiva pero digamos que esta es una célula del sistema inmune inmunes y digamos que estaré aquí es una célula muscular y no necesariamente tienen estas formas circulares pero es solo para darnos una idea y ambas van a tener exactamente el mismo adn así que el adn en ambas es el mismo y como son células eucariotas voy a dibujar aquí y sus membranas nucleares ambas células desempeñan funciones muy diferentes en el interior del organismo incluso para que tengan estructuras diferentes van a tener que producir proteínas diferentes van a tener diferentes enzimas dentro de su citoplasma y así la regulación del adn una manera de pensar en ella es si tienen exactamente el mismo genoma cómo se regula cuáles quienes están siendo transcrito si traducidos y cuáles no e incluso si pensamos en un organismo unicelular aquí tenemos una bacteria y es solo una célula pero incluso esta célula no va a querer transcribir y traducir todos sus genes al mismo tiempo por ejemplo aquí tenemos el cromosoma ba y este de aquí podría ser un gen implicado en la digestión de un cierto tipo de alimentos si ese alimento está presente y de hecho incluso podrían ser varios los genes que están involucrados en esta función y vamos a hablar más adelante acerca de cuando se tienen varios genes que están relacionados entre sí y tienden a ser transcritos todos a la vez o tienden a no ser transcrito todos a la vez tal vez está relacionado con digerir o consumir algún tipo de alimento tal vez hay unos genes por aquí que están relacionados con algún tipo de mecanismo de estrés tal vez tiene que entrar en hibernación por un tiempo y así si no está bajo estrés no tiene que expresar estos genes pero en caso de que se encuentra bajo estrés si tiene que expresarlos del mismo modo si consumió el tipo de alimento que requiere de estos genes para digerirlo entonces necesita transcribir estos genes pero si no consumió ese alimento entonces no necesita transcribir estos genes así es como funciona la regulación de adn ya sea que se esté hablando de una célula eucariota o una célula procariotas y así lo que vamos a hacer en este vídeo es enfocarnos en cómo ocurre esto en las células procariotas sobre todo vamos a hablar acerca de esta bacteria cuando hablamos de la transcripción en general y esto lo vimos hace varios vídeos y tocamos este tema en varios vídeos hablamos sobre la idea de un promotor dijimos que tenemos un gen que es una secuencia de adn que es parte del cromosoma y dijimos que la arn polimerasa se necesita unir al gen en algún lugar de manera que la arn polimerasa se tiene que unir en algún lugar y llamamos a ese lugar en el que la arn polimerasa se une al gen lo llamamos promotor y así la polimerasa puede transcribir el gen y cuando hablamos por primera vez de la idea de un promotor dijimos que y esto es generalmente cierto en las células eucariotas dijimos que cada promotor está asociado a un gen que cada gen tiene un promotor pero cuando estamos hablando de células procariotas y en este caso estamos hablando de esta bacteria es común tener múltiples genes agrupados que tienen un promotor y un promotor también es llamado secuencia reguladora de adn permíteme escribir eso por lo que el promotor que es esta parte justo aquí está secuencia es una secuencia reguladora de adn secuencia reguladora t a de n bueno eso es a lo que la arn polimerasa se une la arn polimerasa es esta bola que dibujé por aquí y luego comenzará a transcribir todos estos genes como un paquete y cuando se tiene un promotor asociado a múltiples genes la combinación del promotor y los genes y una vez más cuando estoy hablando de promotores de los genes estoy hablando de secuencias de adn a esa combinación se les llama operón esto se llama operón es la combinación de esa secuencia reguladora de adn que dice oye arn polimerasa únete aquí para que puedas comenzar la transcripción y los genes para los que promueve la transcripción y luego por supuesto inicia el proceso de transcripción la arn polimerasa toda la información genética en el adn la transcribe a arn mensajero y después el arn mensajero va a los ribosomas y ahí se da todo el proceso de traducción en el cual se producen las proteínas que tienen funciones dentro de e incluso potencialmente fuera de la célula y esto es sólo un repaso de transcripción y traducción y lo que vamos a ver más a fondo es que puede mejorar este proceso hacer que ocurra con más frecuencia o qué cosas pueden inhibir este proceso de alguna manera así que como he mencionado antes esto es lo que acabo de dibujar tenemos la arn polimerasa y esto es una simplificación excesiva de como realmente es unida a la secuencia reguladora de adn a la que llamamos promotor y luego hará la transcripción que producirá a efe nm que codifica la información contenida en esos genes pero qué pasa si estamos en un ambiente en el que no queremos transcribir este o perdón en particular está secuencia de genes en particular bueno algo en nuestro entorno podría permitir que represores entren en acción y que es un represor bueno un represor lo vemos unido a una secuencia de adn después del promotor por lo que bloquea a la arn polimerasa de manera que ya no puede hacer la transcripción así que esta de aquí es una proteína que se llama represor que está literalmente reprimiendo la transcripción y la secuencia reguladora de adn a la que se une se llama operador así que una vez más el promotor es una secuencia reguladora que se puede unir a la arn polimerasa y luego el operador es una secuencia reguladora donde un represor se puede unir y así evitar que la arn polimerasa puedan llevar a cabo la transcripción y también podemos tener mecanismos adicionales e incluso se puede pensar en ellos como mecanismos de retroalimentación o maneras de entender el medio ambiente donde el represor esta proteína vamos a decir que este es el represor que solo puede hacer su trabajo si tiene otras moléculas unidas a él así que este tal vez solo puede ser su trabajo si tiene otra molécula unidad por aquí y en ese caso a estas moléculas más pequeñas se les llama con represores go red pre short y vamos a entrar en más detalle cuando hablemos de cosas como el operante erp de como el triptófano un aminoácido puede actuar como un corre preso ahora por acá tenemos la otra situación en la que queremos aumentar o acelerar la transcripción y en ese caso tendríamos algo llamado activador y este adn por aquí esta sería la secuencia reguladora donde el activador se une por lo que ésta sería retroalimentación positiva cuando se tienen más activadores vamos a aumentar la transcripción y en realidad no debería llamarlo retroalimentación porque eso implica que de alguna manera estos productos producen al activador o que estos productos producen al represor pero ese no es necesariamente el caso podría ser podríamos imaginarnos ese caso pero no es necesariamente el caso solo debería decir que éste está reprimiendo y éste está activando va a hacer que aumente la transcripción y del mismo modo en que podemos tener con represores moléculas pequeñas en las que podríamos pensar como que están accionando al represor también podemos tener pequeñas moléculas que pueden encender al activador y estas pequeñas moléculas que encienden el activador son llamadas inductores por lo que estos de aquí son inductores así que esta proteína no puede activar al operón pero ahora que tenemos a estos inductores y más adelante vamos a estudiar un poco más al operón lac esto podría ser una pequeña molécula de algún tipo de azúcar que puede encender la activación por lo que está de aquí se llama inductor así que esto fue solo una descripción general de la regulación del adn como te puedes imaginar esto puede llegar a ser muy muy interesante y complejo donde tenemos a los represores a los correo profesores y a los activadores e inductores que podrían depender del entorno en que la célula se encuentre lo que está pasando en su ecosistema hay todo tipo de asas de retro y pre alimentación que podrían estar sucediendo y se pueden tener la secuencia de hecho es posible secuenciar genomas enteros pero incluso una vez que se tiene la secuencia es increíblemente complejo entender todas estas asas de retro y pre alimentación y entender cómo interactúa todo esto en conjunto