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¿El ARN eucariota se doblará de la misma manera en procariotas?

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Hasta donde yo sé, no existen factores eucariotas o procariotas específicos que ayuden en el plegamiento del ARN que no sea el entorno celular (concentraciones de sal e iones, moléculas disueltas, etc.). ¿Hay algún factor a considerar al introducir ARN eucariota en procariotas? ¿Es posible predecir la forma y el pliegue adecuados tras la introducción en una célula procariota?


Como ha mencionado, los iones y la temperatura afectan la estructura del ARN. También existen diferentes tipos de estructuras de ARN y su dependencia de los iones es diferente. Mg2+, como mencionó Mad Scientist, estabiliza los dúplex; también lo hacen los cationes monovalentes como K+ y Na+. Sin embargo, Mg2+ favorece el dúplex sobre el cuádruple si el mismo ARN puede adoptar ambas conformaciones. La dependencia de la temperatura es un caso trivial.

Los iones y la temperatura deberían ser más o menos iguales para procariotas y eucariotas a menos que estemos hablando de extremófilos.

Aparte de estos factores, puedo pensar en otros dos factores que pueden causar diferencias en la estructura del ARN entre procariotas y eucariotas:

  • Osmolitos
  • Proteínas de unión a ARN / chaperonas (ya mencionadas en los comentarios de Mad Scientist)

Osmolitos

Se ha demostrado que TMAO (N-óxido de trimetilamina) estabiliza las estructuras secundarias del ARN. El metabolismo de TMAO es diferente en procariotas y eucariotas.

De este documento:

Aunque los eucariotas pueden producir L-carnitina de forma endógena, solo los organismos procariotas pueden catabolizar la L-carnitina11. Los estudios en ratas sugirieron por primera vez un papel de la microbiota intestinal en la producción de TMAO a partir de carnitina dietética; Además, aunque se ha sugerido la producción de TMAO a partir de trimetilaminas dietéticas alternativas en humanos, aún no se ha demostrado un papel de la microbiota en la producción de TMAO a partir de L-carnitina dietética en humanos.30-32. Los presentes estudios revelan un papel obligatorio de la microbiota intestinal en la producción de TMAO a partir de la L-carnitina ingerida en humanos (Fig. 6c).

No puedo asegurar que esto afecte al plegamiento del ARN, pero es posible.

RBP

Esto es algo de lo que puede estar seguro. Algunos ARN requieren proteínas equivalentes para adoptar una estructura funcionalmente capaz. En ausencia de la proteína, es posible que no formen la estructura relevante. Entonces, si un ARN necesita Hfq luego tienes que expresarlo en el sistema eucariota donde quieres usar el ARN (y conversar).


¿El ARN eucariota se doblará de la misma manera en procariotas? - biología

Los procariotas no tienen núcleos encerrados en membranas. Por lo tanto, los procesos de transcripción, traducción y degradación del ARNm pueden ocurrir todos simultáneamente. El nivel intracelular de una proteína bacteriana puede amplificarse rápidamente mediante múltiples eventos de transcripción y traducción que ocurren simultáneamente en la misma plantilla de ADN. La transcripción procariota a menudo cubre más de un gen y produce ARNm policistrónicos que especifican más de una proteína.

Nuestra discusión aquí ejemplificará la transcripción al describir este proceso en Escherichia coli, una especie bacteriana bien estudiada. Aunque existen algunas diferencias entre la transcripción en E. coli y transcripción en arqueas, una comprensión de E. coli la transcripción se puede aplicar a prácticamente todas las especies bacterianas.


¿Se plegará el ARN eucariota de la misma manera en los procariotas? - biología

Se han realizado comparaciones entre la ARN polimerasa II bacteriana y. Se ha demostrado una similitud en la secuencia entre alfa, Rpb3 y Rpb11. Alfa2 se une a la beta para formar un subcomplejo que luego se une a la beta 'que forma la enzima central. Rpb3 y Rpb11 también forman un subcomplejo con Rpb2. Rpb3 y Rpb11 muestran el mismo pliegue que la subunidad alfa en la polimerasa bacteriana. Beta y Rpb2 así como beta 'y Rpb1 muestran homología de secuencia. También se conserva el poro en el que sale el ARN y donde los NTP entran en la polimerasa (4).

Los procariotas solo contienen tres elementos promotores diferentes: promotores -10, -35 y elementos cadena arriba. Los eucariotas contienen muchos elementos promotores diferentes: caja TATA, elementos iniciadores, elemento promotor del núcleo aguas abajo, caja CAAT y caja GC, por nombrar algunos. Los eucariotas tienen tres tipos de ARN polimerasas, I, II y III, y los procariotas solo tienen un tipo. Los eucariotas forman un complejo de iniciación con los diversos factores de transcripción que se disocian después de que se completa la iniciación. No existe tal estructura en los procariotas. Otra diferencia principal entre los dos es que la transcripción y la traducción ocurren simultáneamente en procariotas y en eucariotas, el ARN se transcribe primero en el núcleo y luego se traduce en el citoplasma. Los ARN de eucariotas se someten a modificaciones postranscripcionales que incluyen: taponamiento, poliadenilación y empalme. Estos eventos no ocurren en procariotas. Los ARNm en procariotas tienden a contener muchos genes diferentes en un solo ARNm, lo que significa que son policistrónicos. Los eucariotas contienen ARNm que son monocistrónicos. La terminación en procariotas se realiza mediante rho-dependiente o rho-mecanismos independientes. En eucariotas, la transcripción está terminada por dos elementos: una señal poli (A) y una secuencia de terminación aguas abajo (7).


¿Qué es la traducción eucariota?

La traducción es el segundo paso de la expresión génica eucariota, un evento separado de la transcripción eucariota. La transcripción y traducción ocurren en dos compartimentos diferentes en eucariotas. Por lo tanto, los dos procesos no pueden ocurrir simultáneamente. Los ARNm eucariotas son monocistrónicos y se procesan en el núcleo mediante la adición de una tapa 5 & # 8242, una cola poli A y un corte y empalme de los intrones antes de que se liberen al citoplasma. La pausa ribosómica también afecta la traducción por plegamiento co-traduccional de la cadena polipeptídica recién sintetizada en el ribosoma. Este proceso retrasa la traducción, dando tiempo a la traducción.

Los ARNm eucariotas constan de una tapa 5 & # 8242 y una cola de poli A. Por lo tanto, el inicio de la traducción se produce de dos formas diferentes: iniciación dependiente del casquete e iniciación independiente del casquete. Durante la iniciación dependiente del casquete, los factores de iniciación se unen al extremo 5 & # 8242 del ARNm. Estos factores de iniciación mantienen el ARNm en la pequeña subunidad del ribosoma. Durante la iniciación independiente del casquete, los sitios de entrada de ribosomas internos permiten el tráfico de ribosomas al sitio de inicio mediante unión directa. En eucariotas, el primer aminoácido de unión es la metionina. La subunidad 40S se asocia con la subunidad 60S para formar el ribosoma 80S.

En la traducción eucariota intervienen dos factores de elongación: eEF-1 y eEF-2. La elongación se produce de forma similar a la de los procariotas. La terminación de la traducción también es la misma que en el sistema procariota. Pero el factor de liberación universal eRF1 es capaz de reconocer los tres codones de parada. El factor de liberación, eRF3, ayuda a eRF1 a liberar la cadena polipeptídica. Los pasos básicos de la traducción se muestran en Figura 2.

Figura 2: Traducción generalizada


La ARN polimerasa es la enzima responsable de la polimerización del ARN conocida como transcripción en la célula viva. La ARN polimerasa también se denomina ARN polimerasa dirigida por ADN, ya que utiliza ADN como plantilla. En la transcripción, la ARN polimerasa normalmente abre el ADN de doble hebra, de modo que una hebra de ADN se puede utilizar como plantilla para el proceso de síntesis de la molécula de ARN. La ARN polimerasa puede dar lugar a ARNm, ARNr y ARNt. Los factores de transcripción y el complejo mediado por la transcripción guían a la ARN polimerasa en el proceso de transcripción. La transcripción tiene tres pasos: iniciación, alargamiento y terminación. Esto se puede destacar como la diferencia entre la ARN polimerasa procariota y eucariota.

Descargue la versión PDF de la ARN polimerasa procariota vs eucariota

Puede descargar la versión PDF de este artículo y utilizarla para fines sin conexión según la nota de citación. Descargue la versión PDF aquí Diferencia entre la ARN polimerasa procariota y eucariota

Referencia:

1.Nature News, Nature Publishing Group. Disponible aquí
2. "ARN polimerasa". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 de diciembre de 2017. Disponible aquí

Imagen de cortesía:

1. & # 8217RNAP TEC pequeño & # 8217 Por Abbondanzieri, (dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. & # 8217Label RNA pol II & # 8217 Por JWSchmidt, (dominio público) a través de Commons Wikimedia


Alargamiento

A medida que avanza el alargamiento, el ADN se desenrolla continuamente por delante de la enzima central a medida que se rompen los enlaces de hidrógeno que conectan los pares de bases complementarios en la doble hélice del ADN (Figura 2). El ADN se rebobina detrás de la enzima central a medida que se reforman los enlaces de hidrógeno. El emparejamiento de bases entre el ADN y el ARN no es lo suficientemente estable como para mantener la estabilidad de los componentes de síntesis del ARNm. En cambio, la ARN polimerasa actúa como un enlazador estable entre la plantilla de ADN y la cadena de ARN recién formada para garantizar que el alargamiento no se interrumpa prematuramente.

Figura 2 Durante el alargamiento, la ARN polimerasa rastrea a lo largo de la plantilla de ADN, sintetiza ARNm en la dirección 5 & # 8242 a 3 & # 8242 y se desenrolla y luego rebobina el ADN a medida que se lee.


¿Se plegará el ARN eucariota de la misma manera en los procariotas? - biología

C2006 / F2402 '11 ESQUEMA DE LA CONFERENCIA # 9

(c) 2011 Dr. Alice Heicklen y Dr. Deborah Mowshowitz, Universidad de Columbia, Nueva York, NY. Última actualización 18/02/2011 09:34 AM.

Folletos: 9A Elementos regulatorios e imagen de un gen eucariota típico (en Word, no en pdf)
9B Transcription Complex & amp Modular Regulation: este folleto está publicado en Courseworks

I. ¿Cómo se activa un gen eucariota?

A. El problema: Es necesario desplegar / aflojar la cromatina antes de que sea posible la transcripción. No se puede simplemente agregar ARN polimerasa (y TF basales) al ADN y comenzar la transcripción. El ADN está en cromatina y debe hacerse accesible.

B. Entonces, ¿cómo puede ocurrir la transcripción?

1. Necesita varios pasos que no se encuentran en procariotas

una. Debe descomponerse (aflojarse) la eucromatina a un estado transcribible = relativamente suelto (comparado con heterocromatina y comparado con eucromatina inactiva). ¿Sacar fibra de 30 nm a la etapa de cuentas en una cuerda?

B. Muchos factores de transcripción (TF) deben unirse al ADN primero - antes de que la ARN polimerasa se una.

C. La polimerasa debe unirse a los TF (no directamente al ADN) para obtener la transcripción real.

2. ¿Qué cambia el estado de la cromatina? (Para apretar o aflojar.)

una. Remodelación de proteínas: estos son responsables de mover y / o aflojar los nucleosomas. Ver Sadava fig. 16,19 (14,17). Estos pueden ser un conjunto separado de proteínas o los TF que activan las enzimas modificadoras.

B. Enzimas que modifican las colas de histonas. Los cambios en la modificación pueden tener un efecto directo y / o afectar la unión de proteínas reguladoras. Algunos ejemplos:

(1). Fosforilación de H1 ocurre en M Los cambios en la actividad de la quinasa y fosfatasa afectan el estado de las histonas y el plegamiento de la cromatina en paralelo con los cambios en las láminas, como se discutió la última vez.

(2). Acetilación de lys cadenas laterales de histonas. Acetilación de histonas & # 8594 cromatina más activa y suelta. La acetilación de H3 & amp H4 es más alta en cromatina activa.

(3). Metilación - Los efectos dependen de qué cadenas laterales de aminoácidos en qué posición de la proteína están metiladas; algunas modificaciones aumentan la probabilidad de transcripción y otras la disminuyen. (El ADN también se puede metilar, ver más abajo).

C. Metilación de ADN: en la mayoría de los organismos, tanto el ADN y las histonas pueden estar metiladas. (Los grupos metilo se pueden agregar a los C en el ADN, así como a las cadenas laterales de AA).

Por lo general, pero no siempre, la metilación del ADN es mayor en cromatina más inactiva / condensada.

En algunos organismos, no hay metilación del ADN.

D. 'Código' general de modificación de histonas - es posible que cada combinación de modificaciones a las colas de histonas tenga un significado específico. Para obtener una explicación completa (para su información), consulte Alberts. (O vaya a PubMed en http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez, haga clic en libros en la esquina superior derecha e ingrese 'código de histona' en el cuadro de término de búsqueda).

3. ¿Qué desencadena el proceso de apriete o aflojamiento? ¿Los TF son lo primero o las enzimas de remodelación / modificación? Modelo actual

una. Los TF reguladores (activadores) se unen primero - que desencadena remodelaciones, modificaciones, etc. Afloja la cromatina en la zona a transcribir.

B. Basal TF se une más tarde - Después de que la cromatina se afloja, los TF basales (y posiblemente más TF reguladores) pueden unirse al ADN, la pol II puede unirse a los TF y se produce la transcripción.

4. ¿Cómo encaja esto con los resultados de sensibilidad a la DNasa?

una. Más suelto - Regiones donde se unen los factores de transcripción - - eliminar los nucleosomas y / o aflojarlos mucho = sitios hipersensibles.

B. Más suelto - Regiones que se transcriben - tienen nucleosomas de alguna manera & quot; aflojados & quot o & quot; remodelados & quot; pero no remoto.

C. Suelto - Regiones que no se transcriben: tienen nucleosomas regulares ('sueltos', en relación con la heterocromatina, pero 'apretados' o 'no tan sueltos' en comparación con la eucromatina transcrita). Las regiones que no se transcriben a menudo se encuentran en eucromatina, no en heterocromatina.


II. Detalles de la transcripción en eucariotas (como frente a procariotas) Véase Becker Ch 21, págs. 660-664 (665-670).

R. Más de todo lo necesario para la transcripción en eucariotas.

1. Múltiples ARN polimerasas (ver última lección). Nos centraremos en pol II (produce ARNm).

2. Más proteínas - Necesita TF, no solo pol de ARN.

3. Más secuencias reguladoras - muchas dif. unos se unen dif. TF

4. Una descripción general y algo de terminología

  • Elemento regulador que actúa sobre cis = afecta solo a la molécula de ácido nucleico en la que se encuentra. Por lo general, es una secuencia de ADN que se une a alguna proteína reguladora.

  • Elemento regulador que actúa en trans = afecta a las secuencias nucleicas diana en cualquier parte de la célula. La secuencia reguladora codifica una molécula reguladora, generalmente una proteína, que se une a un objetivo, generalmente una secuencia de ADN.

  • El término trans actuando puede usarse para referirse a la molécula reguladora (normalmente una proteína) o a la secuencia de ADN que la codifica.

  • Elementos que actúan cis = ADN en sí mismo = el mismo en todas las células del organismo multicelular = diana de las moléculas reguladoras que actúan en trans.

  • Moléculas reguladoras de acción trans = producto de ADN = TF y otras moléculas = diferentes en diferentes tipos de células y en diferentes momentos.

  • En euk. el número de diferentes tipos de elementos de control que actúan en cis y trans es mucho mayor que en los procariotas. ¿Cómo son? Vea abajo.

  • La regulación puede ser & quot + & quot o & quot- & quot, dependiendo de la función de la proteína.

  • Control negativo: si la proteína reguladora bloquea la transcripción.

  • Control positivo: si la proteína reguladora mejora la transcripción.

  • Euk contra Prok. - El control negativo (uso de represores) parece ser más común en prok. control positivo (uso de activadores) más común en euk.

  • Cómo distingue el control positivo del negativo, por los efectos de las eliminaciones.

B. Detalles de los sitios reguladores (que actúan en cis) en el ADN. Los procariotas tienen promotores y operadores. ¿Qué secuencias tienen los eucariotas en el ADN que afectan la transcripción? (La siguiente discusión se refiere principalmente a la regulación de la transcripción por RNA pol II. Ver textos especialmente Becker para detalles sobre promotores, etc. para pol I & amp III.) Ver Sadava Fig. 16.15 (14.14) o Becker fig.23-21 o folleto 9A para la estructura de los sitios reguladores de un gen codificador de proteínas típico. Tres tipos de sitios regulatorios:

1. Promotor principal

una. Numeración. La posición de las bases generalmente se cuenta a lo largo de la cadena de sentido desde el inicio de la transcripción.

(1). & quotIniciar & quot = Punto donde realmente comienza la transcripción (generalmente marcado con una flecha doblada) = cero.

(2). Río arriba y río abajo

(a). Corriente abajo = Yendo hacia el extremo de 3 ' en la hebra de los sentidos = en la dirección de la transcripción)

(B). Aguas arriba = Yendo hacia el extremo 5 'en la hebra de sentido = en dirección opuesta a la transcripción.

(3). Numeración: algunos ejemplos

(a). +10 = 10 bases corriente abajo desde el inicio = 10 bases después del inicio de la transcripción.

(B). -25 = 25 bases corriente arriba desde el inicio = 25 bases antes de alcanzar el inicio de la transcripción.

(C). +1 = primera base en la transcripción una que tiene un límite (base modificada unida al extremo de 5 ').

(4). Numeración - miscelánea características

(a). No hay una base 'cero', al igual que no hay un año 'cero' entre AC y DC y no hay una hora cero entre am y pm.

(B). En algunos casos, la posición de las bases se cuenta a lo largo de la cadena sensorial desde el comienzo de traducción.Si se hace de esta manera, la A en el primer AUG es +1. Sin embargo, se supone que la numeración es desde el inicio de transcripcióna menos que se especifique lo contrario.

(C). Los TF, ARN pol, etc. se unen a surcos en el ADN de doble hebra, no a una hebra. Sin embargo, las posiciones en el ADN generalmente se especifican en términos de la hebra sentido únicamente. Esto NO significa que la proteína se una solo a la cadena con sentido.

B. Promotor principal en sí El promotor central se define por lo que necesita para permitir que la ARN polimerasa comience en el lugar correcto. ¿Qué incluye?

(1). Punto real de inicio de la transcripción (donde está la flecha doblada) más algunas bases a cada lado de 'inicio'. Por lo general, incluye algunas bases de la 5 'UTR (región no traducida).

(2). Sitios de encuadernación: Parte donde comienza la unión de los TF basales y la ARN polimerasa, generalmente la sección justo aguas arriba (antes) del punto de inicio. A menudo incluye una secuencia corta llamada caja TATA (generalmente alrededor de 25 bases antes del punto de inicio).

(3). Características adicionales: A menudo incluye algunas secuencias adicionales o diferentes además de las especificadas. No todos los promotores de Pol II son iguales. (Si está interesado en los detalles, consulte Becker 21-12b (13 b) o 23-21)

2. Elementos de control proximal. (Proximal = Cerca).

una. Localización: Promotor cercano al núcleo y comienzo de la transcripción usualmente corriente arriba (en el lado 5 'del comienzo de la transcripción). Usualmente incluye elementos reguladores hasta -100 o -200 (bases).

B. Terminología: A veces se considera parte del promotor principal.

C. Función: La unión de proteínas apropiadas promueve o inhibe la transcripción. Identificado por efectos de eliminaciones. La secuencia y el mecanismo de acción varían.

3. Elementos de control distal (distal = lejano)

una. Dos tipos: potenciadores y silenciadores de amplificador. Estos elementos de control pueden disminuir (silenciadores) o aumentar la transcripción (potenciadores).

B. Estos pueden estar bastante lejos del gen que controlan. (en 5 ' o 3 'dirección = aguas arriba o aguas abajo). Puede estar en intrones o en regiones no transcritas.

C. Estos pueden funcionar en ambas orientaciones: Invertirlos no tiene ningún efecto, diferente a con promotores. Véase la fig. De Becker. 23-22 (o folleto 9B).

D. Mecanismo de acción - enlazar TF's ver más abajo.

4. Terminología y amplificador misceláneo. Detalles - Esto es para referencia, puede que no se discuta en clase.

una. Cajas = secuencias cortas que se encuentran en regiones reguladoras (p. ej., cuadro TATA)

B. Secuencias de consenso = secuencia que contiene la base más común encontrada en cada posición para todas las secuencias de ese tipo. Es probable que cualquier versión individual de la secuencia sea diferente del consenso en una o más posiciones. (Ej: TATAAAA = secuencia de consenso para la caja TATA. Significa que T es la base más común en la primera posición, A es más común en la segunda posición, etc.)

C. Para organismos multicelulares, el término & quotoperator & quot no se usa para el sitio / secuencia de ADN donde se encuentra una proteína reguladora. ¿Por qué? Porque no hay ARNm policistrónico y no hay operones en eucariotas superiores. (Son algunos en euk unicelular).

C. ¿Cómo funcionan los factores de transcripción basales?

1. Lo mismo en todas las celdas. Necesario para iniciar la transcripción en todas las células. Ver Sadava fig. 16,14 (14,13) (14,12) o Becker fig. 21-13 (21-14).

2. Propiedades

una. Se necesitan muchos TF basales.

B. TF basales para ARN pol. II .

(1). Terminología: Los TF basales para pol II se denominan TFIIA, TFIIB, etc.

(2). El principal es TFIID, que en sí mismo tiene muchas subunidades. La subunidad más estudiada es TBP (TATA Binding pagrotein - Ver Becker fig. 21-14 (21-15).) Reconoce la caja TATA cuando hay una.

(3). Otras polimerasas también tienen TF, pero los TF para pol II son de gran interés, ya que pol II & # 8594 mRNA

C. Los TF basales se unen primero al promotor central y luego el ARN pol se une a ellos. Se necesitan muchas proteínas para comenzar. La ARN polimerasa no no se unen directamente al ADN.

D. ¿Cómo funcionan los FT reguladores o específicos de tejidos?

1. Se utilizan diferentes en diferentes tipos de células o en determinados momentos. No todos son necesarios en todas las células. Véase la fig. De Becker. 23-24.

2. Propiedades

una. Vincularse a áreas fuera del promotor principal - generalmente a potenciadores o silenciadores (elementos de control distales) pero a veces a elementos de control proximales

B. Cuando los TF reguladores se unen, pueden disminuir o promover la transcripción.

(1). Activadores. Los TF se denominan activadores si se unen a potenciadores y / o aumentan la transcripción.

(2). Represores.Los TF se denominan represores si se unen a silenciadores y / o disminuyen la transcripción.

C. Cómo los TF reguladores afectan la transcripción: Se cree que el ADN gira alrededor de modo que el silenciador / potenciador está cerca del promotor central. Los TF en el potenciador ayudan a estabilizar (o bloquear) la unión de los TF basales directa o indirectamente al promotor central. (Consulte Becker fig. 23-23 o Sadava fig. 16.15 (14.14) y la sección sobre TF reglamentarios a continuación).

D. Euk. vs Prok. represores - ambos 'represores' interfieren con la transcripción, pero el mecanismo de acción es diferente.

mi. Papel de los coactivadores - Las proteínas que se unen a los TF en el potenciador e influyen en la transcripción (pero no se unen directamente al ADN) a menudo se denominan proteínas coactivadoras (o correpresoras). Hay 2 formas en que los coactivadores afectan la transcripción:

(1). Actuar como mediador: conecta dos partes de la máquina de transcripción. Una parte del mediador se une a TF (que está unido al potenciador o silenciador) y otra parte del mediador se une a factores de transcripción basales (o pol II) en el promotor central y / o elementos de control proximales. Mediador = nombre habitual del complejo de coactivadores que actúan de esta forma.

(2). Modifica el estado de la cromatina. Se une a TF en el potenciador y afloja la cromatina en el gen que se va a transcribir. Las proteínas remodeladoras y las enzimas modificadoras de histonas se incluyen en esta categoría.

Para revisar la estructura de los genes y los TF de los amplificadores, pruebe los problemas 4R-2, 4R-5A y 4R6-A.

F. Coordinar el control. Un grupo de genes puede activarse o desactivarse a la vez en respuesta a la misma señal (choque térmico, hormonas, etc.).

(1). Procariotas contra eucariotas: Ambos prok. y euk. exhiben control coordinado, pero el mecanismo es diferente. (Vea la tabla de abajo.)

(2). Ubicación de genes controlados coordinadamente

(a). En los procariotas, los genes controlados coordinadamente se encuentran juntos en los operones.

(B). En eucariotas, los genes controlados coordinadamente no necesitan estar cerca unos de otros, solo tienen que tener los mismos elementos de control (que actúan en cis). Ver Sadava fig. 16,17 (14,16).

(3). Elementos de control:

(a). Todos los genes activados en el mismo tipo de célula y / o en las mismas condiciones comparten los mismos elementos de control; por lo tanto, todos estos genes responden a los mismos TF reguladores. El resultado son múltiples ARNm, todos hechos en respuesta a las mismas señales.

(B). La mayoría de los genes tienen múltiples elementos de control (que actúan en cis). Por lo tanto, la transcripción de la mayoría de los genes se ve afectada por más de un TF.

(C). La transcripción de cualquier gen en particular depende de las combinaciones de TF, no solo uno, disponibles en ese tipo de célula.

(4). Diferencias en TF's. Los diferentes tipos de células producen diferentes TF reguladores. Por lo tanto, se activan / desactivan diferentes grupos de genes controlados coordinadamente. Véase la fig. De Becker. 23-24.

(5). Comparación de la situación en procariotas vs eucariotas multicelulares:


Capítulo 27 - Procariotas

  • Si los humanos desaparecieran del planeta mañana, la vida en la Tierra continuaría para la mayoría de las otras especies.
  • Pero los procariotas son tan importantes para la biosfera que, si desaparecieran, las perspectivas de que sobreviviera cualquier otra vida serían escasas.

Los procariotas son eslabones indispensables en el reciclaje de elementos químicos en los ecosistemas.

  • Los átomos que forman las moléculas orgánicas en todos los seres vivos fueron en un momento parte de compuestos inorgánicos en el suelo, el aire y el agua.
  • La vida depende del reciclaje de elementos químicos entre los componentes biológicos y químicos de los ecosistemas.
    • Los procariotas juegan un papel importante en este proceso.
    • Los procariotas quimioheterotróficos funcionan como descomponedores, descomponiendo cadáveres, vegetación muerta y productos de desecho y liberando suministros de carbono, nitrógeno y otros elementos esenciales para la vida.
    • Los procariotas también median en el retorno de elementos de los componentes no vivos del medio ambiente a la reserva de compuestos orgánicos.
    • Los procariotas autótrofos usan dióxido de carbono para producir compuestos orgánicos, que luego pasan a través de las cadenas alimentarias.
    • Son los únicos organismos capaces de metabolizar moléculas inorgánicas que contienen elementos como hierro, azufre, nitrógeno e hidrógeno.
    • Las cianobacterias no solo sintetizan alimentos y devuelven oxígeno a la atmósfera, sino que también fijan nitrógeno.
      • Esto almacena el suelo y el agua con compuestos nitrogenados que otros organismos pueden usar para producir proteínas.

      Muchos procariotas son simbióticos.

      • Los procariotas a menudo interactúan con otras especies de procariotas o eucariotas con metabolismos complementarios.
      • Una relación ecológica entre organismos que están en contacto directo se llama simbiosis.
        • Si uno de los organismos simbióticos es más grande que el otro, se denomina anfitrión y el más pequeño se conoce como simbionte.
        • Muchas de estas especies son mutualistas y digieren alimentos que nuestros propios intestinos no pueden.
        • El genoma incluye una gran variedad de genes involucrados en la síntesis de carbohidratos, vitaminas y otros nutrientes que necesitan los humanos.
        • Las señales de la bacteria activan los genes humanos que construyen la red de vasos sanguíneos intestinales necesarios para absorber los alimentos.
        • Otras señales inducen a las células humanas a producir compuestos antimicrobianos a los que B. thetaiotaomicron no es susceptible, protegiendo a la bacteria de sus competidores.

        Concepto 27.5 Los procariotas tienen impactos tanto perjudiciales como beneficiosos en los seres humanos

        • Los procariotas patógenos representan solo una pequeña fracción de las especies procariotas.
          • Otros procariotas sirven como herramientas esenciales en la agricultura y la industria.
          • Si no se trata, la enfermedad de Lyme puede provocar artritis debilitante, enfermedades cardíacas y trastornos nerviosos.
          • Una exotoxina producida por Vibrio cholerae causa el cólera, una enfermedad grave caracterizada por una diarrea intensa.
            • La exotoxina estimula a las células intestinales a liberar iones de cloruro (Cl?) En el agua del intestino seguido por ósmosis.
            • Las bacterias productoras de endotoxinas del género Salmonella normalmente no están presentes en animales sanos.
            • Salmonella typhi causa fiebre tifoidea.
            • Otras especies de Salmonella, incluidas algunas que son comunes en las aves de corral, causan intoxicación alimentaria.
            • E. coli es normalmente un simbionte inofensivo en los intestinos humanos.
            • Han surgido cepas patógenas que causan diarrea sanguinolenta.
              • Una de las cepas más peligrosas se llama O157: H7.
              • Hoy en día, es una amenaza global, con 75.000 casos al año solo en los Estados Unidos.
              • En 2001, un equipo internacional de científicos secuenció el genoma de O157: H7 y lo comparó con el genoma de una cepa inofensiva de E. coli.
              • 1.387 de los 5.416 genes de O157: H7 no tienen contrapartida en la cepa inofensiva.
              • Estos 1.387 genes deben haberse incorporado al genoma de O157: H7 a través de la transferencia horizontal de genes, muy probablemente a través de la acción de bacteriófagos.
              • Muchos de los genes importados están asociados con la invasión de su huésped por parte del patógeno.
              • Por ejemplo, algunos genes codifican exotoxinas que permiten que O157: H7 se adhiera a la pared intestinal y extraiga nutrientes.

              Los humanos usan procariotas en investigación y tecnología.

              • Los seres humanos han aprendido a explotar las diversas capacidades metabólicas de los procariotas para la investigación científica y con fines prácticos.
                • Mucho de lo que sabemos sobre el metabolismo y la biología molecular se ha aprendido utilizando procariotas, especialmente E. coli, como sistemas modelo simples.
                • Cada vez más, los procariotas se utilizan para resolver problemas ambientales.
                • El ejemplo más conocido es el uso de descomponedores procariotas para tratar las aguas residuales humanas.
                • Las bacterias anaeróbicas descomponen la materia orgánica en lodos (materia sólida en las aguas residuales), mientras que los microbios aeróbicos hacen lo mismo con los desechos líquidos.
                • Otras aplicaciones de biorremediación incluyen la descomposición de desechos radiactivos y la limpieza de derrames de petróleo.
                • Otros procariotas pueden extraer oro del mineral.

                Esquema de la conferencia para Campbell / Reece Biology, 7a edición, © Pearson Education, Inc. 27-1


                Cloroplastos y eucariotas fotosintéticos

                La siguiente información fue adaptada de OpenStax Biology 23.1

                Algunos grupos de eucariotas son fotosintéticos. Sus células contienen, además de los orgánulos eucariotas & # 8220 estándar & # 8221, orgánulos fotosintéticos llamados cloroplastos. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos parecen tener un origen endosimbiótico. Los cloroplastos se derivan de cianobacterias que vivían dentro de las células de un eucariota ancestral, aeróbico y heterótrofo. La evidencia sugiere que la absorción de un organismo similar a las cianobacterias ha ocurrido dos veces en la historia de los eucariotas: en un caso, el ancestro común del linaje / supergrupo principal Archaeplastida tomó un endosimbionte cianobacteriano en el otro, el antepasado del pequeño taxón ameboide rizariano, Paulinella, adquirió un endosimbionte cianobacteriano diferente. Casi todos los eucariotas fotosintéticos descienden del primer evento y solo un par de especies se derivan del otro.


                Las similitudes

                Hay muchos otros tipos de células en diferentes formas, como neuronas, células epiteliales, musculares, etc. Pero las procariotas y eucariotas son las únicas estructuras y tipos celulares verdaderos. Los siguientes puntos cubrirán las principales similitudes.

                • El material genético, es decir, la presencia de ADN es común entre las dos células.
                • La presencia de ARN es común.
                • Ambos tienen una membrana celular que los cubre.
                • Se observan semejanzas en sus estructuras químicas básicas. Ambos están compuestos de carbohidratos, proteínas, ácido nucleico, minerales, grasas y vitaminas.
                • Ambos tienen ribosomas, que producen proteínas.
                • Regulan el flujo de nutrientes y desechos que entran y salen de las células.
                • Los procesos básicos de la vida, como la fotosíntesis y la reproducción, son llevados a cabo por ellos.
                • Necesitan suministro de energía para sobrevivir.
                • Ambos tienen & # 8216 narices químicas & # 8217 que los mantienen actualizados y al tanto de todas las reacciones que ocurren dentro de ellos y en el entorno circundante.
                • Ambos organismos tienen una matriz similar a un fluido llamada citoplasma que llena las células.
                • Ambos tienen un citoesqueleto dentro de la célula para sostenerlos.
                • Tienen una delgada extensión de la membrana plasmática que está sostenida por el citoesqueleto.
                • Los flagelos y cilios se encuentran en eucariotas, así como endoflagelados, fimbrias, pili y flagelos se encuentran en procariotas. Se utilizan para la motilidad y para adherirse a superficies o mover materia fuera de las células.
                • Algunas células procariotas y eucariotas tienen glucocálculos como material común. Esta es una estructura a base de azúcar que es pegajosa y ayuda a las células a anclarse entre sí, dándoles así cierta protección.
                • Tienen una bicapa lipídica, conocida como capa de plasma, que forma el límite entre el lado interior y exterior de la célula.

                Existen muchas diferencias entre ellos, de los cuales la edad y la estructura son los principales atributos. Los científicos creen que las células eucariotas evolucionaron a partir de células procariotas. En resumen, ambos son las unidades de vida más pequeñas.

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                Ver el vídeo: Traducción Procariota Síntesis de Proteínas. Alila Medical Media Español. (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Xenos

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  2. Jan

    Qué palabras ... super, una frase brillante

  3. Ceaster

    bonita frase

  4. Brockley

    ¡Es improbable!



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