Expresión del gene

Por

Prof. Iván Dávila Marcano

UPR-Humacao

Control enzimático en estructura enzimas

• Genes codifican para proteínas incluyendo enzimas

• Genes trabajan en grupos para llevar a cabo trayectos metabólicos

• Genes pueden trabajar en cooperación con otros genes

Trabajos de Garrot y Bateson (1902)

• Trabajan con condición conocida como alkaptonuria– Condición donde la orina se torna negra en contacto

con el aire– Produce artritis en adultos

• Concluyen que era una condición genética porque:– Familias donde hay la condición presentan varios

miembros afectados– Es más común en matrimonios entre primos hermanos

que entre personas no relacionadas

Trabajos de Garrot y Bateson (1902)

• Condición se produce por la acumulación de ácido homogentícico (HA) en sangre– Personas normales metyabolizan el HA– Personas con alcaptonuria no metabolizan HA

• No tienen las enzimas para hacerlo– Error metabólico (fig 4.1)

Trayecto metabólico de fenilalanina-tiroxina

Trabajos de Garrot y Bateson (1902)

• Hoy se sabe que se debe a mutación recesiva en el cromosoma 3

• Sus trabajos fueron la primera evidencia de la relación entre genes y las enzimas

Hipótesis un gene –una enzima

• Los genes actúan regulando procesos químicos específicos

• George Beadle y Edward Tatum (1942)– Demostraron la relación existente entre los

genes y las enzimas utilizando un hongo haploide

• Neurospora crassa (fig. 4.2)

Ciclo de vida de Neurospora crassa

Ciclo de vida de Neurospora crassa

• Es un micelio que produce esporas asexuales en una estructura conocida como conidias

• Organismos haploide, por lo que las mutaciones siempre se expresan

• Ciclo de vida corto– Se propaga asexualmente por la dispersión de pedazos

del micelio o de las conidias

• Se puede reproducir sexualmente por la unión de los tipos de apareamiento A y a– La forma A no se puede unir a la forma A, así como

tampoco la a a la a• Solo se pueden aparear las formas A y a

Ciclo de vida de Neurospora crassa

• La unión de A y a producirá un núcleo diploide, que rápidamente pasa por meiosis y produce cuatro esporas haploides

• Esporas pasan por mitosis produciendo 8 esporas haploides– Localizadas dentro de estructura conocida

como asca• Se les conoce como ascoesporas

– Cuatro con el fenotipo A y cuatro con el fenotipo a

Ciclo de vida de Neurospora crassa

• Las cepas salvajes solo necesitan de un medio múnimo para crecer. El medio incluye:– Sales inorgánicas

• Incluyendo una fuente de nitrógeno

– Fuente de carbono orgánico• Glucosa o sucrosa

– Biotina• Vitamina que el hongo no puede sintetizar

Ciclo de vida de Neurospora crassa

• Beadle t Tatum aislaron mutantes auxotróficos (no crecen en medio mínimo) irradiando una cepa con rayos X y luego haciendo un cruce con una cepa no irradiada– Cada ascoespora producida fue sembrada

individualmente en un medio completo para asegurar la germinación de todas (aún las mutantes

Ciclo de vida de Neurospora crassa

• Esporas producidas en el medio completo se transfieren a medio mínimo– Los mutantes no crecen

• Cada mutante auxotrófico fue colocado en difarentes combinaciones de medio mínimo y suplementos – Propósito:

• Determinar que era lo que el mutante no podía sintetizar

Experimento de Beadle y Tatum

Experimento de Beadle y Tatum

• Asumen que el metabolismo de Neurospora se lleva a cabo por una serie de reacciones catalizadas por enzimas y organizadas en cascadas de información– Ejemplo tabla 4.1

Respuesta de crecimiento de auxotrófos

Methionine biosynthetic pathway showing four genes in Neurospora crassa that code for the enzymes that catalyze each reaction