tarea unuidad 8

                             INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

Que Presenta

COMO SE REALIZA  EL CONTROL DEL  GEN  BARCA -

Nombre del Alumno

luz eugenia  ruiz najera

Carrera Lic biología

                                                               

                                                 

            Ciudad ALTAMIRANO, Gro.México. 4 de junio del 2012 

INTRODUCCIÓN

Se han identificado dos genes principales de susceptibilidad: el gen BRCA1 localizado en el brazo largo del cromosoma 17 (17q21) y aislado en 1994, y el gen BRCA2, localizado en el cromosoma 13 (13q12) y aislado a finales de 1995.

El gen BRCA1 es un gen de gran tamaño. Su secuencia de 5.592 nucleótidos, repartidos en 24 exones (dos de ellos no se traducen), se extiende a lo largo de 100 Kb de DNA genómico El mRNA transcrito es de 7,8 Kb y se traduce a una proteína de 1.863 aminoácidos. El transcrito abunda en testículo y timo y está presente en mama y ovario. La confirmación de BRCA1 como un gen asociado a la enfermedad se obtuvo identificando mutaciones en familias con susceptibilidad al cáncer de mama y al cáncer de ovario ligada a 17q. Tras la localización de BRCA1, se descartó su participación en un porcentaje alto de familias sólo con cáncer de mama y en casi todas las familias con cáncer de mama masculino, sugiriéndose la existencia de un segundo gen de susceptibilidad. La búsqueda en familias sin ligamiento en 17q llevó a la localización de BRCA2 y a detección de mutaciones que interrumpían la traducción de la proteína correspondiente. El gen BRCA2 es de gran tamaño. Posee 11.385 nucleótidos, distribuidos a lo largo de unas 70 Kb de DNA genómico y está compuesto de 27 exones, el primero de los cuales no se traduce (Figura 2). El transcrito es de 10-12 Kb y se halla presente en células del epitelio mamario así como en placenta. La proteína tiene 3.418 aminoácidos

Función de las proteínas brca1 y brca2

Ambas proteínas presentan escasa homología entre sí y con otras proteínas conocidas. Brca1 presenta en el extremo N-terminal una región altamente conservada en dedo de zinc que interacciona con el DNA. Este tipo de dominios también participa en interacciones proteína-proteína. El exón 11 genera el 60 % de la proteína y contiene señales de localización nuclear, indicando su lugar de actuación en la célula, e interacciona con Rad51 (proteína de reparación del DNA), p53, Rb y c-Myc. El extremo C-terminal contiene un dominio de activación transcripcionales e interacciona con la proteína brca2 y otras. Brca1 desempeña un papel fundamental en la reparación de las lesiones del DNA y actúa en múltiples procesos: transcripción de DNA, regulación del ciclo celular, apoptosis, etc.La proteína brca2 presenta dominios de activación transcripcional, está implicada en la reparación del DNA y regula la actividad de Rad51, necesaria para la recombinación homóloga que conduce a la reparación del DNA de doble cadena.

COMO SE REALIZA  EL CONTROL DEL  GEN  BARCA EN LOS.-Transactivadores

La pérdida de integridad de las uniones intercelulares, hormonas y factores de crecimiento, los impactos ambientales como agentes químicos, radiaciones ionizantes e isquemia y el sistema inmune, son algunos de los desencadenantes extracelulares de apoptosis. Estos agentes actúan a través de receptores de membrana, receptores intracelulares o produciendo un daño directo nuclear, dando lugar a la liberación o inhibición de reacciones intracelulares que conducen a la fragmentación del material genético y a la muerte celular (Raff, 1992).

Existen decenas de genes implicados en la apoptosis, especialmente factores de transcripción, proteasas e inhibidores de proteasas. Los genes cuya expresión promueve la supervivencia celular disminuyendo la susceptibilidad a la apoptosis se llaman oncogenes, destacando entre ellos el Bcl-2, y a aquellos que inducen apoptosis se les denomina genes supresores, entre los que destaca p53 y el gen del retinoblastoma (RB).

La mutación, aumento en la expresión o ausencia de estos genes, pueden provocar un desequilibrio en el destino celular, de forma que una célula sana podría ser eliminada erróneamente, mientras que una célula con aberraciones genéticas podría quedar protegida, perpetuándose en su descendencia las mutaciones potencialmente carcinogénicas. Así, anomalías o ausencia del Bcl-2 podrían dar como resultado un acortamiento inadecuado de la supervivencia celular, o bien un incremento en la expresión produciría un alargamiento de la misma, mientras que mutaciones o ausencia de p53 producirían una ausencia de muerte celular por apoptosis.

De forma simple, nos referiremos a continuación a los genes que regulan de forma más inmediata el proceso de apoptosis inducido por la radiación y otros factores externos. Así, el daño nuclear inducido determinará la expresión de p53 y su mensaje apoptótico será alentado por Bax y contrarrestado por Bcl-2.

La p53 es una de las principales proteínas relacionadas con los mecanismos de regulación de “puntos control” o check-points del ciclo celular, que centraliza la coordinación de otros procesos relacionados con el daño celular como son la reparación de daños en las bases o roturas dobles de cadena, la progresión del ciclo celular y la muerte por apoptosis. Es comúnmente denominado el “guardián del genoma”, porque mantiene la estabilidad genética celular (Levine et al, 1991).

Su relación con el cáncer es bien conocida por la alta frecuencia de alteraciones observadas (más del 50% de los tumores muestran alteraciones en p53), como por la frecuencia de aparición de tumores en personas con mutaciones germinales de p53 (Síndrome Li-fraumeni). Además, en tumores que no muestran mutaciones del gen, la función de la proteína puede estar alterada debido a su secuestro citoplasmático por oncoproteínas virales (HPV-E6) (Morris, 2002).

Es una proteína de 393 aminoácidos cuyo gen codificador se encuentra en el cromosoma 17 y puede ser dividida en varios dominios discretos (May & May, 1999).

• En el domino N-terminal se encuentran:

-

Dominio Transactivadores (TA), en el cual las interacciones entre proteínas, facilitan o bloquean la capacidad de transactivación de p53.

- Región poliprolina, que podría mediar las funciones apoptóticas de p53 y la supresión del crecimiento celular independiente de transcripción.

-Nuclear Export Signal (NES), relacionada con el transporte de p53 desde el núcleo al citoplasma para su degradación mediada por MDM-2.

• El dominio central contiene:

- La secuencia específica de unión al DNA, que permite la unión de p53 con los sitios promotores de genes diana como p21 (WAF1/Cip1).

- Cuatro regiones conservadas que regulan las interacciones proteína-DNA.

En esta región ocurren más del 90% de las mutaciones identificadas en cánceres humanos. Algunas mutaciones limitan la actividad de transcripción de p53 y otras tienen la capacidad de transactivar genes específicos como c-Myc (proliferación celular), MDR-1 (resistencia a drogas), tolerancia al estrés celular, radioresistencia relacionada con mejoras en la capacidad de reparación del DNA o inhibición de la apoptosis (Sigal et al, 2000).

Además se producen uniones a otras proteínas, bien inhibidoras de la acción de p53 (SV40 Large T antigen protein), favorecedoras de la misma (P53BP1/2) o proteínas de reparación (BRCA1, BLM y Rad51) facilitando la reparación homóloga (HR) de las roturas dobles de cadena (dbs) del DNA inducidas por la irradiación.

• El dominio C-terminal incluye:

- Un dominio de oligomerización que permite la óptima configuración de p53 en forma de tetrámeros.

- Una región de señalización de localización nuclear (NLS) relacionada con la translocación de p53 desde el citoplasma al núcleo tras la inducción de un daño en el DNA.

- Una región de unión con secuencias no específicas de DNA y roturas dobles de cadena inducidas por radiación ionizante, permitiendo el reconocimiento del DNA dañado y favoreciendo su papel en la reparación del daño mediado por XPD, XPB, BLM, Rad51, etc. (Cuddihy and Bristol, 2004).

La regulación de p53 en condiciones basales muestra bajos niveles de la proteína (denominada “salvaje”, Wild-Type) con una vida media corta (10-20 minutos). Este rápido recambio viene controlado por la proteolisis inducida por Mdm-2. En caso de daño al DNA, p53 se acumula y se activa, desarrollándose un estrecho sistema de regulación (Ashcroft & Voudsen, 1999).

La proteína Bcl-2 consta de 239 aminoácidos y su gen codificador está en el cromosoma 18. Contiene cuatro dominios de homología estructuralmente conservados: BH1, BH2, y BH3 se requieren para interaccionar con otros miembros de la familia Bcl-2, mientras que el dominio BH4 media las funciones de control del ciclo celular. El dominio transmembranal (TM) es necesario para la localización subcelular de Bcl-2 y es de gran importancia para su función (Belka & Budach, 2002).

En condiciones normales, la expresión de Bcl-2 disminuye cuando las células están maduras o cuando tienen que ser eliminadas, mientras que se expresa en células que deben sobrevivir, como las células hematopoyéticas precursoras y las células del sistema nervioso.

Bcl-2 tiene un importante papel en la embriogénesis, donde la mayoría de las células expresan altos niveles de Bcl-2 (Jacobson et al, 1997). En general, las células que expresan Bcl-2 bloquean la apoptosis por lo que promueven la supervivencia celular, facilitando la adquisición de mutaciones y la transformación maligna (Vaux et al, 1988; Pezella & Gatter, 1995). Bcl-2 salvaje inhibe la apoptosis (Hockenbery et al, 1991) bloqueando el citocromo C liberado por la mitocondria durante la ruta de apoptosis mitocondrial (Brustugun et al, 1998).

Bax (Bcl-2 associated X protein) es una proteína cuyo gen codificador está en el cromosoma 19. Aunque posee una alta homología con la proteína Bcl-2 carece del dominio BH4. Participa en la ruta de apoptosis mitocondrial induciendo la liberación del citocromo C.

Se ha observado que Bax se asocia con el complejo del poro de la mitocondria (PT) que participa en la regulación del Ca2+ de la matriz, ph, potencial de membrana mitocondrial, etc. La proteína Bax se une a un componente de este complejo (transportador nucleótido adenina, ANT) induciendo la apertura del poro con la consiguiente rotura del potencial de membrana mitocondrial y liberación de moléculas pro-apoptóticas como el citocromo C (Marzo et al, 1998; Narita et al, 1998; Susin et al, 1999).

Bcl-2 interactúa con Bax a nivel de la mitocondria modulando la inactivación de Bax a través de la heterodimerización. Cuando la proteína Bcl-2 está en exceso forma homodímeros Bcl-2:Bcl-2 y heterodímeros de Bcl-2:Bax, quedando la célula protegida de la apoptosis pero cuando Bax está en exceso, dominan los homodímeros Bax:Bax y la célula es susceptible de apoptosis (Korsmeyer et al, 1993; Petros et al, 2004).

Potenciadores

Los potenciadores son elementos de regulación en cuya secuencia interaccionan

proteínas que transmitirán a distancia señales  de activación específica (8). Los potenciadores fueron originalmente identificados como secuencias en  cis, que pueden incrementar la transcripción de un gen, independientemente de la orientación y de la distancia a la que se encuentren en relación con el sitio de inicio de la transcripción (8).Al encontrar elementos de regulación que se podían situar a grandes distancias dentrode un intervalo que puede ir desde 200 pb hasta decenas e incluso centenas de kilo bases (kb)de los genes que están regulando, surgió el interés por comprender sus mecanismos de acción.

Dentro de las diferentes propuestas para su funcionamiento en términos del incremento en la tasa transcripciones, el grupo de Kadonaga propuso que estos elementos podrían estar incrementando la probabilidad para que un gen se active en un momento dado de la diferenciación celular (8). Lo anterior significa que el potenciador estaría logrando que un mayor número de células activen transcripcionalmente a un gen en particular, lo que se conoce como el modelo de "encendido y apagado" (8). Un modelo  alternativo sugiere que los potenciadoresaumentan los niveles transcripcionales de manera homogénea en todas las células (8).Evidencias experimentales apoyan ambos modelos por lo que en la actualidad aún no sedescifra el mecanismo in vivo de la activación a distancia por parte de un potenciador. Las evidencias experimentales apoyan la  idea de que estos elementos podrían estar

interaccionando físicamente con la secuencia promotora del gen, a través de interacciones proteína-proteína, facilitando la formación de un asa. Lo anterior traería como consecuencia la formación de un complejo transcripcionales, también conocido como holocomplejo, que facilita los procesos de la iniciación y la elongación en los que participa la RNA pol-II (3, 8). Esta interacción

podría generar modificaciones a nivel de la estructura de la cromatina y de una manera reguladacontrarrestar el efecto represivo por parte de ésta. Otra alternativa para la transcripción es la de facilitar o atraer diferentes actividades enzimáticas a la región promotora, como por ejemplo, la acetilación de histonas para relajar la estructura de la cromatina y favorecer la formación del complejo de preiniciación de la cromatina (CPT; 2, 3, 8, 9). Uno de los modelos más novedosos para el funcionamiento de un potenciador, tiene que ver con el contexto tri-dimensional del núcleo. Donde el papel de los potenciadores sería el de relocalizar a un gen de las zonas transcripcionalemente inactivas, a regiones su nucleares donde se fomenta su activación (3, 10). Hay que recordar que los modelos antes descritos no son excluyentes entre ellos y que falta mucho trabajo para lograr comprender de manera detallada sus mecanismos de acción.