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Regulación génica y sus
consecuencias para el desarrollo
Regulación génica y sus
consecuencias para el desarrollo
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
2) Transcripción
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
2) Transcripción
3) Traducción
1) Ambiente extracelullar y cascadas de señalizacion:
Ejemplo:
Crecimiento corporal en humanos
Crecimiento corporal en humanos
Caso: Enanismo
pituitario (Sindrome
de Laron ó GHRD)
-8.3
-9.4
COMMENTARY
8 años 6 años
FIG. 1. Sisters 8.2 (left) and 6.1 (right) years of age with the appearance of GH deficiency, but with markedly elevated random GH levels.
SDS for height were "8.3 and "9.4 with height ages of 15 and 11
months. A 10.5-yr-old sister (homozygous normal for the E180 splice
mutation) had a height SDS of "0.3 as did the (proven) heterozygous
Rosenbloom et al. 1999
4437
consistent with the reported autosomal recessive inheritance
of Laron syndrome and structural defects in the GHR gene
in affected individuals from Israel (3). When the first cohort
of patients with Laron syndrome in Ecuador was reported to
include almost exclusively females (6), alternative genetic
mechanisms for this skewed gender distribution needed to
be considered. A collaboration was established between
JG-A, AR, RR, and UF with the initial goal of molecular study
to determine whether the Ecuadorean Laron syndrome was
due to mutations in the GHR gene on chromosome 5 or
whether another gene, possibly located on the X chromosome, could be the culprit. Blood samples from related and
unrelated affected individuals and their parents were obtained and lymphoblastoid cell lines established from 30
individuals by transformation with Epstein-Barr virus.
The GHR gene spans 86 kilobase pairs and includes nine
exons, numbered 2–10, that encode the receptor and four
additional exons in the 5! untranslated region. Exon 2 encodes a secretion signal sequence, exons 3 through 7 the large
extracellular GH binding domain, exon 8 the transmembrane
domain, and exons 9 and 10 the cytoplasmic domain and 3!
untranslated region (3). To look for mutations in the GHR
gene, Mary Anne Berg, in the laboratory of UF, first excluded
major structural rearrangements by Southern blot analysis
with a human GHR complementary DNA probe. Because
automated sequencing was not readily available to look for
more subtle mutations, Berg applied a new mutation screening technique, denaturing gradient gel electrophoresis; this
most sensitive of mutation detection methods was perfected
in the laboratory of Richard Myers at University of California–San Francisco (San Francisco, CA), who provided generous advice. Based on the published sequences of the GHR
gene exons and flanking introns, primers were designed to
amplify each coding exon. PCR products from genomic DNA
of obligate heterozygotes contain a mixture of normal and
mutant amplimers. Heteroduplex DNA molecules show altered melting behavior under denaturing gradient gel elec-
Caso: Enanismo pituitario (Sindrome de Laron ó GHRD)
Pollak et al. 2004
Pollak et al. 2004
¿Si fuese médico, qué
tratamiento aplicaría a
los pacientes?
Tratamiento con IGF-I
Paciente de 18 años, seis
meses después de tratamiento
Rosenbloom et al. 1999
1) Resumen señalizacion:
Ejemplos:
1) Resumen señalizacion:
IGFs
Ejemplos:
1) Resumen señalizacion:
GH
IGFs
Transductores
de señales
Ejemplos:
Crecimiento corporal en humanos
Ejemplo:
Desarrollo del corazón
2) Transcripción
Ejemplo:
Desarrollo del corazón
Drosophila:
tinman (tin RNA)
wt
tinEC40
wt
anti-Zfh-1
Bodmer 1993
desarrollo del corazón
wt
Zfh-1
Zfh-1
Eve
tinEC40
¿Si fuese biologo del
desarrollo, qué otro
experimento haría para
comprobar que tin es
necesario para el
desarrollo del corazón?
rescate de mutante tin
(anti Eve)
wt
hstin9A
control
hstin9A
Genes conservados en la ruta regulatoria
de tinman entre la mosca y el ratón
Prall et al. 2002
Señalización de células del corazón
2) Resumen transcripción:
Ejemplo:
Tinman es necesario para la formación
de mesodermo y corazón.
2) Resumen transcripción:
NK2 TF
NK2 TF
Ejemplo:
Tinman es necesario para la formación
de mesodermo y corazón.
Ejemplos:
Silenciación mediante
ARN de doble cadena
3) Traducción
Ejemplos:
Silenciación mediante
ARN de doble cadena
Silenciación génica mediante ARN de doble cadena
(miARN y siARN)
Craig Mello
Andrew Fire
University of Massachusetts
Stanford University
Nobel 2006
RNAi
Disrupción de la silenciación mediante miARNs en plantas
Mallory & Vaucheret, 2006
Acción de ARNs pequeños en animales
He & Hannon, 2004
miR-196 regula Hoxb8 durante el desarrollo de
las extremidades en vertebrados
Hoxb8
Hoxb8
Hoxb8
extremidad anterior de pollo (st. 22)
embrión de pollo (st. 16)
3’UTR
miR-196 directed cleavage
miR-196
Hoxb8
directed
cleavage
Hoxb8 truncated
on other sites
non Hoxb8
5’ RACE clones
non Hoxb8
Hoxb8
Hornstein et al. 2005
miR-196 regula Shh durante el desarrollo de las
extremidades en vertebrados
extremidad
anterior
shh
extremidad
anterior
extremidad
posterior
RA
shh
Modelo de
regulación:
Hornstein et al. 2005
miR-196 regula Shh durante el desarrollo de las
extremidades en vertebrados
extremidad
anterior
shh
extremidad
anterior
extremidad
posterior
RA
shh
Modelo de
regulación:
Hornstein et al. 2005
3) Traducción
Ejemplos:
3) Traducción
miARNs
Ejemplos:
3.1) Silenciación mediante
ARN de doble cadena
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
señales
endócrinas: IGFIR
factores de
transcripción:
Tinman
disrupción de
traducción:
miARNs
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
señales
endócrinas: IGFIR
factores de
transcripción:
Tinman
disrupción de
traducción:
miARNs
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
2) Transcripción
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
señales
endócrinas: IGFIR
factores de
transcripción:
Tinman
disrupción de
traducción:
miARNs
Expresión
génica puede
ser regulada a
varios niveles:
2) Transcripción
1) Ambiente
extracelular y
cascadas de
señalización
señales
endócrinas: IGFIR
factores de
transcripción:
Tinman
3) Traducción
disrupción de
traducción:
miARNs