[ES]: Para comprender en profundidad la regulación transcripcional, necesitamos determinar no solo los mecanismos moleculares que intervienen, sino también cuantificar las relaciones entre los factores de transcripción (TF) y sus promotores diana, es decir, su función de transferencia. Estudios usando reporteros fluorescentes demuestran que la dinámica y la intensidad de algunos reguladores pueden cuantificarse in vivo, aunque sólo en condiciones específicas (Rosenfeld, 2005; Fernandez-Lopez, 2010). Sin embargo, aplicando la desigualdad de Jensen (Jensen, 1906), la inherente no linealidad de las relaciones regulador/promotor dicta que, la relación entre el comportamiento medio de la población y el comportamiento de las células individuales no es directa. En esta tesis se exploraron diferentes metodologías para determinar la función de transferencia de un regulador y su promotor diana, utilizando como ejemplo el sistema de regulación del operón de resistencia antibiótica a la tetraciclina del transposón Tn10. Se realizaron mediciones en cultivo mediante fluorímetro y mediciones en célula única mediante microscopía de epifluorescencia. Los datos permitieron la determinación de la función de transferencia. Además, la microscopía permitió obtener las distribuciones poblacionales, corroborando la desigualdad de Jensen en la actividad transcripcional.

[EN]: To gain in depth understanding of transcriptional regulation, we need to determine not only the molecular mechanisms but also the quantitative relationships between transcription factors (TFs) and their target promoters, that is, their transfer function. Studies using fluorescent reporters demonstrated that the dynamics and intensity of some regulators can be parameterized in vivo, although only under specific conditions (Rosenfeld, 2005; Fernandez-Lopez, 2010). However, according to Jensen inequality, the inherent non-linearity of TF/promoter interactions dictates that the relationship between the individual and the average behaviour is far from straightforward. In this thesis different methodologies for the determination of the transfer function of a given regulator and its target promoter were explored, using as a proof of principle the regulation system of the tetracycline resistance operon of the transposon Tn10. Fluorimeter bulk measurements and epifluorescence microscope single cell measurements were done. The obtained data allowed us to determine the transfer function. Moreover, microscopy allowed us to obtain population distributions, confirming Jensen inequality in transcriptional regulation.

Memoria presentada para optar al grado de Doctor por Raúl Ruiz González y que ha sido realizada en el Departamento de Biología Molecular de la Universidad de Cantabria y el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria.

El presente trabajo ha sido realizado gracias a una beca predoctoral FPI (Formación de Personal Investigador) concedida por el Ministerio Ciencia e Innovación de referencia BES‐2009‐013371.

Peer Reviewed