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REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA - Coggle Diagram
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA
PROCARIOTI
La regolamentazione avviene a livello della
trascrizione
, vengono trascritti solo i tratti corrispondenti alle sequenze che devono essere tradotte in
proteine
.
E' regolata da
proteine di regolazione
, codificate da
geni regolatori
.
Repressore
Quando si lega al DNA bloccando la trascrizione
Solitamente i geni che codificano proteine implicate nel funzionamento della
stessa via metabolica
sono disposti in
sequenza
e l'
RNA polimerasi
li trascrive in un'unica molecola di
mRNA
OPERONE
Tratto del cromosoma batterico costituito da
promotore
,
operatore
e uno o più
geni strutturali
Promotore
➞ luogo di attacco dell'RNA polimerasi
Operatore
➞ breve sequenza a cui si lega il
repressore
Il
repressore
è codificata da un gene regolatore non necessariamente vicino
OPERONI INDUCIBILI
Normalmente
non
espressi, la loro trascrizione richiede un
induttore
che forma il complesso
repressore-induttore
, inattivando il
repressore
. Solo in questo modo l'RNA polimerasi potrà legarsi e iniziare la trascrizione
Operone-lac
➞ contiene i 3 geni necessari per utilizzare il
lattosio
nell'
Escherichia coli
I geni strutturali codificano per una
serie di enzimi
e l'induttore è solitamente il
substrato
su cui essi agiscono
OPERONI REPRIMIBILI
Sono normalmente
espressi
, tranne quando è presente un
corepressore
, che attiva il
repressore
. Normalmente il repressore è inattivo e l'operone viene trascritto. Quando si lega al corepressore, formando il complesso
repressore-corepressore
, si attiva
Operone-trp
➞ codifica gli enzimi per la sintesi del
triptofano
nell'
Escherichia coli
Attivatore
Quando facilita la trascrizione
EUCARIOTI
Il
7%
del DNA
codifica
per proteine, il resto è
non codificante
all'interno dei geni, oppure forma delle
sequenze ripetute
. Inoltre tutti i genomi contengono
trasposoni
, tratti che possono spostarsi e
modificare
le sequenze originali. La loro presenza rende molto
meno stabili
i cromosomi, poiché il loro spostamento all'interno di un gene o di una regione di controllo
comprometterebbe
la funzionalità del sistema
L'
mRNA precursore
subisce un processo di
modifica
prima di essere trasportato nel
citoplasma
REGOLAZIONE PIU' COMPLESSA
Geni
non
raggruppati in operoni
Serve per permettere il
differenziamento
, tutte le cellule derivano dallo zigote, che si riproduce
CONTROLLO CONFORMAZIONALE
2 forme della cromatina:
Eucromatina
➞
poco
condensata, ha subito
acetilazione
(gruppo
acetile
si lega al gruppo fosfato e distende il DNA). L'acetilazione(-) delle lisine(+) comporta la perdita della
carica positiva
dell'amminoacido, di conseguenza il
DNA
(-) aderirà meno agli istoni.
Eterocromatina
➞
molto
condensata, ricco di
lisine
(+), non viene trascritto perché
non
accessibile :
CONTROLLO DELLA TRASCRIZIONE
➞Trascrizione
selettiva
dei geni
Il controllo è legato anche a
modificazioni chimiche
a carico del DNA, con la
metilazione
di alcuni nucleotidi di citosina che non vengono trascritti
CONTROLLO DELLA MATURAZIONE E DEL TRASPORTO DEL DNA
➞ L'
mRNA precursore
viene modificato e i trascritti
primari
vanno nel
citoplasma
, mentre quelli non maturi
degenerano
➞ Lo stesso trascritto
primario
può essere rielaborato
CONTROLLO DELLA TRADUZIONE
L'mRNA si lega all'
estremità 5'
con
proteine inibitrici
, impedendo il legame con il
ribosoma
CONTROLLO DELLE MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI
L'
attivazione
e la
vita
delle proteine dipendono da modificazioni che le
catene polipeptidiche
subiscono dopo la sintesi
Ogni cellula esprime solo i geni che codificano per le sue
proteine caratteristiche
Telomeri
➞
sequenze ripetute
alle estremità dei cromosomi, con ruolo
protettivo
. Infatti ogni volta che il DNA si replica vanno
persi
brevi tratti alle estremità. la
DNA telomerasi
ripristina la lunghezza originale, ma è presente solo nelle cellule
riproduttive
e
staminali
, quindi nelle altre l'accorciamento funge da orologio mitotico. L'enzima è spesso presente nelle cellule
tumorali
, permettendo una replicazione illimitata.
Epigenetica
➞ meccanismi di controllo dell'
attività genetica
, non altera le sequenze di nucleotidi, ma modifica l'
accessibilità
ad un'informazione genetica
Non
tutti i geni possono essere espressi
contemporaneamente
, vengono tradotti in proteine solo quelli
necessari
Per lo studio viene usato il batterio
Escherichia coli
, che in condizioni normali utilizza
glucosio
, mentre in assenza d questo usa
lattosio
. Tuttavia per utilizzare questo zucchero sono necessari
enzimi
che normalmente non sono presenti, ma che vengono appositamente
sintetizzati