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TRASCRIZIONE E REGOLAZIONE - Coggle Diagram
TRASCRIZIONE E REGOLAZIONE
eucarioti
geni
contengono
promotore
lega la RNA polimerasi
è posto subito prima della regione codificante
terminatore
posto fuori dal tratto codificante
segnala la fine della trascrizione
codone di stop
posto prima del terminatore
tendono a essere dispersi nel genoma
la regolazione coordinata e simultanea di due geni richiede che essi condividano alcuni elementi di controllo, per poter rispondere tutti allo stesso segnale
hanno tre RNA polimerasi che catalizzano la trascrizione di uno specifico tipo di gene
RNA polimerasi I
trascrive i geni per gli rRNA
RNA polimerasi III
trascrive i geni per i tRNA
RNA polimerasi II
trascrive i geni per le proteine
la regolazione dell'espressione genica può avvenire in vari punti del processo di trascrizione di un gene
durante
della trascrizione
l'RNA polimerasi, per riconoscere la sequenza del promotore, ha bisogno di altre proteine dette
fattori di trascrizione
a monte del promotore si trovano due sequenze, dette
sequenze consenso
, alle quali si legano proteine regolatrici che attivano il complesso di di trascrizione
ci sono inoltre gli
intensificatori
che legano i fattori di trascrizione
infine esistono sequenze chiamate
silenziatori
che arrestano la trascrizione
la combinazione di diversi fattori di trascrizione determina la
velocità
finale della trascrizione
trascrizione differenziale
i geni costitutivi o housekeeping, ovvero quei geni che assolvono alle necessità di base di tutte le cellule, sono sempre trascritti in tutti i tipi di cellule
i geni che codificano proteine specifiche sono trascritti solo nelle cellule specializzate (cioè differenziate) dell'organismo
amplificazione genetica
produce più copie di un gene così da aumentarne la velocità di trascrizione
prima
della trascrizione
nei cromosomi (costituiti da cromatina) degli eucarioti il DNA è avvolto attorno a proteine chiamate
istoni
a formare una struttura detta
nucleosoma
l'impacchettamento del DNA può rendere il DNA inaccessibile all'RNA polimerasi e al resto del macchinario coinvolto nella trascrizione
la trascrizione di un gene eucariote dipende dalla struttura della cromatina
attraverso un processo chiamato
rimodellamento della cromatina
, specifiche proteine modificano la struttura della cromatina, rendendola accessibile al processo di trascrizione
in un nucleo in interfase si distinguono due tipi di cromatina
eucromatina
, dispersa e poco colorata, contiene il DNA che viene trascritto in mRNA
eterocromatina
, condensata e intensamente colorata, contiene geni che di solito non vengono trascritti
es. cromosoma X inattivo dei mammiferi
una cellula femmina possiede due cromosomi X, mentre il maschio possiede un X e un Y
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dopo
la trascrizione
splicing alternativo
permette di generare proteine diverse a partire da un singolo gene
es. nei mammiferi esiste un unico pre-mRNA per la tropomiosina (proteina coinvolta nella contrazione muscolare)
Il pre-mRNA viene tagliato in cinque tessuti distinti, per dare origine a cinque diversi mRNA maturi, che sono poi tradotti in cinque diverse forme di tropomiosina
non sempre la quantità di una proteina presente in una cellula dipende direttamente dalla quantità del suo mRNA
analizzando la relazione tra l'abbondanza di mRNA e delle proteine corrispondenti nel lievito, i biologi molecolari hanno scoperto che per due terzi dei geni non c'era nessuna relazione apparente
la
concentrazione delle proteine
nelle cellule sono determinate da fattori che agiscono dopo la maturazione dell'mRNA
la cellula può controllare la traduzione in molti modi, ad esempio grazie a repressori proteici che si legano all'mRNA
non tutti gli RNA trascritti a partire dal DNA sono RNA messaggeri, ma vi sono anche RNA la cui funzione non riguarda direttamente l'espressione del codice genetico
sono chiamati
non coding RNA (ncRNA)
e comprendono una vasta famiglia di RNA di piccole dimensioni (
smallRNA
), che contribuiscono alla regolazione dell'espressione delle proteine
es.
microRNA (miRNA)
: frammenti di 20-24 nucleotidi importanti per il corretto funzionamento delle nostre cellule
la prima fase della loro sintesi consiste nella trascrizione di una breve sequenza genomica dalla quale si originano i cosiddetti
microRNA primari
i microRNA primari sono poi tagliuzzati in
miRNA immaturi
che escono dal nucleo e passano nel citoplasma dove completano la propria maturazione
nella loro forma finale, i miRNA sono complementari agli mRNA da inattivare; l'appaiamento con il miRNA indirizza l'mRNA verso la degradazione
il meccanismo che attiva la degradazione inizia marcando la molecola da demolire con una piccola proteina di 76 amminoacidi chiamata
ubiquitina
(rimanda a ubiquità poichè questa proteina è diffusa ovunque nella cellula)
successivamente, alla catena iniziale di ubiquitina se ne attaccano altre, formando una catena di
poliubiquitina
questa catena entra nel
proteasoma
(un enorme complesso proteico a forma di cilindro cavo)
il proteasoma prima stacca l'ubiquitina e poi demolisce la proteina bersaglio in piccoli frammenti