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La Regolazione prima della Trascrizione - Coggle Diagram
La Regolazione prima della Trascrizione
La regolazione è diversa tra procarioti ed eucarioti:
PROCARIOTI: i geni si trovano raggruppati in operoni;
EUCARIOTI: i geni non sono raggruppati in operoni.
inoltre, negli eucarioti, la trascrizione è diversa rispetto ai procarioti: l'RNA polimerasi non riconosce direttamente la sequenza del promotore ma necessita di altre proteine per il riconoscimento, che costituiscono il COMPLESSO DI TRASCRIZIONE.
gli eucarioti, infine, hanno 3 RNA polimerasi:
RNA polimerasi II che trascrive i geni per le proteine
RNA polimerasi I che trascrive i geni per gli rRNA
RNA polimerasi III che trascrive i geni per i tRNA
avviene grazie al RIMODELLAMENTO DELLA CROMATINA
la regolazione può avvenire in vari punti di un gene e alcuni meccanismi di regolazione agiscono prima della trascrizione, cambiando la struttura della cromatina.
nei cromosomi degli eucarioti, il DNA è avvolto attorno a delle proteine dette ISTONI che formano una struttura detta NUCLEOSOMA.
Quest'ultimi possono rendere il DNA inaccessibile all'RNA polimerasi e ai macchinari che si occupano della trascrizione.
la trascrizione di un gene dipende dunque dalla struttura della cromatina e, attraverso un processo detto RIMODELLAMENTO DELLA CROMATINA, varie proteine modificano la struttura del nucleosoma, permettendo così la trascrizione.
La cromatina si divide in due parti:
l'EUCROMATINA che è dispersa e poco colorata, contiene il DNA che viene poi trascritto in mRNA
l'ETEROCROMATINA che è condensata e colorata, contiene geni che non vengono trascritti.
avviene grazie a
TRASCRIZIONE DIFFERENZIALE: è u meccanismo di regolazione in cui tutte le proteine ed enzimi importanti per il metabolismo della cellula vengono codificati da geni detti COSTITUTIVI o HOUSEKEEPING
FATTORI DI TRASCRIZIONE E SEQUENZE REGOLATRICI: nei procarioti, il promotore è una sequenza di DNA situata verso l'estremità 5', in corrispondenza della quale l'RNA polimerasi avvia la trascrizione.
negli eucarioti, l'RNA polimerasi II non riesce a legarsi da sola al promotore e trascrivere, ma può farlo dopo che sul DNA si sono riunite delle proteine chiamate FATTORI DI TRASCRIZIONE
negli eucarioti si trovano altre 2 sequenze dette SEQUENZE DI CONSENSO alle quali si legano proteine regolatrici che attivano il complesso di trascrizione.
Inoltre, ci sono anche degli INTENSIFICATORI che riconoscono il promotore stimolando la trascrizione con ripiegamenti del DNA
infine ci sono sequenze dette SILENZIATORI che arrestano la trascrizione.
AMPLIFICAZIONE GENICA: è la sintesi di più copie del relativo gene che verranno poi trascritte tutte quante. Ciò aumenta la velocità di trascrizione.
Bisogna aggiungere che, durante lo sviluppo di un organismo complesso, le cellule si differenziano tra loro e diventano sempre più specializzate.
Oggi c'è un grande interesse nella TERAPIA CELLULARE che consiste nel dare nuove cellule funzionali a un paziente con una patologia che determina la degenerazione di certi tipi cellulari.
avviene grazie a
SPLICING ALTERNATIVO: nei geni, alcuni esoni sono eliminati insieme agli introni; con questo meccanismo si può creare una famiglia di proteine diverse, partendo da un singolo gene
CONTROLLI TRADUZIONALI: la concentrazione di una proteina nelle cellule è regolata rallentando o accelerando i processi di mutazione dell'mRNA con varie strategie, ad esempio grazie a repressori proteici.
MICRO-RNA: oltre agli RNA di trasporto (tRNA) e a quelli ribosomiali (rRNA), ci sono anche RNA detti "non coding RNA" che comprendono vari RNA detti smallRNA.
a questo gruppo appartengono i microRNA (miRNA), ovvero frammenti che regolano la traduzione appaiandosi agli mRNA e "marcandoli" per la degradazione.
CONTROLLI POST-TRADUZIONALI: è un meccanismo che avvia la degradazione marcando la molecola da demolire, utilizzando una proteina detta UBIQUITINA
quest'ultima entra nel PROTEASOMA, cioè un complesso proteico che stacca l'ubiquitina e demolisce la proteina bersaglio. Esistono però alcuni virus come l'HPV capaci di sabotare questo sistema.