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la regolazione prima della trascrizione , LA REGOLAZIONE DOPO LA…
la regolazione prima della trascrizione
in un tipico gene eucariote si trova un promotore che lega la Rna polimerasi e che è posto subito prima della regione codificante, e un terminatore posto a valle
è importante non confondere il terminatore con il codone di stop: il terminatore si trova fuori dal tratto codificante e segnala la fine della trascrizione
l'RNA polimerasi non riconosce direttamente la sequenza del promotore, ma ha bisogno di altre proteine per il riconoscimento , il complesso di trascrizione
hanno 3 Rna polimerasi che catalizzano la trascrizione di un specifico tipo di gene
Rna polimersi II trascrive i geni per le proteine
Rna polimersi I trascrive i geni per gli rRNA
Rna polimersi III trascrive i geni per i tRNA
la regolazione dell'espressione genica può avvenire in vari punti del processo di trascrizione e traduzione di un gene in una proteina
il Dna è avvolto attorno a proteine chiamate istoni a formare una struttura detta nucleosoma. L'impacchettamento del DNA nei nucleosomi può rendere il DNA inaccessibile all'RNA polimerasi e al resto del macchinario coinvolto nella trascrizione
la trascrizione di un gene eucariote dipende quindi dalla struttura della cromatina , attraverso un processo chiamato rimodellamento della cromatina specifiche proteine modificano la struttura del nucleosoma rendendo la cromatina accessibile al complesso di trascrizione
in un nucleo si distinguono due tipi di cromatina
eucromatina contiene il dna che viene trascritto in mrna
eterocromatina contiene geni che di solito non vengono trascritti
durante le prime fasi dello sviluppo embrionale di una femmina, uno dei due cromosomi X in ogni cellula rimane in gran parte inattivo dal punto di vista trascrizionale. Lo stesso cromosoma X rimane inattivo in tutte le cellule discendenti. La scelta della copia da inattivare è casuale: poichè uno dei due cromosomi X deriva dal padre e l'altro dalla madre, in una cellula embrionale l'individuo il cromosoma X trascritto può essere quello paterno, mentre nella cellula adiacente può essere quello materno
il cromosoma X inattivo è ben visibile nel nucleo perchè rimane compatto anche durante l'interfase: al microscopio ottico appare come un ammasso di cromatina denominato corpo di Barr
LA REGOLAZIONE DOPO LA TRASCRIZIONE
L'espressione di un gene può essere regolata anche subito dopo che il gene è stato trascritto
nello splicing, il pre-mrna viene rielaborato mediante rimozione degli introni e successivo montaggio degli esoni. Per molti geni può verificarsi uno splicing alternativo, in cui alcuni esoni sono eliminati insieme agli introni. E' possibile generare una famiglia di proteine diverse a partire da un singolo gene
la sintesi delle proteine ha inizio con la trascrizione, durante la quale le informazioni contenute nei geni vengono trasferite da un frammento di Dna a una molecola di Rna. La trascrizione è il primo passo per produrre Rna messaggero che è tradotto nella sequenza di amminoacidi che costruirà la proteina funzionale
Non tutti gli Rna trascritti a partire dal DNA sono Rna messaggeri. Oltre agli tRNA e rRNA ci sono i non coding RNA e comprendono una vasta famiglia di Rna di piccole dimensioni o smallRNA
a tale gruppo appartengono i microRNA frammenti di 20-24 nucleotidi di importanza cruciale per il corretto funzionamento delle nostre cellule
la prima fase della loro sintesi consiste nella trascrizione di una breve sequenza genomica dove si originano i cosiddetti micro RNA primari lunghi qualche migliaio di basi. Sono poi tagliuzzati in miRNA immaturi che escono dal nucleo e passano nel citoplasma dove completano la propria maturazione. I miRNA possiedono brevi sequenze a singolo filamento, l'appaiamento con il miRNA indirizza mRNA verso la degradazione
un altro sistema per controllare l'attività di una proteina di una cellula è di regolarne la longevità. Il meccanismo che attiva la degradazione inizia marcando la molecola da demolire con una piccola proteina chiamata ubiquitina
successivamente, alla catena iniziale di ubiquitina se ne attaccano altre. Il complesso proteina bersaglio-poliubiquitina entra nel proteasoma: dapprima stacca l'ubiquitina e poi demolisce la proteina bersaglio in piccoli frammenti peptidici e amminoacidi liberi.
La regolazione durante la trascrizione
il secondo livello di regolazione dell'espressione genica corrisponde alla trasmissione, un primo meccanismo di regolazione è la trascrizione differenziale
le proteine e gli enzimi fondamentali per il metabolismo sono codificati da geni detti costitutivi: questi geni sono trascritti in tutti i tipi di cellule
l'rna polimerasi II degli eucarioti non è in grado di legarsi da sola al promotore e iniziare a trascrivere, può farlo solo dopo che sul dna si sono radunate specifiche proteine dette fattori di trascrizione. A monte del promotore si trovano altre due sequenze, dette sequenze consenso, alle quali si legano proteine regolatrici che attivano il complesso di trascrizione
molto più lontano si trovano gli intensificatori che legano gli stessi fattori di trascrizioni che riconoscono il promotore stimolando l'attività del complesso di trascrizione attraverso ripiegamenti del DNA
esistono sequenze con effetto opposto chiamato silenziatori che arrestano la trascrizione in seguito al legame con specifici repressori proteici
la combinazione di diversi fattori di trascrizione determina la velocità finale della trascrizione
tutte le cellule differenziate contengono un genoma completo . Dall'uovo fecondato all'adulto, le cellule diventano sempre più differenziate
il differenziamento è mediato da cambiamenti nell'espressione genica
un altro sistema con cui una cellula può sintetizzare un certo prodotto genico in quantità maggiori rispetto a un altra cellula è la sintesi di più copie di un gene al fine di aumentare la velocità di trascrizione genica