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REGOLAZIONE GENICA - Coggle Diagram
REGOLAZIONE GENICA
PROTEINE REGOLATRICI
riconoscono e legano il dna in sequenze specifiche
proteine omodimeriche
riconoscono sequenze palindromiche
dominio legame dna e dominio interazione proteina-proteina
dominio elica-giro-elica
controllo negativo
mediato da repressori trascrizionali
repressione
operone coinvolto in una via metabolica attiva
inattivata dal corepressore
codificato dallo stesso operone
si lega al repressore e aumenta la sua affinità al dna
induzione
operone di via catabolica inattiva
attivata dall'induttore (da degradare)
induttore lega repressore e diminuisce la sua affinità al dna
controllo positivo
mediato da attivatori trascrizionali
operone di via catabolica inattiva
attivata da co induttore da degradare
effettore si lega a attivatore
aumento affinità attivatore-dna
siti di legame degli attivatori possono essere molto distanti dal promotore
regolatore trascrizionale AraC (sia attivatore sia repressore)
legame AraC ai siti araO e araI1 genera una curva nel dna che previene la trascrizione del promotore Pbad
arabinosio lega AraC
aumento affinità AraC per araI1 e araI2 e con la polimerasi attivano la trascrizione del promotore Pbad
REGOLAZIONE POST TRASCRIZIONALE MEDIATA DA RIBOSWITCHES
elementi regolativi costituiti da rna
mrna specifici per un metabolita effettore
non dipendono da fattori di regolazione proteici
legame metabolita altera struttura mrna modificando l'espressione genica
molti coinvolti nelle vie anaboliche
meccanismi di repressione
terminazione trascrizione
prevenzione all'inizo della traduzione
REGOLAZIONE POST TRASCRIZIONALE MEDIATA DA SMALL RNA ANTISENSO
rna antisenso è piccolo e non tradotto e si attacca a mRNA target cambiandogli stabilità e traduzione
molte forcine con
stem per stabilità rna
loop per specificità target
controllo
replicazione dna plasmidico
trasposizione
induzione di batteriofagi
espressione genica
sintesi
trascrizione su filamento stampo ( antisenso 100% specifici)
trascrizione regione non correlata al genoma (parziale complentarietà e specificità bassa= più bersagli)
meccanismo di azione
regolazione negativa
legame e sequestro del RBS(sito legame ribosoma) impedisce traduzione
regolazione positiva
esposizione RBS
protezione dalla degradazione
SISTEMI DI CONTROLLO GLOBALE DELL'ESPRESSIONE GENICA
più geni o operoni attiavti o disattivati insieme
regulone = insieme di geni o operoni controllati dalla stessa proteina regolatrice
geni che lo costituiscono sono implicati nello stesso pathway regolativo o metabolico
repressione da catabolita
il batterio sceglie la fonte di energia più conveniente
e.coli piena di glucosio inibisce la sintesi di enzimi per altri substrati
in e.coli gli enzimi per il catabolismo glucosio sono costitutivi
e.coli in terreno con lattosio e glucosio
glucosio inibisce espressione dell'operone lac
fase di latenza espressione operone lac e sintesi beta-galattosidasi
quorum sensing
espressione genica solo quando la popolazione raggiunge un quorum
regolazione coordinata in funzione della densità della popolazione
produzione, secrezione e percezione di molecole segnale
espressione indotta al raggiungimento del valore soglia
produzione molecola segnale controllata dal quorum sensing
molecole segnale
prodotte in specifiche condizioni fisiologiche
si accumulano e vengono riconosciute
concentrazione soglia = risposta colletiva
funzioni controllate
<---
•Bioluminescenza
•Virulenza
•Coniugazione
•Competenza
•Metaboliti secondari (es. antibiotici)
•Motilità
•Biofilm
chinoloni, acidi grassi ,peptidi ciclici
meccanismi di percezione del segnale qs
gram-
molecola segnale entra e lega un regolatore trascrizionale specifico attivandolo
gram+
molecola segnale lega recettore di superficie che trasduce il segnale al regolatore tramite fosforilazione
FASI DELLA TRASCRIZIONE
1)fattore sigma facilita riconoscimento promotore e sito di inizio per la rna pol
2)inizio trascrizione e rilascio fattore sigma
3) raggiunto il sito di terminazione
4)rilascio della polimerasi e dell'rna
LIVELLI DI REGOLAZIONE
trascrizionale (sintesi mRNA)
post trascrizionale (stabilità mRNA)
post traduzionale (stabilità proteina
FATTORI SIGMA
determina il riconoscimento specifico del promotore
sigma 70 per quasi tutti igeni
fattori sigma alternativi devono competere con sigma vegetativo per il legame con rnap core
TERMINATORI
intrinseci
formazione forcina nell' rna seguita da molte uridine
forcina induce il rilascio della polimerasi
rho dipendenti
proteina rho si lega a sequenze specifiche e blocca la trascrizione
REGOLAZIONE CO-TRADUZIONALE
es. triptofano
bassa concentrazione = no repressione
alta concentrazione= repressione
attenuazione
sequenza leader codifica un polipeptide leader che fa da attenuatore
tradotta solo in presenza di triptofano
peptide leader è ricco di triptofano= sintetizzato solo se tripto è abbondante
tripto abbondante= sintesi peptide leader
peptide leader ha una forcina di terminazione prima del gene che codifica tripto
tripto scarso= ribosoma previene la formazione della forcina e traduce gene per tripto
ORGANIZZAZIONE GENICA
spesso operone
rna policistronico
unica regione regolatrice
geni correlati