Regolazione dell'espressione genica

Regolazione dell'espressione genica

La regolazione genica differisce fra organismi procarioti ed eucarioti, essendo più complessa in questi ultimi.

PROCARIOTI: Il principale mezzo di regolazione genica negli organismi procarioti, è l'operone, ovvero una sequenza lineare di geni che codifica per un gruppo di proteine tra loro correlate da analoghe proprietà funzionali. Esso è costituito da un promotore, il sito specifico cui si lega l'RNA-polimerasi per dare inizio alla trascrizione dell'mRNA, da una sequenza di DNA nota come operatore, e da uno o più geni strutturali che codificano per le proteine. La trascrizione di questi ultimi può a sua volta essere controllata dall'attività di un altro gene, detto regolatore, che codifica per una proteina, il repressore, che si lega all'operatore. Tale proteina, legata al sito dell'operatore, può ostacolare l'attività del promotore, impedendo all'RNA-polimerasi di dare inizio alla trascrizione. L'attività stessa del repressore è comunque regolata da un'ulteriore molecola che, a seconda della sua funzionalità, assume il nome di: corepressore, se la sua interazione rispetto al repressore impedisce la sintesi proteica; induttore, se disattiva il repressore non ostacolando la trascrizione.

EUCARIOTI: Nelle cellule eucariote la regolazione dell'espressione genica dipende fondamentalmente dal grado di condensazione della cromatina. Inoltre le sequenze dei geni codificanti per le proteine non sono solitamente continue, ma sono interrotte da sequenze non codificanti. Tali interruzioni sono definite come sequenze intercalari, o introni, le cui funzioni non sono ancora state individuate, mentre le sequenze codificanti, che si traducono cioè in proteine, sono dette esoni. La trascrizione negli eucarioti avviene sostanzialmente in modo analogo a quella dei procarioti. L'RNA-polimerasi si assicura al sito del promotore, dispiegando la doppia elica del DNA. L'enzima si sposta quindi lungo i geni strutturali utilizzando il filamento come stampo per la sintesi dell'RNA. Quindi, le molecole trascritte di RNA (RNA-ribosomiale, RNA-di trasporto, RNA-messaggero) traducono in proteine le informazioni geniche contenute nel filamento. La trascrizione negli eucarioti si differenzia però da quella dei procarioti per la mancanza dell'operone, in quanto ciascun gene strutturale viene trascritto separatamente mediante specifici sistemi di controllo e regolazione. Ogni gene produce un trascritto di RNA. Tali trascritti sono rielaborati all'interno del nucleo per la creazione di molecole di mRNA attive; durante tali modificazioni gli introni vengono soppressi e si avvia la procedura di splicing, ovvero di saldatura, che interessa gli esoni, che vengono in tal modo a formare un'unica molecola continua. Le eventuali differenze nella rielaborazione di identici trascritti di RNA possono dare origine a polipeptidi con funzionalità diverse pur a partire da uno stessa sequenza nucleotidica.