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La regolazione genica negli eucarioti (2)

Hi guys! È sempre il DNA che vi parla. Oggi vorrei affrontare con voi il concetto di cromatina legato alla regolazione genica negli eucarioti.

Numerose ricerche hanno messo in risalto che il grado di condensazione della cromatina delle cellule eucarioti è strettamente legato al tasso di espressione genica. In particolare si possono distinguere due tipi di cromatina: l’eucromatina, più dispersa e in grado di colorarsi in maniera molto debole, e l’eterocromatina, più condensata e in grado di colorarsi in maniera molto più intensa.

Durante il periodo della divisione cellulare tutta la cromatina si presenta secondo una conformazione chiusa, quindi più densa e compatta. Questo inibisce l’attività trascrizionale.

Invece, durante l’interfase, diverse regioni del DNA sono ricche di eucromatina, che consente il processo trascrizionale, e l’eterocromatina rimane confinata solo in quelle regioni dei cromosomi in cui non sono presenti geni codificanti per proteine. Tra queste regioni troviamo i telomeri e i centromeri.

Alcune regioni di eterocromatina sono le stesse per tutte le cellule e non vengono mai espresse e sarebbero la sede della maggior parte delle sequenze che si ripetono del DNA, ossia dei segmenti di acido nucleico presenti in migliaia di copie, identiche tra loro.

La trascrizione avviene in maniera molto limitata anche in corrispondenza dei corpi di Barr, cromosomi X molto spiralizzati e disattivati in maniera irreversibile. Nelle cellule dei mammiferi di sesso maschile è presente un solo cromosoma X e quindi i suoi geni sono presenti in copia unica. Nelle femmine invece i cromosomi X sono due ; i cromosomi sessuali della cellula femminile, in teoria, potrebbero produrre il doppio delle proteine di una cellula maschile. La genetista inglese Mary Lyon suggerì che uno dei cromosomi X della femmina venga inattivato in fase embrionale e non sia più in grado di esprimersi dato che diventa inaccessibile agli enzimi che permettono l’inizio del processo trascrizionale.

Ma come è possibile che un segmento di DNA si despiralizzi per permettere la trascrizione? Ciò avviene grazie a degli attivatori come l’istone-acetiltransferasi, una proteina in grado di attaccare gruppi acetili alle code terminali N delle proteine istoniche. Quando vengono acetilati, gli istoni si possono disporre diversamente e allentano il loro legame con il DNA. La cromatina diventa meno compatta e l’RNA polimerasi è in grado di agganciarsi.

Nel prossimo articolo affronteremo la regolazione della trascrizione negli eucarioti attraverso specifiche proteine di legame.

 

La regolazione genica negli eucarioti (1)

Hi guys! È il DNA che vi parla e oggi vorrei affrontare, attraverso l’utilizzo di diversi articoli, un nuovo argomento: la regolazione genica negli eucarioti.

Prima di tutto bisogna elencare quei fattori che controllano il processo trascrizionale nelle cellule degli organismi eucarioti. Tra questi troviamo:

– gli attivatori e i repressori che stimolano o inibiscono l’attività dell’RNA polimerasi;

– le piccole molecole effettrici che hanno la possibilità di modulare l’azione dei fattori di regolazione della trascrizione;

– la capacità di aggiungere un gruppo metile al DNA con il fine di inibire la trascrizione di questo;

– la presenza di particolari attivatori in grado di alterare la struttura della cromatina in alcune regioni del DNA, consentendo all’RNA polimerasi di riconoscere e raggiungere un gene affinché la trascrizione possa essere avviata.

Nel prossimo articolo entrerò maggiormente nel dettaglio riguardo al concetto di cromatina.

La regolazione genica nei procarioti

Hi guys! Sono il DNA e oggi vorrei parlarvi della regolazione genica nei procarioti, che generalmente ha luogo a livello trascrizionale.

Il controllo prevede anche la presenza di proteine codificate dai geni regolatori: queste sono i fattori di regolazione della trascrizione. Si legano nelle vicinanze del promotore e agiscono da controllo negativo ( repressori), inibendo il processo di trascrizione, o da controllo positivo ( attivatori) favorendo la trascrizione.

Il segmento di DNA che codifica per un polipetide è definito gene strutturale e quando i geni strutturali codificano per polipetidi con funzioni correlate lavorano in sequenza.

I geni strutturali, insieme all’operatore e al promotore, costituiscono l’operone, un modello proposto da due biologi francesi François Jacob e Jacques Monod. L’operatore, in particolare, è composto da più nucleotidi con funzione regolatrice.

La trascrizione può essere controllata da un gene regolatore che si trova in qualsiasi punto del cromosoma ma non è parte dell’operone.

Il repressore si lega all’operatore ma la presenza di una piccola molecola effettrice può influenzare il processo trascrizionale e quindi la sua funzione. La molecola effettrice che attiva il repressore, inibendo l’azione dell’RNA polimerasi, è conosciuto come corepressore; la molecola che disattiva il repressore è detto induttore.

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La cellula procariote produce energia in presenza di lattosio. Attraverso la produzione di uno zucchero simile, l’allolattosio, che si lega al repressore modificandone la sua struttura tridimensionale, questo viene disattivato e si stacca dall’operone del lattosio ( operone lac). I geni vengono trascritti in un’unica molecola di mRNA e questa dirige la sintesi di tre proteine che hanno il compito di demolire il lattosio, favorirne l’ingresso nel citoplasma e trasferire un gruppo acetile al galattosio.

La regolazione genica

Hi guys! È sempre il DNA che vi parla…anche se dopo parecchio tempo. Cercherò di farmi perdonare!

Oggi vi parlerò del concetto di regolazione genica. Per regolazione genica si intende la capacità da parte delle cellule di mantenere sotto controllo l’espressione dei propri geni e, in questo modo, di regolare il processo mediante il quale l’informazione portata dal gene viene trasformata in un prodotto funzionale di natura proteica.

Il controllo dell’espressione avviene attivando o disattivando i geni in base alle necessità. Questo sicuramente possiede dei vantaggi: infatti tenere in funzione moltissimi geni anche quando non servono comporterebbe un dispendio di energia inutile.