Regolazione dell'espressione genica nei procarioti e negli eucarioti

Regolazione dell'espressione genica nei Procarioti Regolazione dell'espressione genica nei Procarioti Operone La trascrizione in ESCHERICHIA COLI ed in altri procarioti inizia quando l'enzima RNA-polimerasi aderisce al DNA in un sito specifico detto PROMOTORE. La molecola del RNA-polimerasi si lega al promotore e provoca l'apertura della doppia elica del DNA iniziando la trascrizione. Un segmento di DNA che codifica per un dato polipeptide è noto come GENE STRUTTURALE. Spesso, nel cromosoma batterico, i geni strutturali che codificano per polipeptidi con funzioni correlate si trovano in sequenza. Questi gruppi funzionali possono includere, per esempio, due catene polipeptidiche che insieme costituiscono un particolare enzima, oppure tre o più enzimi che lavorano in un'unica catena di reazioni chimiche. I gruppi di geni che codificano per queste molecole vengono in genere trascritti in un singolo filamento di RNA-messaggero. Così, un gruppo di polipeptidi necessari alla cellula nello stesso momento ed in uguale quantità, può essere sintetizzato contemporaneamente. Una cellula non produce tutte queste proteine in continuazione, ma solo quando queste sono necessarie e nel giusto quantitativo. Per esempio, le cellule di E. coli, che utilizzano il lattosio come alimento, necessitano dell'enzima ?galattosidasi per scindere la molecola di lattosio, un disaccaride, nei suoi due monosaccaridi costituenti: il glucosio ed il galattosio. Solo in presenza del lattosio viene indotta la sintesi dell'enzima ?galattosidasi. In un altro esempio l'E. coli sintetizza gli enzimi necessari alla biosintesi dell'aminoacido triptofano, solo se alle cellule non sia fornito dall'esterno l'aminoacido; se il triptofano è già presente, si blocca la sintesi degli enzimi sopra descritti. OPERONE LAC Secondo questo modello, un operone comprende: il PROMOTORE, uno o più GENI STRUTTURALI ed un'altra sequenza di DNA nota come OPERATORE. OPERATORE: sequenza di nucleotidi posta tra il gene promotore ed i geni strutturali. La trascrizione dei geni strutturali è spesso controllata da un altro gene ancora: il REGOLATORE, che può trovarsi in qualsiasi punto del cromosoma batterico. Questo gene codifica per una proteina detta REPRESSORE, che si lega all'operatore. Quando un repressore è legato all'operatore ostacola la funzione del RNA-polimerasi, che non può dare inizio ai suoi spostamenti lungo la molecola; cioè non si può verificare la trascrizione del RNA-messaggero. Invece, se viene rimosso il repressore, la trascrizione può iniziare. Nell'operone-LAC, quando nel terreno di coltivazione è presente il lattosio, questo funzione da INDUTTORE legandosi al REPRESSORE e rendendolo inattivo, staccandolo così dall'OPERATORE; a questo punto l'RNA-polimerasi inizia a spostarsi lungo la molecola del DNA trascrivendo sull'RNA-messaggero i geni strutturali dell'operone. SCHEMA RIASSUNTIVO In assenza di lattosio, il repressore si lega sull'operatore del DNA impedendo la trascrizione. In presenza