Lezione 16 Regolazione dell`espressione genica
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Un prodotto genico deve essere sintetizzato al momento appropriato e nella quantità necessaria alla cellula. Geni costitutivi e geni regolati. Regolazione dell’espressione genica Regolazione dell’espressione genica nei Procarioti Una via catabolica: la degradazione del disaccaride lattosio OPERONE LATTOSIO (LAC) • Induzione da substrato • Operone inducibile, il suo stato normale è «off» Nei Procarioti mRNA policistronici Francis Jacob e Jacques Monod, 1961 Regolazione dell’operone lac Il repressore è una proteina allosterica Una via anabolica: la sintesi dell’aminoacido triptofano Operone reprimibile • repressione da prodotto finale • il repressore è attivo quando lega l’effettore (triptofano) che è definito corepressore Repressione da catabolita e il controllo positivo della trascrizione Regolazione dell’espressione genica negli Eucarioti • Gli Eucarioti pluricellulari sono costituiti da centinaia di tipi cellulari specializzati • In generale, tutte le cellule di un organismo pluricellulare contengono lo stesso corredo di geni Dolly, il primo animale clonato da una cellula adulta Controllo a livello del genoma Cromosomi politenici della ghiandola salivare di una larva di Drosophila Puff («sbuffo») cromosomico Prova visiva che l’attivazione della trascrizione genica provoca la decondensazione della cromatina • La metilazione del DNA è associata alle regioni inattive del genoma L’enzima responsabile della metilazione è specifico per le citosine nella sequenza 5’-CG-3’, appaiate con le sequenze 3’-GC-5’ già metilate. Cambi epigenetici: cambiamenti nell’espressione genica che vengono trasmessi da una generazione cellulare ad un’altra senza richiedere variazioni nella sequenze di basi di un gene Cromosoma X nelle cellule delle femmine dei mammiferi, corpo di Barr. Imprinting certi geni sono espressi in maniera diversa a seconda che siano stati ereditati dal padre o dalla madre • Le modificazioni degli istoni : CODICE ISTONICO metilazioni a livello della lisina 9 e 27 dell’istone H3 Acetilazione Assenza dell’istone H1 dalle regioni di cromatina trascrizionalmente attive Controllo a livello della trascrizione Trascrizione genica differenziale nei nuclei delle cellule dei diversi tessuti Enhancer (intensificatori) e silencer (silenziatori) sono localizzati a distanza variabile dal promotore Motivi strutturali comuni nei fattori di trascrizione che si legano al DNA e attivano la trascrizione Motivo elica-giro-elica Motivo a dita di zinco Motivo a cerniera di leucina Motivo elica-ansa-elica Regolazione traduzionale Regolazione traduzionale durante la maturazione degli eritrociti da parte dell’eme Regolazione globale della traduzione Interferenza a RNA: corti RNA silenziano l’espressione di geni legandosi a sequenze di basi nel mRNA ad essi complementari Silenziamento dell’espressione genica da parte dei microRNA Regolazione post-traduzionale • Alterazioni strutturali reversibili (es. fosforilazioni) che alterano la struttura delle proteine o irreversibili (es. taglio proteolitico) • Indirizzamento delle proteine verso localizzazioni intracellulari o extracellulari • Interazione delle proteine con molecole regolatorie • Attività di chaperone che guidano il ripiegamento delle proteine • Regolazione della velocità di degradazione di una proteina Degradazione delle proteine dipendente dall’ubiquitina/proteasoma
