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
