Concetti Chiave
- Negli eucarioti, i geni funzionalmente affini sono dispersi nel genoma, mentre nei procarioti sono raggruppati in operoni trascritti come un'unica entità.
- La trascrizione negli eucarioti coinvolge un complesso di proteine e tre RNA polimerasi, rispetto all'unica RNA polimerasi dei procarioti che riconosce direttamente il promotore.
- La regolazione dell'espressione genica può avvenire modificando la cromatina, che può impedire l'accesso dell'RNA polimerasi al DNA.
- Esistono due tipi di cromatina: l'eucromatina, attiva nella trascrizione, e l'eterocromatina, che contiene geni solitamente inattivi.
- Le femmine possiedono due copie del cromosoma X, ma solo una è attiva; l'altra forma il corpo di Barr, che rende il suo DNA inaccessibile alla trascrizione.
Quali sono le differenze tra eucarioti e procarioti?
Negli eucaroti i geni con affinità funzionale tendono ad essere dispersi nel genoma; diversamente, nei procarioti, essi, raggruppati in operoni vengono trascritti come un’unica entità.
Negli organismi procariotici all’inizio della trascrizione l’RNA polimerasi riconosce direttamente il promotore, mentre negli eucarioti le proteine coinvolte sono numerose e formano il complesso di trascrizione. I procarioti dispongono di un’unica RNA polimerasi mentre gli eucarioti ne hanno tre ciascuna delle quali catalizza la trascrizione di un specifico gene; anche i promotori sono di tipi differenti e alla loro azione si somma quella delle sequenze supplementari; negli eucarioti inoltre si può avere una modulazione dell’intensità del processo.
Meccanismi di regolazione genica
La regolazione dell’espressione genica può avvenire in vari punti dei processi di trascrizione e di traduzione: alcuni meccanismi regolatori, ad esempio, agiscono prima della trascrizione modificando la struttura della cromatina. Quest’ultima, siccome “impacchetta”, grazie ad alcune proteine chiamate istoni, il DNA in nucleosomi, può rendere il DNA stesso inaccessibile all’RNA polimerasi. I nucleosomi infatti bloccano l’inizio e l’allungamento della trascrizione.
Queste due interruzioni vengono quindi rimossi grazie a due diversi tipi di proteine rimodellanti in un processo chiamato rimodellamento della cromatina.
Tipi di cromatina e loro funzioni
In un nucleo di interfase si distinguono due tipi di cromatina: l’eucromatina, che è dispersa e contiene DNA che viene trascritto in mRNA; e l’eterocromatina, che è condensata e contiene geni che di solito non vengono trascritti.
Un esempio di eterocromatina si osserva nel cromosoma X inattivo delle femmine di mammifero.
Differenze di dosaggio genico tra sessi
Tra maschi e femmine esiste una notevole differenza per quanto riguarda il dosaggio dei geni associati al cromosoma X. Ogni cellula femminile li possiede in duplice copia, ma la trascrizione è la stessa nei maschi e nelle femmine: nelle cellule delle femmine però, durante l’interfase, si crea un particolare corpo nucleare, chiamato corpo di Barr, costituito da etero cromatina, che corrisponde ad un cromosoma X inattivo.
La condensazione del corpo di Barr fa sì che il suo DNA risulti inaccessibile alla trascrizione.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali differenze tra eucarioti e procarioti nella trascrizione genica?
- Come avviene la regolazione dell'espressione genica negli eucarioti?
- Qual è la differenza di dosaggio genico tra maschi e femmine riguardo al cromosoma X?
Negli eucarioti, la trascrizione è complessa e richiede un complesso di trascrizione con diverse proteine, mentre nei procarioti l'RNA polimerasi riconosce direttamente il promotore e i geni sono raggruppati in operoni, trascritti come un'unica entità.
La regolazione può avvenire in vari punti, inclusa la modifica della struttura della cromatina, che può rendere il DNA inaccessibile all'RNA polimerasi. Questo processo è facilitato da proteine rimodellanti che rimuovono le interruzioni nella trascrizione.
Le femmine possiedono due copie del cromosoma X, ma la trascrizione è equivalente a quella dei maschi. Tuttavia, nelle femmine si forma un corpo di Barr, un cromosoma X inattivo, che rende il suo DNA inaccessibile alla trascrizione.
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