Meccanismi di controllo dell'espressione genica nei procarioti ed eucarioti

Il controllo dell'espressione genica

Il controllo dell’espressione genica è il processo con cui l’informazione genetica passa dai geni alle proteine, ossia dal genotipo al fenotipo. Inoltre il controllo dell’espressione genica consente alle cellule di produrre solo le proteine necessarie alla loro formazione e in risposta a cambiamenti dell’ambiente.

Meccanismi nei procarioti

Nei procarioti i geni che codificano enzimi sono spesso in serie e controllati da una sequenza promotore e da una sequenza operatore mediante il legame con proteine regolatrici; queste unità funzionali formano gli operoni.

Il legame tra proteine regolatrici e l’operatore attiva o disattiva la trascrizione e quindi la produzione di enzimi in risposta ai cambiamenti dell’ambiente.

Differenze negli eucarioti

Negli eucarioti pluricellulari l’espressione genica è più complessa che nei procarioti. Qui, le cellule si differenziano durante lo sviluppo embrionale. In ognuna sono attivi geni diversi che codificano per certe proteine, pur conservando tutte l’intero patrimonio genetico.

Il modo in cui il DNA si ripiega all’interno dei cromosomi eucariotici contribuisce a regolare l’espressione genica. Di fatti la spiralizzazione del DNA impedisce l’espressione dei geni in quanto non consente all’enzima RNA polimerasi di prendere contatto con il DNA. Affinché un gene possa essere trascritto gli istoni devono staccarsi dal DNA.

Regolazione della trascrizione

Lo stadio più importante della regolazione genica è la regolazione della trascrizione sia nei procarioti sia negli eucarioti. La regolazione negli eucarioti appare come una rete di proteine che interagiscono tra loro e con il DNA per attivare o disattivare i geni. L’attivazione di un gene eucariotico coinvolge, oltre all’RNA polimerasi, anche dei fattori di trascrizione, tra cui gli induttori e i repressori che, rispettivamente accelerano o rallentano la trascrizione.