Concetti Chiave
- Nei procarioti, la regolazione dell'espressione genica avviene principalmente a livello della trascrizione, senza maturazione dell'mRNA.
- Gli operoni, composti da promotore, operatore e geni strutturali, sono fondamentali nella regolazione dell'espressione genica nei procarioti.
- Operoni inducibili, come l'operone LAC, richiedono un induttore per inattivare il repressore e permettere la trascrizione dei geni necessari.
- Operoni reprimibili, come l'operone Triptofano, sono normalmente espressi ma vengono disattivati in presenza di un corepressore.
- La distinzione tra operoni inducibili e reprimibili è cruciale per adattare l'espressione genica alle esigenze metaboliche dei procarioti.
Con il termine espressione genica intendiamo tutti quei meccanismi che portano alla trasformazione del codice genetico nella rispettiva forma attivata. Ogni gene infatti porta un informazione che codifica per una particolare proteina,e non sempre gli organismi hanno bisogno di tutte le proteine di cui i geni portano informazione.
Indice
Regolazione nei procarioti
C'è bisogno dunque di una regolazione che avviene in maniera diversa per Eucarioti e Procarioti.
In verità i meccanismi che portano alla formazione di proteine in eucarioti e procarioti sono simili,ma hanno delle differenze che ne caratterizzano la regolazione.
Infatti per gli organismi Procarioti la traduzione può avvenire subito dopo la trascizione,senza che avvenga nessuna maturazione dell'mRNA neotrascritto.
Quindi la regolazione avviene proprio a livello della trascrizione.Funzionamento degli operoni
A questo punto infatti vengono trascritti solo i tratti di DNA che presentano sequenze geniche che possono tradursi in proteine utili. Il compito di intercettare i tratti di DNA utili è dato agli Operoni.
L'operone è un tratto di cromosoma batterico costituito da Promotore,Operatore e Geni Strutturali. Il promotore è il luogo in cui si attacca l'RNA polimerasi. A seguire c'è l'operatore a cui si lega la proteina repressore che è codificata da un gene strutturale.
Operoni inducibili
Gli operoni possono essere di due tipi, inducibili e reprimibili.
Non sono espressi. La loro trascrizione richiede la presenza di un induttore che inattiva il repressore. Il represso è generalmente presente ed evita la trascrizione di quel tratto di RNA, ma una volta legato all'induttore è capace di perdere la sua funzionalità e permettere al RNA polimerasi di tradurre il tratto che prima non era accessibile.
Un operone Inducibile è l'operone LAC,scopero da Jacob e Monod,impedisce generalmente la traduzione dei geni che codificano l'enzima necessario all'ossidazione del lattosio (il lattosio generalmente non si trova nelle cellule procariotiche, questo spiega il fatto che tale enzima non sia codificato in maniera continuata).
Operoni reprimibili.
Operoni reprimibili
Vengono normalmente espressi, tranne quando è presente un Corepressore che attiva il repressore. Il repressore generalmente non svolge la sua funzione, ma in presenza del Corepressore genera un complesso Repressore - Corepressore che impedisce all'RNA di trascrivere il tratto di DNA. Tra gli esempi più importanti ritroviamo l'operone Triptofano,i cui geni vengono generalmente espressi, e sintetizzano il triptofano (un amminoacido) a partire dall'acido corismico. Può accadere infatti che l'organismo procariota non abbia bisogno di un ulteriore sintesi di triptofano, e in tal caso l'operone Triptofano,grazie alle azioni descritte prima,permette la repressione temporanea di quei geni.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo degli operoni nei procarioti?
- Come funzionano gli operoni inducibili?
- In che modo gli operoni reprimibili regolano l'espressione genica?
- Quali sono le differenze principali tra la regolazione genica nei procarioti e negli eucarioti?
Gli operoni nei procarioti regolano l'espressione genica trascrivendo solo i tratti di DNA che possono tradursi in proteine utili, grazie alla loro struttura composta da promotore, operatore e geni strutturali.
Gli operoni inducibili richiedono un induttore per inattivare il repressore, permettendo così la trascrizione del tratto di RNA. Un esempio è l'operone LAC, che regola la traduzione dei geni per l'enzima necessario all'ossidazione del lattosio.
Gli operoni reprimibili sono normalmente espressi, ma in presenza di un corepressore, il complesso repressore-corepressore impedisce la trascrizione del DNA. Un esempio è l'operone Triptofano, che regola la sintesi del triptofano.
Nei procarioti, la traduzione può avvenire subito dopo la trascrizione senza maturazione dell'mRNA, con la regolazione che avviene a livello della trascrizione, mentre negli eucarioti ci sono ulteriori passaggi di maturazione dell'mRNA.
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