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Regolazione dell'espressione genica



N.B.: i procarioti devono adattarsi alle caratteristiche del terreno in cui si trovano: se presente del glucosio nel terreno, il metabolismo ne deve permettere la demolizione; se invece il glucosio non è presente, il metabolismo del procariote deve essere in grado di sintetizzarlo.
Vi sono quindi dei geni sempre attivi detti costitutivi (housekeeping), come quelli per l’mRNA, tRNA, rRNA, necessari per entrambi i processi, e dei geni la cui attività è controllata in risposta alle necessità, detti regolati.
I primi meccanismi di regolazione dell’espressione genica sono stati individuati nei procarioti (operoni lac e trp) da Jacob e Monod. In particolare il primo meccanismo di regolazione è stato individuato nel metabolismo del lattosio: i batteri presentano geni compattati nell’operone, con sequenze di regolazione, perché è necessario che più geni siano attivati contemporaneamente, vista la breve vita del procariote, per il metabolismo di una data sostanza.

Gli operoni possono essere di vari tipi: l’operone del lattosio è inducibile e catabolico: se il lattosio è presente nel terreno di crescita viene metabolizzato, innanzitutto tagliando attraverso la β-glicosidasi (gene lacZ) il legame glicosidico tra galattosio e glucosio. L’enzima catalizza anche l’isomerizzazione del galattosio in allolattosio; viene poi sintetizzata una lattosio permeasi (gene lacY) per promuovere il passaggio del lattosio all’interno della cellula e la β-galattoside transacetilasi (gene lacA) che completa il metabolismo del lattosio.