Meccanismi di adattamento e regolazione genica nei procarioti

Adattamento dei procarioti

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.

Regolazione genica nei procarioti

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.

Funzionamento dell'operone del lattosio

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.