Concetti Chiave
- Nei procarioti, i geni con affinità funzionale sono raggruppati in operoni e trascritti insieme, mentre negli eucarioti sono dispersi nel genoma.
- La trascrizione nei procarioti coinvolge un'unica RNA polimerasi che riconosce direttamente il promotore; negli eucarioti, ci sono tre RNA polimerasi e un complesso di trascrizione più complesso.
- La regolazione dell'espressione genica può avvenire modificando la struttura della cromatina, rendendo il DNA inaccessibile all'RNA polimerasi tramite nucleosomi.
- Il rimodellamento della cromatina, necessario per la trascrizione, avviene attraverso proteine rimodellanti che rimuovono le interruzioni causate dai nucleosomi.
- Il corpo di Barr, presente nelle cellule femminili di mammiferi, è un esempio di eterocromatina che rende inaccessibile alla trascrizione un cromosoma X inattivo.
Indice
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
- Qual è la differenza principale tra la trascrizione genica nei procarioti e negli eucarioti?
- Come avviene la regolazione dell'espressione genica negli eucarioti?
- Cosa rappresenta il corpo di Barr nelle cellule femminili dei mammiferi?
Nei procarioti, i geni sono raggruppati in operoni e trascritti come un'unica entità, mentre negli eucarioti i geni con affinità funzionale sono dispersi nel genoma e la trascrizione coinvolge un complesso di proteine.
La regolazione può avvenire in vari punti dei processi di trascrizione e traduzione, ad esempio modificando la struttura della cromatina per rendere il DNA accessibile o inaccessibile all'RNA polimerasi.
Il corpo di Barr è un particolare corpo nucleare costituito da eterocromatina, che corrisponde a un cromosoma X inattivo, rendendo il suo DNA inaccessibile alla trascrizione.
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