Appunti microbiologia

Il legame di un metabolita a un riboswich nell'mRNA può provocare l'arresto prematuro della trascrizione.

Traduzio Le proteine di repressione della traduzione L'RNA antisenso possono legarsi all'mRNA e impedire che la legarsi all'mRNA e traduzione abbia inizio. controllare se la L'RNA antisenso può legarsi all'mRNA e traduzione abbia inizio. controllare se la traduzione abbia inizio.

Il legame di un metabolita a un riboswitch nell'mRNA può bloccare la traduzione.

Post- Piccole molecole possono unirsi a una L'inibizione da feedback e traduzio proteina e influenzarne la funzione. Ne è un modificazioni dei legamine esempio l'inibizione feedback in cui il covalenti possono regolare prodotto di una via metabolica.

inibisce il la funzione proteica.primo enzima della via metabolica stessa.La struttura e la funzione di una proteina possono essere modificati da alterazioni dei legami covalenti subiti dalla proteina in maniera reversibile o irreversibile (modificazioni post-traduzionali).

Batteri: no istoni, RNA policistronico, traduzione e trascrizione accoppiate; Archea: no istoni, RNA policistronico, traduzione e trascrizione accoppiate, regolazioni simili ad eucarioti.

Eucarioti Trascrizione I fattori di regolazione della trascrizione possono attivare o inibire la trascrizione. Il livello di compattezza della cromatina influenza la trascrizione. La metilazione del DNA inibisce la trascrizione.

Processamento Lo splicing alternativo altera le scelte degli esoni; l'RNA editing altera la sequenza di basi degli mRNA.

Traduzione La traduzione può essere regolata dalla fosforilazione dei fattori dell'inizio della traduzione. Può essere regolata da proteine che si legano

all'estremità 5' dell'mRNA. L'RNA antisenso può legarsi all'mRNA e controllare che la traduzione abbia inizio. La stabilità dell'mRNA può essere influenzata dalle proteine leganti l'RNA.

Post-traduzione: l'inibizione da feedback e le modificazioni dei legami covalenti possono regolare la funzione proteica.

Induzione e repressione genica:

Un operone è costituito da:

• Gene promotore: sito specifico a cui si lega la RNA polimerasi;
• Gene operatore: sequenza di DNA che può legare un repressore;
• Gene regolatore: codifica per la sintesi di una proteina repressore;
• Gene strutturale: porta le informazioni per la sintesi dell'RNA messaggero e quindi delle proteine. Nei batteri, un mRNA può portare l'informazione proveniente da diversi geni.

La regolazione si attua attraverso i meccanismi di induzione e repressione; i casi sono 2:

1. Il repressore, prodotto dal gene regolatore, si lega al sito

del gene operatore, impedendo per ingombro sterico il legame tra RNA-polimerasi e promotore;

Se non è presente alcun repressore, RNA-polimerasi può legarsi liberamente al promotore e sintetizzare nuovo mRNA.

La differenza tra un sistema inducibile e uno reprimibile è piccola ma significativa:

Nei sistemi inducibili, ad agire è il substrato di una via metabolica (l'induttore) che interagisce con una proteina regolatrice (il repressore), rendendola incapace di legarsi all'operatore, con il risultato di permettere la trascrizione.

Nei sistemi reprimibili, ad agire è il prodotto di una via metabolica (il corepressore), che interagisce con una proteina regolatrice (sempre il repressore), rendendola capace di legarsi all'operatore, con il risultato di bloccare la trascrizione.

In generale, i sistemi inducibili controllano le vie cataboliche (che vengono attivate soltanto quando il substrato è disponibile), mentre i sistemi

reprimibili controllano le vie anaboliche (che restano inattive fintanto che il prodotto è disponibile). In entrambi i casi le molecole regolatrici esercitano la loro funzione legandosi all'operatore.

Controllo negativo di geni inducibili: repressore blocca la trascrizione in assenza di un induttore (catabolismo degli zuccheri);

Controllo negativo di geni reprimibili: repressore blocca la trascrizione solo in presenza di un corepressore (biosintesi amminoacidi);

Controllo positivo di geni inducibili: attivatore stimola la trascrizione solo in presenza del co-induttore;

Controllo positivo di geni reprimibili: attivatore stimola la trascrizione solo in assenza del repressore.

Operone lac:

Possiede geni strutturali che codificano per la sintesi di β-galattosidasi, permeasi e transacetilasi per il metabolismo del lattosio; essi vengono sintetizzati solo quando serve:

Assenza del substrato: il gene regolatore produce un repressore lacl che codifica una proteina che impedisce

l'accesso della RNA polimerasi;

Presenza del substrato: fornendo lattosio al mezzo di coltura si provoca il suo legame con il repressore rendendolo inattivo. La RNA-polimerasi può agire, ha luogo la trascrizione e vengono prodotti gli enzimi.

N.B. l'operone sottostà a processi di regolazione aggiuntiva (repressione da catabolita).

Operone ara:

L'operone arabinosio è una sequenza di geni che codifica per gli enzimi necessari al metabolismo dell'L-arabinosio in D-xilulosio-5-fosfato, un intermedio della via dei pentoso fosfati. La proteina codificata araC agisce sia da attivatore che repressore.

In assenza di arabinosio si forma un dimero che agisce da repressore, ripiega il DNA e impedisce la trascrizione; in presenza di arabinosio il loop si apre e si forma un altro dimero AraC che agisce da attivatore, resta legato ad ara e favorisce il legame del fattore sigma e dell'RNA polimerasi.

Repressione da catabolita dell'operone lac:

La cellula