Appunti Regolazione Genica Nei Procarioti

Regolazione genica nei procarioti: a cosa serve?

La sua finalità è quella di rispondere rapidamente ai cambiamenti ambientali, adottando il risparmio energetico, evitando sprechi di risorse ed energia. Alcuni geni sono regolati, con meccanismo individuale di induzione o repressione.

Livelli di regolazione genica

Nella regolazione genica, abbiamo tre livelli:

• Da DNA a RNA, ovvero una regolazione della trascrizione, della sintesi dell’mRNA.
• Da DNA a proteina, una regolazione post trascrizionale, che controlla la stabilità dell’mRNA.
• Proteina, una regolazione post traduzionale, che regola la stabilità della proteina o l’attività enzimatica.

Operoni nei procarioti

Nei procarioti ci sono gli operoni, ovvero un gruppo di geni localizzati in una stessa regione genomica, vengono trascritti tutti insieme in un singolo RNA, detto appunto RNA policistronico. Esso è sotto il controllo di un'unica regione regolatrice. I geni che appartengono all’operone sono correlati funzionalmente, in modo che la loro espressione possa essere regolata in maniera concertata. Non tutti i geni sono organizzati in operoni, alcuni sono in unità singole, con unità trascrizionali singole e originano un RNA monocistrionico.

RNA polimerasi

RNA polimerasi: enzima responsabile del processo di trascrizione tra DNA e RNA. L’enzima RNAP ha due forme:

• Nucleo enzimatico detto core, responsabile dell’attività polimerasica dell’enzima, esso allunga RNA. Consiste di due subunità α, β, β’.
• Oloenzima, detto anche fattore sigma, indispensabile per legare il DNA in punti specifici detti promotori.

Fasi della trascrizione

Le fasi della trascrizione in sintesi sono molto semplici, in parole povere:

• Fattore sigma riconosce il promotore, non partecipa all’elongazione. Trascrizione inizia e il fattore sigma viene rilasciato.
• Trascrizione termina in siti specifici, chiamati terminatori della trascrizione. Al termine si rilascia RNA polimerasi e RNA.
• Procede da 5’ a 3’.

Tipi di terminatori della trascrizione

• Terminatori intrinseci: nella sequenza di DNA sono presenti sequenze ricche di G-C seguite da sequenze ricche di A-T. In seguito alla trascrizione del DNA in RNA, il filamento singolo di RNA forma una “forcina” nel segmento appena trascritto seguito da una serie di residui di uridina. La forcina induce il rilascio della polimerasi. In pratica la regione di poli-U serve a “indebolire” l’interazione DNA-RNA.
• Terminatori rho-dipendenti (o altre proteine specifiche): la proteina Rho si lega a sequenze specifiche sull’RNA sintetizzato (chiamati siti rut), in seguito la proteina Rho si muove verso la RNA polimerasi e la raggiunge, poi Rho indebolisce l’interazione.