Biologia molecolare - livelli di controllo dell'espressione genica

Controllo post-trascrizionale dell'espressione genica

Livelli di controllo dell'espressione genica

Regioni di controllo (enhancers, silencers): Promotore, Esoni, Introni, DNA intergenico. Suggerimenti di terminazione: Segnale di Poly-A. Codici: ATG = codone di inizio, * = codone di stop.

Inizio alternativo della trascrizione

DA B C E F
A BC D E F
mRNA 1 AAAAAAA
DC E F
mRNA 2 AAAAAAA

Uso di segnali di poliadenilazione alternativi

DA B C E F β
A BC D E F
mRNA 1 AAAAAAA β
A BCD
mRNA 2 AAAAAAA α

Splicing alternativo

DA B C E F
DA BC E F
mRNA 1 AAAAAAA
A BC E
mRNA 2 AAAAAAA
DA BC F
mRNA 3 AAAAAAA
A BC F
mRNA 4 AAAAAAA

Rivisitazione del concetto di gene

Per gli organismi eucariotici più evoluti, il 'dogma' "un gene = una proteina" non vale per la maggior parte dei geni. Infatti, esistono diverse possibilità di produrre mRNA alternativi a partire dallo stesso gene. In particolare, possono essere regolati in maniera alternativa l'inizio della trascrizione, la fine della trascrizione e lo splicing. Questi meccanismi sono spesso regolati in maniera molto fine durante lo sviluppo e il differenziamento dei diversi tessuti. Per questo motivo, più che di geni, è corretto parlare di unità trascrizionali. Per molte unità trascrizionali si assiste a una combinazione di questi meccanismi, con il risultato di una regolazione estremamente complessa.

Esempi di poliadenilazione alternativa

• Anticorpi secreti
• Anticorpi di membrana

Esempio estremo di splicing alternativo

Gene DSCAM di Drosophila

Come lo splicing può essere controllato?

RNA editing nei mitocondri dei tripanosomi
RNA editing nei mammiferi: deaminazione adenina ADAR
Adenina Inosina

• Editing mRNA canale del calcio da parte di enzima ADAR2 cambia il significato del messaggio da Gln ad Arg
• Alterazione permeabilità al calcio
• La delezione del gene ADAR2 in topi dà origine ad una forma grave di epilessia
• Altra ADAR necessaria per lo sviluppo del fegato

Controllo del trasporto dell'RNA

Controllo della localizzazione dell'RNA e sintesi locale delle proteine