Controllo trascrizionale

Controllo trascrizionale

I batteri, nel corso dell’evoluzione, hanno acquisito la capacità di regolazione dell’espressione genica, meccanismi per adattarsi rapidamente ed efficientemente alle variazioni di concentrazione dei nutrienti e dei metaboliti presenti nell’ambiente. Se il substrato non è sufficiente, evitano di produrre enzimi relativi a una particolare via metabolica, mentre sono in grado di attivare gruppi di enzimi coordinati con una particolare via metabolica se il substrato risulta ottimale.

Alla base di tale regolazione genica vi è l’organizzazione dei geni in un operone con appropriati meccanismi di controllo genetico, che permette al batterio la produzione coordinata degli idonei enzimi in risposta a stimoli nutrizionali. Inoltre, la trascrizione di un gene è regolata direttamente da repressori proteici in risposta a segnali nutrizionali interni cellulari, e nei procarioti la velocità di sintesi proteica da parte dei ribosomi può regolare la trascrizione.

Regolazione della trascrizione batterica

Un’altra acquisizione nel corso dell’evoluzione è la regolazione della trascrizione batterica: l’inizio della trascrizione può sottostare a controllo negativo o positivo. I geni sotto controllo negativo vengono espressi se non sono “spenti” da un repressore proteico (che si lega a una specifica sequenza di DNA detta operatore, impedendo all’RNA polimerasi di avviare la trascrizione a livello del promotore), mentre i geni sotto controllo positivo non sono trascritti a meno che non sia presente una proteina detta apoinduttore (che si lega a una specifica sequenza di DNA e assiste l’RNA polimerasi).

Il substrato può determinare l’induzione o la repressione degli operoni: se nel terreno di crescita viene introdotto un substrato induttore, esso può indurre un operone ad aumentare l’espressione degli enzimi finalizzati al metabolismo di quel substrato. I prodotti finali (detti corepressori) di una via metabolica sono in grado di bloccarla o reprimerla diminuendo la sintesi degli enzimi che la via metabolica aveva fatto esprimere (inibizione feedback).

Regolazione post-trascrizionale (o traduzionale)

Con l’espressione regolazione post-trascrizionale (o traduzionale) ci si riferisce a fattori di controllo della velocità e dell’efficienza della sintesi proteica: la struttura dell’mRNA, oppure la concentrazione del tRNA e degli aminoacidi nella cellula. Il controllo traduzionale nell’mRNA policistronico fa riferimento al diverso numero di copie di ogni proteina espressa da ciascun gene.