DNA e gene, Biologia cellulare ed elementi di genetica

Dal DNA al gene

In biologia un promotore è una regione di DNA costituita da specifiche sequenze dette consenso, alla quale si lega la RNA polimerasi per iniziare la trascrizione di un gene, o di più geni (operone).

Regolazione nei eucarioti

Per comprendere la regolazione negli eucarioti, consideriamo per prima cosa le sequenze di DNA necessarie per iniziare la trascrizione. Nel caso dei promotori dei geni strutturali che codificano per delle proteine, la maggioranza di essi presenta tre caratteristiche principali: un sito di inizio della trascrizione, una TATA box e degli elementi di risposta. La TATA box e il sito di inizio formano il centro del promotore.

La TATA box è una sequenza 5' – TATAAAA – 3', solitamente dista di 25 paia di basi dal sito di inizio trascrizione. Essa è importante per determinare il punto preciso di inizio trascrizione.

Altre due cose sono importanti per l'inizio della trascrizione: il mediatore, l'RNA Polimerasi II e i fattori generali di trascrizione (GTF). Per iniziare la trascrizione i GTF e l'RNA Polimerasi II devono avvicinarsi al centro del promotore. Quindi la TATA box, il sito di inizio trascrizione, la polimerasi II e i GTF vanno a formare un complesso chiamato complesso di pre-inizio. Questo complesso è considerato l'apparato basale di trascrizione. Esistono poi alcuni fattori regolatori che gestiscono e controllano l'inizio della trascrizione e la sua velocità.

RNA polimerasi negli eucarioti

Nel nucleo degli eucarioti sono presenti tre RNA polimerasi: ognuno di questi enzimi riconosce un promotore associato ad una particolare classe di geni.

• RNA polimerasi I: sintetizza tutti gli rRNA escluso il 5S che viene codificato in altre regioni del genoma.
• RNA polimerasi II: sintetizza tutti gli mRNA che grazie all'apparato ribosomiale verranno tradotti in proteine nel citoplasma.
• RNA polimerasi III: sintetizza l'rRNA 5S, gli snRNA, ossia piccoli RNA che associati a proteine formeranno gli snRNP (small nuclear ribonucleoprotein) coinvolte nel processo di splicing ed infine i tRNA; questi ultimi trasportano l'aminoacido specifico che verrà inserito nella catena polipeptidica mediante il riconoscimento codone-anticodone.

Il motivo di questa specificità risiede nel fatto che ogni tipo di RNA polimerasi riconosce soltanto quei promotori che si rintracciano all'interno di una classe particolare di geni.