Espressione e regolazione genica cap. 19 Flashcards
Parlami dei ribosomi batterici
I ribosomi sono degli organuli che permettono la polimerizzazione degli amminoacidi e quindi la sintesi proteica. Hanno una massa di 2700 kDalton, una diametro di circa 18 nm e un coefficente di sedimentazione di circa 70 Svedeberg. Sono formati dalla subunità superiore 50s (ha 34 proteine e contiene due molecole di mRNA 23 e 5s) e quella minore 30s (che ha 21 proteine e contiene due molecole di mRNA 16s). Si aggregano usando una molecola di mRNA come legame e vanno in direzione 5’ - 3’. Il poliribosoma è un complesso formato da ribosomi e mRNA
Cos’è l’espressione genica e a cosa serve?
L’espressione genica è l’insieme di eventi che dall’attivazione della trascrizione di un gene portano alla formazione della proteina corrispondente. Negli unicellulari l’espressione genica ha il ruolo di adattarli alle specifiche condizioni ambientali, nei pluricellulari ha la funzione di armonizzare i processi che contribuiscono allo sviluppo di un organismo.
Cosa porta l’espressione genica e quando avviene?
L’insieme dei geni espressi in una cellula si traduce nella sua funzione strutturale, morfologica e strutturale.
I processi di regolazione genica avvengono dopo la trascrizione del DNA e prima della fase degradativa delle proteine.
Nei procarioti la traduzione avviene subito dopo la trascrizione, e quindi processi sono semplici ed efficenti sopratutto nella fase trascrizionale.
Negli eucarioti la regolazione è più complessa, avviene in tutte le fasi dalla trascrizione e la localizzazione delle proteine, ma è più efficente nella fase trascrizionale.
Cosa sono e a cosa servono le molecole segnale?
Le molecole segnale sono molecole da cui dipende l’attività dei regolatori. Ci sono regolatori che necessitano delle molecole segnale per legarsi al DNA e regolatori che si legano al DNA da soli e se arrivano le molecole segnali si staccano e lo rendono inefficiente
Che geni possiede ogni genoma e quando sono espressi?
Ogni genoma possiede geni costituenti, inducibili e reprimibili.
I geni costituenti sono costantemente espressi perché sintetizzano per gli enzimi necessari alla cellula, mentre gli altri sono espressi in base alle esigenze.
I geni inducibili sono espressi in seguito all’induzione prodotta da attivatori.
I geni reprimibili sono inibiti da repressori e quindi il prodotto genetico diminuisce
Quali proteine regolano la trascrizione?
La trascrizione è regolata da tre proteine: i fattori di specificità, i repressori e gli attivatori.
I fattori di specificità modificano la specificità dell’RNA-polimerasi per un certo promotore
I repressori si posizionano su delle sequenze di DNA poste a lato dell’promotre, dette operatori, impedendo il legame della RNA-polimerasi con il DNA e quindi impedendo la trascrizione
Gli attivatori potenziamo l’attività della trascrizione posizionandosi su sequenze del DNA a lato degli operatori facilitando e velocizzando il legame della RNA-polimerasi con il promotore
Quali sono i caratteri delle proteine regolatrici?
Le proteine si legano a sequenze di DNA specifiche con cui hanno affinità.
Hanno più domini, uno di questi ha sequenze con cui si lega al DNA bersaglio e gli altri hanno interazioni con delle molecole.
Le interazioni tra le proteine regolatrici e il DNA sono prodotte da legami a idrogeno creati tra le basi azotate e i residui laterali delle proteine regolatrici.
Alcune proteine sono dimerizzabili per legarsi efficacemente al DNA dove sono individuabili ripetuti invertiti.
Possiedono in cui sono individuabili motivi, elica-giro-elica nei procarioti e dita a zinco, cerniera di leucina e elica- ansa-elica negli eucarioti
Qual è la definizione di espressione genica e regolazione dell’espressione genica?
L’espressione genica consiste in quegli eventi che vanno dalla trascrizione di un gene alla sintesi di un prodotte specifico
La regolazione dell’espressione genica sono dei meccanismi che modificano l’entità e la qualità dei prodotti derivati dall’espressione genica
Quali sono i meccanismi di regolazione trascrizionale?
Sono di attivazione o repressione.
La repressione è quando il regolatore è un repressore e quindi impedisce la trascrizione legandosi all’operatore
L’attivazione è quando il regolatore è un attivatore che è legato su sequenze vicine agli operatori e inizia la trascrizione
Come funziona la regolazione della trascrizione tramite regolazione negativa (repressione)?
L’RNA-polimerasi si lega al DNA se non ci sono impedimenti. In questo caso i repressori si legano agli operatori e impediscono la trascrizione.
Il repressore lac opera una repressione verso operone lac, che è considerato inducibile perché il repressore può essere staccato dall’induttore.
Il repressore lac è un tetramero che si lega su due siti lontani tra essi, distorcendo la molecola di DNA e impedendo il legame con la polimerasi
Come funziona la regolazione della trascrizione tramite regolazione positiva (attivazione)?
Sono necessarie una o più proteine attivanti per avviare la trascrizione. Ad esempio in assenza di glucosio viene prodotto il cAMP che si lega ad una proteina per formare il complesso CRP che potenzia quindi la trascrizione
Com’è strutturato l’operone lac?
L’operone lattosio ha bisogno di tre enzimi per poter utilizzare il lattosio, la B-galattosidasi, permeasi e transacetilasi. Quando viene aggiunto il lattosio la concentrazione di questi 3 enzimi sale, in particolare quella degli mRNA che ne codificano la sintesi.
Questi 3 enzimi sono codificati da tre geni adiacenti tra loro:
LacZ codifica la B-galattosidasi che scinde il lattosio in glucosio e galattosio, agisce sulle molecome con il legame B-galattosidico
LacY codifica per la permeasi, che permette al lattosio di attraversare la membrana
LacA codifica per la transacetilasi che aggiunge gruppi acetilici al lattosio
Vengono codificati in un mRNA che poi verrà tradotto in 3 proteine.
Si trova anche:
LacO il gene operone a cui si lega il repressore che impedisce trascrizione
p2 promotore dell’operone
p1 il sito CAP a cui si lega la CPR
Lacl è il gene regolatore che sintetizza la proteina repressore
In ordine
promotore - lacl - p1 - p2 - o - z - y - a
Quali sono i meccanismi di regolazione dell’operone lac?
L’E.Coli una come fonte di carbonio il glucosio e il lattosio, anche se il glucosio è più adatto e infatti è quello che consuma per primo, in caso di sua assenza sintetizza immediatamente gli enzimi necessari per il lattosio.
In presenza di lattosio si crea l’alolattosio, che si lega al repressore impedendogli di legarsi all’operatore, e quindi la trascrizione avviene
In assenza di lattosio il repressore si attacca all’operatore e la trascrizione non avviene
In assenza di glucosio si verifica un aumento della concentrazione di cAMP che, legandosi alla CAP formano il complesso CRP, questo si lega al p1 aumentando l’affinità tra la polimerasi e il promotore
Riassunto dei meccanismi, i 4 casi
+ L + G = Il repressore è inattivo come la CRP –> Trascrizione LENTA
- L - G = Il repressore e la CRP sono attivi –> NON c’è trascrizione
-L + G = Il repressore è attivo e la CRP no –> NON c’è trascrizione
+ L - G = La CRP è inattiva e il repressore no –> Trascrizione VELOCE
Parlami del codice genico
Il codice genico è il linguaggio molecolare con cui le informazioni sono trascritte nel DNA. è comune a tutti quindi avevamo un antenato vivente. Deve codificare 20 amminoacidi con una sequenza a 4 basi azotate, quindi minimo 4 alla 3 che fa 64, meno 3 codoni di stop fa 61, quindi più di un codone possono codificare lo stesso amminoacido, RINDONDANTE
Il gene è un tratto di DNA in cui sono contenute le informazioni
