Il controllo dell’espressione genica nei procarioti

Duplicazione del DNA in E.coli

Le proteine che interagiscono con il DNA attivano e disattivano i geni dei procarioti in risposta ai cambiamenti ambientali

I primi risultati nel campo del controllo genico furono ottenuti grazie a esperimenti condotti sul batterio Escherichia coli.

La regolazione genica nei procarioti

Col

oriz

zata

SE

M 7

000

L’operone del lattosio (operone lac)

• Spesso, nei procarioti, i geni con funzioni interconnesse sono aggregati in strutture chiamate operoni.

• Il vantaggio principale che deriva dal raggruppare i geni in operoni è che l’espressione di questi geni può essere facilmente coordinata.

DNA

mRNA

DNA

Proteina

mRNA

Proteina

Allolattosio

(induttore)

Promotore Operatore Geni strutturali per metabolizzare il lattosio

Repressore attivo

L’RNA-polimerasi non può attaccarsi al promotore

L’RNA-polimerasi si lega al promotore

Repressore inattivo

Enzimi per l’utilizzo del lattosio(Β-galattosidasi, proteine di trasporto, transacetilasi )

OPERONE

Operone del lattosio disattivato (lattosio assente)

Operone del lattosio attivato (il repressore è disattivato dall’allolattosio)

Gene regolatore

Proteine di regolazione si legano a sequenze di controllo nel DNA e attivano o disattivano gli operoni in risposta a cambiamenti ambientali.

Altri tipi di operone

• L’operone trp (amminoacido triptofano) è simile all’operone del lattosio (operone lac) ma funziona in modo un po’ differente.

• Questo operone controlla la sintesi degli enzimi per la produzione del triptofano.

Promotore

DNA

Repressore attivo

Repressore inattivo

Allolattosio

Repressore attivo

Triptofano(corepressore)

Repressore inattivo

Operone lac Operone trp

Operatore GeniLe molecole che interagiscono con i repressori esercitano i loro effetti modificando la configurazione tridimensionale della molecola del repressore.