Il controllo dell’espressione
genica nei procarioti
Duplicazione del DNA in E.coli
La regolazione genica nei procarioti
Le proteine che interagiscono con il DNA attivano e
disattivano i geni dei procarioti in risposta ai
cambiamenti ambientali
Colorizzata SEM 7000
I primi risultati nel campo del controllo genico furono
ottenuti grazie a esperimenti condotti sul batterio
Escherichia coli.
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.
Proteine di regolazione si legano a sequenze di controllo
nel DNA e attivano o disattivano gli operoni in risposta a
cambiamenti ambientali.
OPERONE
Gene
regolatore Promotore Operatore
Geni strutturali per metabolizzare il lattosio
DNA
mRNA
Proteina
Repressore
attivo
L’RNA-polimerasi non può attaccarsi
al promotore
Operone del lattosio disattivato (lattosio assente)
DNA
mRNA
Proteina
Allolattosio
(induttore)
L’RNA-polimerasi
si lega al
promotore
Repressore
inattivo
Enzimi per l’utilizzo del lattosio
(Β-galattosidasi, proteine di trasporto,
transacetilasi )
Operone del lattosio attivato (il repressore è disattivato dall’allolattosio)
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.
Le molecole che
interagiscono
con i repressori
esercitano i loro
effetti
modificando la
configurazione
tridimensionale
della molecola
del repressore.
Promotore Operatore
Geni
DNA
Repressore
attivo
Repressore
attivo
Triptofano
(corepressore)
Repressore
inattivo
Repressore
inattivo
Allolattosio
Operone lac
Operone trp