CORSO DI GENETICA ED EREDITARIETÀ: Lezione 12 Regolazione dell'Espressione Genica

12.Regolazione dell'Espressione Genica

La regolazione dell'espressione genica è un processo complesso che coinvolge una serie di meccanismi che determinano quando, dove e in quale quantità un gene specifico verrà attivato o disattivato all'interno di una cellula.

Meccanismi di controllo genico:

Promotori e enhancer: Sono regioni specifiche del DNA che regolano l'inizio della trascrizione. I promotori sono siti di legame per l'RNA polimerasi, mentre gli enhancer possono aumentare l'attività del promotore.

Fattori di trascrizione: Sono proteine che si legano al DNA e regolano positivamente o negativamente l'attività dei promotori, controllando l'inizio della trascrizione.

Modificazioni della cromatina: Le modificazioni chimiche delle proteine istoniche e del DNA possono influenzare l'accessibilità del DNA alla trascrizione. Ad esempio, l'acetilazione delle istone può rendere il DNA più accessibile alla trascrizione, mentre la metilazione del DNA può silenziare l'espressione genica.

Epigenetica e modificazioni chimiche del DNA:

Metilazione del DNA: È un processo in cui gruppi metilici vengono aggiunti alle citosine del DNA, modulando l'attività genica. La metilazione può portare alla repressione dell'espressione genica o alla stabilizzazione della struttura del DNA.

Modificazioni delle istone: Le istone sono proteine intorno alle quali si avvolge il DNA. Le modificazioni chimiche come acetilazione, metilazione, fosforilazione e ubiquitinazione delle istone possono influenzare la struttura della cromatina e l'accessibilità del DNA per la trascrizione.

RNA non codificanti (ncRNA): Questi sono RNA che non vengono tradotti in proteine ma possono svolgere ruoli regolatori nell'attivazione o repressione dell'espressione genica. Un esempio è l'RNA interferente (RNAi) che può bloccare la trascrizione di specifici geni.

Importanza dell'epigenetica:

Ereditabilità: Le modificazioni epigenetiche possono essere trasmesse alle cellule figlie durante la divisione cellulare e in alcuni casi possono essere ereditate dalle generazioni successive.

Plasticità fenotipica: Le modificazioni epigenetiche possono influenzare la plasticità fenotipica degli organismi, adattandoli a cambiamenti ambientali senza modificare il DNA stesso.

La regolazione dell'espressione genica attraverso meccanismi epigenetici è fondamentale per il funzionamento delle cellule e per l'adattamento degli organismi all'ambiente. Comprendere questi meccanismi è cruciale per scoprire le basi della malattia, lo sviluppo, l'evoluzione e le variazioni fenotipiche negli organismi.