TRASCRIZIONE del DNA

DNA ---> RNA ---> Proteina TRASCRIZIONE TRADUZIONE

La sintesi di RNA richiede uno stampo di DNA e procede da 5’ --> 3’ E’ mediata dalla RNA polimerasi

La sintesi di RNA utilizza come stampo la catena inferiore 5’ – ATTGGGCGCGATGGTTTATAGATCTACCCATAGTCTGC – 3’ 3’ – TAACCCGCGCTACCAAATATCTAGATGGGTATCAGACG – 5’ La sintesi di RNA utilizza come stampo la catena inferiore RNA risultante simile alla catena superiore 5’ – AUUGGGCGCGAUGGUUUAUAGAUCUACCCAUAGUCUGC – 3’

5’ Regione regolatoria Regione trascritta 3’

CONTROLLO SINTESI PROTEICA PROCARIOTI non possiedono nucleo il DNA genomico è sparso nel citoplasma la trascrizione è accoppiata alla traduzione EUCARIOTI il DNA genomico è organizzato in cromosomi nel nucleo presenza di istoni associati al DNA e formazione di cromatina la trascrizione avviene nel nucleo. La traduzione nel citoplasma dopo che l'RNA è maturato a messaggero (perdita degli introni, poliadenilazione, ecc.)

CONTROLLO GENICO Nei PROCARIOTI serve per: Negli EUCARIOTI serve per: Adattare il batterio ai cambiamenti nutrizionali divisione cellulare Negli EUCARIOTI serve per: Regolare un programma genetico alla base dello sviluppo embrionale e del differenziamento cellulare e tissutale

CONTROLLO SINTESI PROTEICA PROCARIOTI Non possiedono nucleo, il DNA genomico è sparso nel citoplasma. Assenza di istoni associati al DNA La trascrizione è accoppiata alla traduzione, l'RNA trascritto non subisce variazioni (es. manca lo Splicing, la poliadenilazione), ma viene utilizzato come tale per attacco diretto dei ribosomi che traducono il codice nucleotidico a codice aminoacidico. CONTROLLO GENICO 
Serve per
- adattare il batterio ai cambiamenti nutrizionali dell'ambiente
- divisione cellulareNei batteri il controllo genico può avvenire:- a livello dell'inizio della trascrizione
- a livello della terminazione della trascrizione
- a livello del ricambio dell'RNA (stabilità dell'mRNA)

CONTROLLO GENICO NEI PROCARIOTI nei batteri il controllo genico può avvenire: - a livello dell'inizio della trascrizione - a livello della terminazione della trascrizione - a livello del ricambio dell'RNA (stabilità dell'mRNA)

INIZIO DELLA TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI RNA polimerasi possiede 2 subunità uguali α 2 subunità diverse β e β' (legano il DNA aspecificamente) 1 subunità ω

PROTEINE ACCESSORIE della RNA polimerasi FATTORE σ aiuta l'RNA polimerasi a riconoscere sequenze specifiche del DNA a livello del promotore. Si conoscono diversi tipi di fattori σ: variano per i diversi promotori.

Il complesso RNA polimerasi con il Fattore σ si chiama OLOENZIMA L’oloenzima legato al DNA separa la struttura a doppia elica e comincia a formare RNA sul templato di DNA Dopo l’inizio della trascrizione il fattore σ si stacca

INDUZIONE O REPRESSIONE DELLA TRASCRIZIONE GENICA BATTERICA SOSTANZE NUTRITIVE - induzione enzimatica: solo quando una determinata sostanza nutritiva e’ presente (oppure e’ assente) INDUZIONE / REPRESSIONE velocita’ di sintesi dell’enzima Quantita’ di enzima teorico sperimentale tempo

OPERONI Vengono chiamati OPERONI dei geni in successione controllati da un unico promotore. L'OPERONE da origine ad un singolo RNA messaggero che viene detto POLICISTRONICO, perchè codifica più di una proteina (CISTRONE è l'unità genetica più piccola che codifica un solo peptide). I geni di un operone spesso codificano gli enzimi diversi di una sola via metabolica. Essi vengono così controllati in modo coordinato.

Ogni segmento codificante di un mRNA policistronico è tradotto in modo indipendente perché ogni porzione possiede il suo - SITO DI LEGAME PER IL RIBOSOMA, - il proprio CODONE DI INIZIO e il proprio CODONE DI TERMINAZIONE.

OPERONE LAC

ASSENZA DI LATTOSIO - PRESENZA GLUCOSIO

PRESENZA DI LATTOSIO - PRESENZA DI GLUCOSIO

PRESENZA DI LATTOSIO - ASSENZA DI GLUCOSIO
 L’assenza di GLUCOSIO porta ad un AUMENTO dei LIVELLI di cAMP cAMP lega --> proteina attivatrice del catabolismo [CAP] --> azione attivatoria sul promotore

CONTROLLO DELLA TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI PROTEINE BATTERICHE STRUTTURALI (GENI STRUTTURALI) Sono in genere trascritte in modo COSTITUTIVO, a velocità più o meno costante, ed entrano a far parte di membrane, ribosomi, ecc. PROTEINE BATTERICHE REGOLATRICI (GENI REGOLATORI) - meno numerose - permettono di percepire le variazioni ambientali; - legano il DNA alterando la velocità di trascrizione dei geni strutturali in senso positivo o negativo. le proteine batteriche regolatrici si dividono in: REPRESSORI e ATTIVATORI

REPRESSORI DELLA TRASCRIZIONE GENICA °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° sono le proteine regolatrici ad azione negativa; impediscono il legame con dell'RNA polimerasi (oloenzima) al DNA, interagendo con determinate sequenze a livello del sito OPERATORE, spesso localizzato vicino al PROMOTORE. °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° i REPRESSORI possono combinarsi con piccole molecole dette EFFETTORI che influenzano l'affinità del legame del repressore con il DNA.

INDUTTORI o COREPRESSORI Gli EFFETTORI possono essere INDUTTORI o COREPRESSORI gli INDUTTORI si combinano con il repressore e ne diminuiscono l'affinità di legame con il DNA. - i COREPRESSORI hanno il ruolo opposto, in tal caso il repressore funziona solo in presenza del suo effettore corepressore. R(attivo) + I --> R-I(inattivo) NO TRASCRIZIONE R(inattivo) + CR --> R-CR (attivo) NO TRASCRIZIONE R = repressore I = induttore CR = corepressore

ATTIVATORI DELLA TRASCRIZIONE GENICA °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° sono le proteine regolatrici ad azione positiva; si legano al DNA interagendo con determinate sequenze a livello del sito PROMOTORE o vicino ad esso; aumentano la frequenza con cui l'RNA polimerasi (oloenzima) si lega al promotore. °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° anche gli ATTIVATORI possono utilizzare un EFFETTORE.

CONTROLLO COMPOSTO DELLA TRASCRIZIONE GENICA una diminuzione del GLUCOSIO porta alla produzione di: EFFETTORE --> AMP ciclico che lega e attiva una ATTIVATORE --> PROTEINA ATTIVATRICE del CATABOLISMO (CAP), che serve per molti geni diversi. L' OPERONE lac è sotto il controllo: positivo del complesso CAP-cAMP negativo della proteina repressore per il lattosio.

CONTROLLO DELLA TERMINAZIONE DELLA TRASCRIZIONE E' meno determinante di quello effettuato sull'inizio della trascrizione. Avviene alla fine di un gene su appositi SITI DI TERMINAZIONE ricchi di G e C. Alcune proteine funzionano da fattori di terminazione: es il FATTORE RHO (proteina specifica)

TERMINAZIONE DIPENDENTE DAL FATTORE RHO la proteina (fattore RHO) forma un esamero su cui si avvolge l'RNA in formazione, provocandone il discacco dal DNA templato. - TERMINAZIONE INDIPENDENTE DAL FATTORE RHO: