La regolazione genica negli eucarioti

Transcript

1 La regolazione genica negli eucarioti

2 neuroni globuli rossi globulo bianco fibroblasti adipociti

3 Sezione di testicolo Surrene

4 Come mai alcuni geni sono trascritti e tradotti in alcune cellule ma non in altre? Essenzialmente perchè la trascrizione è regolata. La regolazione genica negli eucarioti avviene a vari livelli.

5 Regolazione genica negli eucarioti Geni costitutivi: sono costantemente espressi Geni regolati: la loro espressione è regolata in modo tale che la quantità del corrispondente prodotto (proteina o RNA) è controllata in relazione al fabbisogno cellulare

6 Livelli multipli di regolazione dell espressione genica degli eucarioti

7 La decondensazione della cromatina è coinvolta nel controllo genomico E necessario un processo di decondensazione per consentire l accesso delle varie componenti proteiche che costituiscono la macchina trascrizionale che consente l espressione dei geni eucariotici

8 La metilazione del DNA Aggiunta di gruppi metile a citosine selezionate che tendono a raggrupparsi in regioni 5 non codificanti e determinano il blocco dell attività genica La metilazione avviene ad opera di un enzima che metila sequenze 5 - CG-3 appaiate con sequenze 3 -GC- 5 già metilate, pertanto i quadri di metilazione sono ereditari dopo duplicazione Esistono siti di metilazione tessuto specifici e tali siti sono metilati nei tessuti dove il gene è inattivo

9 Le proteine del nucleosoma sono chiamate istoni (H), ne esistono 5 tipi: H1, H2A, H2B, H3, H4. La parte proteica del nucleosoma è costituita da un ottamero di istoni formato da due dimeri di H2A-H2B e da due dimeri di H3- H4

10 Acetilazione degli Istoni L aggiunta di radicali acetili ai gruppi funzionali degli aminoacidi delle proteine istoniche sono associati con nucleosomi di geni attivi

11 Regolazione Genica: Controllo trascrizionale

12 Assemblaggio di fattori trascrizionali ai promotori eucariotici

13 Tutte le cellule presentano Fattori generali della trascrizione Fattori per la trascrizione dei geni costitutivi Fattori per geni regolati Per l espressione di proteine tessuto specifiche Fattori di trascrizione che risultano specifici (unici) per i singoli tipi cellulari Questi diversi fattori di trascrizione dovranno legare elementi responsivi sul promoter del gene che deve essere regolato

14 Struttura di un tipico gene eucariotico, con la regione del promotore core e la regione di controllo prossimale Alla regione promotore core si legano i fattori di trascrizione generali Agli elementi di controllo prossimali si legano i fattori di trascrizione regolativi che aumentano l efficienza della trascrizione

15 Struttura di un tipico promoter

16 Modello combinatorio per l espressione genica

17 Esempi di elementi di controllo prossimali e fattori di trascrizione regolativi che li legano Copiare tabella 21-3

18 Caratteristiche dei fattori di trascrizione Possiedono due distinte attività che risiedono in due distinti domini funzionali: Dominio di Legame al DNA Dominio di regolazione della trascrizione (o dominio di attivazione) con elevata concentrazione di a.a. acidi Classificabili in un piccolo numero di motivi strutturali

19 Motivi strutturali comuni dei fattori di trascrizione Motivo helix-turn-helix Motivo zinc finger Motivo leucine zipper Motivo helix-loop-helix

20 Regioni di controllo enhancer (aumentatori) e silencer (silenziatori) Possono essere localizzati a distanza variabile dal promotore Possono essere costituiti da diversi elementi di controllo, ognuno dei quali funziona da sito di legame per uno specifico fattore di trascrizione regolativo

21 Caratteristiche degli enhancer

22 Un modello per l azione dell enhancer Ogni gene è espresso al massimo livello solo quando il corredo di fattori trascrizionali prodotti da una determinata cellula, include tutti quelli che si devono legare agli elementi di controllo positivo sul DNA di quel gene

23 I silencer Sembrano condividere molte caratteristiche con gli enhancer Il legame con fattori trascrizionali riduce l efficienza della trascrizione dei geni vicini Sono definiti repressori eucariotici

24 Meccanismi di azione dei repressori che legano sequenze silencer

25 Interazioni tra fattori di trascrizione e legami con il DNA

26 Comparazione della sequenza di DNA di alcuni elementi responsivi per ormoni Receptor half site

27 Co-attivatori e co-repressori I co-attivatori mediano l interazione tra i fattori trascrizionali ed il complesso della RNA polimerasi I co-repressori hanno spesso attività istone deacetilasi

28 I co-attivatori: Proteine che legano i fattori trascrizionali e ne potenziano la capacità di attivare la trascrizione

29 Numerosi coattivatori e corepressori regolano la trascrizione mediata dai fattori di trascrizione

30 Regulated Transcription (1).avi