Regolamentazione genetica

Un gene regolatore è un gene che controlla l'attività di un operone in una cellula. Un operone è un gruppo di geni che lavorano insieme per svolgere una funzione specifica. I geni regolatori sono responsabili del controllo dell'attività degli operoni, che consentono alla cellula di regolare il proprio funzionamento in base alle condizioni ambientali.

I regolatori dell'attività dell'operone possono essere positivi o negativi. I geni positivi aumentano l'attività degli operoni e i geni negativi ne diminuiscono l'attività. I regolatori possono anche modificare l’espressione genetica, che influenza la produzione di proteine ​​e altre molecole necessarie per la funzione cellulare.

I geni regolatori svolgono un ruolo importante nella regolazione del metabolismo cellulare, dell'immunità, dello sviluppo e di altri processi. Possono anche influenzare la resistenza della cella a vari fattori ambientali, come temperatura, pressione, acidità, ecc.

Ad esempio, nei batteri, i geni regolatori possono controllare la produzione di enzimi che scompongono i nutrienti come carboidrati e proteine. Nelle cellule eucariotiche, i geni regolatori controllano l'espressione dei geni per la sintesi delle proteine ​​coinvolte in vari processi come crescita, sviluppo, riproduzione, ecc.

introduzione

Un gene regolatore è uno degli elementi importanti del sistema genetico del corpo, che controlla l'attività dell'operone e regola i processi biochimici nella cellula. Un gene è una sezione di DNA costituita da tre coppie di nucleotidi che codificano per proteine ​​specifiche. Queste proteine ​​svolgono varie funzioni, tra cui la regolazione dell'attività dell'operone e la sintesi proteica. Se un gene regolatore non funziona correttamente, ciò può portare all'interruzione dei processi biochimici nella cellula e alla patologia. In questo articolo considereremo il ruolo dei geni regolatori nella regolazione dell'attività dei geni dell'operone e discuteremo anche le caratteristiche del meccanismo di funzionamento di questi geni.

Materiale principale

I geni regolatori sono geni che controllano il funzionamento di un gene operone. Gli operoni sono sequenze di DNA costituite da diversi promotori e geni regolatori che si trovano nella stessa regione del genoma. I promotori sono sezioni di DNA che vengono riconosciute dalla RNA polimerasi (l'enzima responsabile della sintesi dell'mRNA) all'inizio della trascrizione. I geni regolatori si trovano vicino ai promotori e agiscono come chiavi per avviare o arrestare la trascrizione dell'mRNA.

I geni regolatori regolano l'attività degli operoni controllando la sintesi dell'mRNA o l'elaborazione dell'mRNA seguita dalla traduzione in proteine. Possono operare in diverse modalità, come l'attivazione o l'inibizione dell'espressione genica. Esistono diversi tipi di geni regolatori. Ad esempio, nel genoma batterico sono presenti meccanismi regolatori come repressore, operatore, potenziatore e risolutore del sito. I repressori sono molecole specifiche che si legano ad una sezione di DNA (operatore) situata vicino ai geni del gruppo dell'operone. L'operatore agisce come un “lucchetto” che chiude o apre il percorso per la trascrizione in risposta alla presenza o all'assenza di un repressore.

I risolutori del sito sono geni che possono cambiare la loro espressione a seconda della presenza o dell'assenza di determinate molecole. Ad esempio, il gene dello shock termico può attivarsi quando la temperatura corporea sale a un certo livello e anche disattivare altri geni quando esposti a basse temperature. Il processo di induzione genica è regolato dall'operatore stesso. Si adatta a determinate condizioni ambientali e controlla i processi di regolazione genetica a livello della rete di operoni. L'induzione genica si riferisce allo stadio iniziale dell'espressione. In questa fase viene solitamente attivato un operone specifico.

L'inibizione genica svolge anche un ruolo importante nella regolazione dell'espressione genica nelle cellule. Può essere causato dal feedback, in cui i prodotti genetici influenzano la propria espressione. È anche possibile che i geni interagiscano tra loro, il che può includere meccanismi di regolazione ciclici e a cascata. In questo caso, i regolatori genetici possono bloccare l’attività del proprio partner, innescando una cascata di eventi. Il risultato di queste interazioni è un cambiamento nell'attività traduzionale di qualsiasi operone, che è accompagnato da cambiamenti nell'espressione di ampi gruppi di geni funzionalmente correlati. Ciò può portare a cambiamenti nella velocità delle reazioni enzimatiche, nell'espressione di varie proteine ​​o a un rallentamento o aumento del numero di fattori di trascrizione che effettuano le transazioni.

Geni dell'operone

Da allora, i processi controllati dai geni regolatori sembrano essere più complessi della semplice attivazione o disattivazione di un particolare gene