Com'è simile la regolazione del gene nei procarioti e negli eucarioti

Il genoma di entrambi procarioti ed eucarioti è costituito da geni. Questi geni sono espressi per produrre molecole funzionali come l'RNA e le proteine, che sono vitali per il funzionamento della cellula. I due passaggi dell'espressione genica sono la trascrizione e la traduzione. Sia la trascrizione che la traduzione di procarioti ed eucarioti sono molto simili. Tuttavia, alcune caratteristiche avanzate possono essere identificate nell'espressione dei geni eucariotici in quanto gli eucarioti sono organismi più sviluppati rispetto ai procarioti. Tuttavia, entrambi i tipi di organismi utilizzano diversi meccanismi per la regolazione della loro espressione genica. Generalmente, l'espressione genica procariotica è regolata a livello trascrizionale mentre l'espressione genica eucariotica è regolata sia a livello trascrizionale che traslazionale.

Aree chiave coperte

1. Come viene regolata l'espressione genica nei procarioti e negli eucarioti
     - Definizione, regolazione dell'espressione genica
2. Com'è simile la regolazione del gene nei procarioti e negli eucarioti
     - Somiglianze tra il regolamento genico nei procarioti e negli eucarioti

Termini chiave: Eucarioti, espressione genica, procarioti, regolazione dell'espressione genica, trascrizione, traduzione

Come viene regolata l'espressione genica nei procarioti e negli eucarioti

L'espressione genica è il processo di trascrizione del DNA in RNA, seguito dalla traduzione in proteine. È un processo strettamente regolato sia nei procarioti che negli eucarioti. La regolazione dell'espressione genica è coinvolta nella produzione di quantità aumentate o diminuite di prodotti genici. Una vasta gamma di meccanismi è coinvolta nella regolazione dell'espressione genica.

1. Livello di replica - Le mutazioni possono causare alterazioni dell'espressione genica.
2. Livello trascrizionale - Attivatori e repressori regolano la trascrizione.
3. Livello post-trascrizionale - Lo splicing dell'RNA è coinvolto nella regolazione dell'espressione genica a livello post-trascrizionale.
4. Livello di traduzione - La traduzione di una molecola di mRNA in una sequenza di amminoacidi di una proteina è controllata da vari processi come la via di interferenza dell'RNA.
5. Livello post-traduzionale - La sintesi di una proteina può essere regolata controllando le modifiche post-traduzionali.

Sono mostrati diversi livelli di regolazione dell'espressione genica Figura 1.

Figura 1: regolazione dell'espressione genica

Com'è simile la regolazione del gene nei procarioti e negli eucarioti

La trascrizione e la traduzione sono molto simili sia nei procarioti sia negli eucarioti. L'RNA polimerasi è coinvolta nel processo di trascrizione dei geni in mRNA. La traduzione di entrambi procarioti ed eucarioti avviene nel citoplasma con l'aiuto di ribosomi. La regolazione dell'espressione genica in procarioti ed eucarioti mostra alcune somiglianze.

1. Regolazione a livello trascrizionale - La regolazione dell'espressione genica nei procarioti avviene principalmente durante l'inizio della trascrizione. L'espressione genica è regolata anche a livello trascrizionale negli eucarioti.
2. Fattori di trascrizione - Il legame dell'RNA nella regione del promotore è regolato da fattori di trascrizione nell'espressione genica procariota ed eucariotica.
3. Geni strutturali: geni procariotici funzionalmente simili sono organizzati in gruppi di geni noti come operoni. Negli eucarioti, più proteine ​​vengono prodotte mediante splicing alternativo di RNA.
4. Attivatori e repressori - Gli attivatori regolano positivamente l'espressione genica mentre i repressori negativamente regolano l'espressione genica sia nei procarioti sia negli eucarioti.
5. Meccanismi di feedback - Sia l'espressione genica procariotica che quella eucariotica sono regolate da meccanismi di feedback.

La regolazione dell'espressione genica procariotica a livello trascrizionale è mostrata in figura 2.

Figura 2: regolamento Lac Operon

Tuttavia, negli eucarioti, la regolazione dell'espressione genica avviene in varie fasi durante il processo di espressione genica. È regolato nei livelli post-trascrizionale, traslazionale e post-traduzionale.

Conclusione

L'espressione genica è il meccanismo per sintetizzare l'RNA funzionale o le molecole proteiche all'interno delle cellule. Il meccanismo di espressione genica è molto simile sia nei procarioti che negli eucarioti. L'espressione genica dovrebbe essere regolata al fine di sintetizzare la quantità richiesta di prodotti genici dalla cellula. Sia nei procarioti che negli eucarioti, l'espressione genica è regolata a livello trascrizionale. Entrambi i meccanismi sono controllati da fattori di trascrizione, attivatori e repressori. Entrambi i geni procarioti ed eucariotici possono essere regolati per produrre più prodotti genici.

Riferimento:

1. "Regolazione dell'espressione genica". Lumen, Biologia illimitata, disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1. "Proteinsynthesis" (dominio pubblico) via Commons Wikimedia
2. "Figura 16 02 02" di CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia