Reglajul genetic


Reglajul genetic

Asa cum am vazut, principalul rol al genelor este acela de a codifica sinteza proteinelor. Numai ca, proteinele nu sunt necesare intr-o celula toate odata si nici in aceeasi cantitate. Din acest motiv este necesara existenta unui sistem de reglaj al activitatii genelor. De acest sistem ne vom ocupa in continuare.

a) Reglajul genetic la procariote.

In genomul celular exista trei tipuri de gene: structurale, operatoare si reglatoare.

Genele structurale contin informatia genetica pentru sinteza unor catene polipeptidice sau a altor biomolecule (ARNr, ARNt).

Genele operatoare sunt plasate alaturat fata de genele structurale (impreuna cu care alcatuiesc o unitate structurala numita operon) si au rolul de comutatori chimici, care declanseaza sau nu activitatea genelor structurale. Din structura operonului mai face parte si promotorul, care este un segment de ADN format din cateva zeci de nucleotide si care serveste ca loc de recunoastere pentru enzima ARN-polimeraza, determinand astfel initierea transcriptiei

Genele reglatoare au rolul de a codifica sinteza unor molecule proteice, numite represori care, atunci cand se fixeaza pe gena operatoare, blocheaza transcriptia.

Exista doua tipuri de sisteme de reglaj genetic: inductibil si represibil. In sistemele represibile, represorul se fixeaza pe operator numai daca in celula exista o anumita substanta cu rol de semnal chimic, numita corepresor. In sistemele inductibile, represorul este in mod normal fixat pe operator, iar in prezenta unei anumite substante numite inductor (care are aici tot rol de semnal chimic) acesta devine inactiv, eliberand operatorul si permitand astfel inceperea transcriptiei. In acest mod, prezenta sau absenta unor anumiti compusi chimici poate regla activitatea genelor.

b) Reglajul genetic la eucariote.

Reglajul genetic la eucariote, datorita complexitatii mult mai ridicate a genomului la aceste organisme, are un caracter mult mai complex decat la procariote si prezinta mai multe niveluri.

In celulele eucariote, ADN-ul nuclear este asociat cu proteine histonice, formand fibra de cromatina. Aceasta se poate afla sub doua forme: o forma mai condensata numita heterocromatina si o forma mai putin condensata numita eucromatina. In hetero-cromatina nu se realizeaza transcriptia, deci genele sunt inactive, pe cand in eucromatina se poate realiza transcriptia. Acesta este primul nivel al reglajului genetic la eucariote, care actioneaza la nivelul unor segmente cromozomiale care contin un numar mare de gene. La eucariotele cu organizare complexa, intr-un anumit tip de tesut se eucromatinizeaza numai segmentele care contin gene necesare functionarii tesutului respectiv, celelalte fiind heterocromatinizate.

Urmatorul nivel al reglajului genetic este cel al transcriptiei. Reglajul transcriptional poate fi pozitiv sau negativ, dupa modul cum actioneaza proteinele inductoare sau represoare. Predominant este reglajul pozitiv.

Urmeaza nivelul de reglaj la nivelul maturarii ARNm prin eliminarea intronilor.

La nivelul reglajului transportului ARNm se selecteaza moleculele de ARNm matur care vor trece din nucleu in citoplasma.

Reglajul translational selecteaza moleculele de ARNm care vor fi translatate in proteine.

Ultimul nivel cunoscut al reglajului genetic la eucariote este cel al degradarii ARNm dupa translatie.

Intre toate aceste niveluri ale reglajului genetic la eucariote exista o coordonare perfecta care asigura buna functionare a celulei.

Reglajul genetic, mai ales la eucariote, este departe de a-si fi dezvaluit toate tainele.