Presentazione Di Powerpoint

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Controllo dell’espressione genica nei procarioti Geni costitutivi Geni regolati Geni inducibili (es. operone Lac) Geni reprimibili (es. operone Trp) Nella regolazione genica le cellule batteriche devono soddisfare due condizioni: 1. Devono poter attivare o inattivare in modo reversibile la trascrizione di ogni specifico gene o gruppo di geni. 2. Devono essere capaci di riconoscere le condizioni ambientali che richiedono l’attivazione o la repressione di determinati geni L’operone lac di E. coli Un operone è una singola unità di trascrizione che comprende una serie di geni strutturali e le relative sequenze di regolazione della trascrizione Il metabolismo del lattosio Regolazione della trascrizione Modello dell’operone lac in E. coli Il repressore dell’operone Lac Il repressore dell’operone lac è una proteina con due siti legame: un sito per il legame dell’induttore e un sito per il legame dell’operatore Il repressore dell’operone lac è una proteina allosterica poiché il legame con l’induttore causa una transizione allosterica ossia il passaggio da una conformazione ad un’altra che abbassa l’affinità del repressore per l’operatore Controllo positivo del lac operon Repressione da cataboliti CAP: Catabolite Activator Protein Attività della proteina CAP Tipi di regolazione della trascrizione In presenza di lattosio In assenza di lattosio In presenza di glucosio In assenza di glucosio Controllo positivo e negativo dell’operone lac L’operone Trp di E. coli Operoni inducibili e reprimibili a controllo positivo o negativo Tipo di controllo Di norma la trascrizione è Proteina regolatrice Effetto della proteina regolatrice Azione del modulatore Inducibile negativamente Spenta Repressore attivo Inibisce la trascrizione Il substrato inattiva il repressore Inducibile positivamente Spenta Attivatore inattivo Stimola la trascrizione Il substrato attiva l’attivatore Reprimibile negativamente Accesa Repressore inattivo Inibisce la trascrizione Il prodotto attiva il repressore Reprimibile positivamente Accesa Attivatore attivo Stimola la trascrizione Il prodotto inattiva l’attivatore Relazione genotipo-fenotipo recessiva dominante Il significato degli esperimenti di Jacob e Monod (1961) La scoperta dei geni regolati La scoperta dell’operone, l’unità fondamentale del controllo della trascrizione genica nei batteri Le mutazioni dell’operone lac e i diploidi parziali di E. coli ● Mutazioni nei geni strutturali: lacZ, lacY, lacA ● Mutazioni che alterano la regolazione dell’espressione genica: lacI, lacO, lacP Mutazioni nei geni strutturali β-GALATTOSIDASI (Z) PERMEASI (Y) Non indotta Indotta Non indotta Indotta Z+ Y+ − + − + Z– Y+ − − − + Z+ Y+/Z− Y− − + − + Z− Y+/Z+ Y− − + − + Genotipo Mutazioni nel gene regolatore: lacI – β-GALATTOSIDASI (Z) Non indotta Indotta PERMEASI (Y) Non indotta Indotta Genotipo Fenotipo I+ Z+ Y+ − + − + inducibile I− Z+ Y+ + + + + costitutivo I− Z+ Y+/ I+ Z− Y− − + − + inducibile I+ Z− Y+/ I− Z+ Y− − + − + inducibile Il gene selvatico lacI+ è dominante sul mutante lacI− I+ agisce in trans poiché regola anche i geni lacZ e Y presenti su un’altra molecola di DNA Mutazioni nel gene regolatore: lacIs β-GALATTOSIDASI (Z) Non indotta Indotta PERMEASI (Y) Non indotta Indotta Genotipo Fenotipo I+ Z+ Y+ − + − + inducibile Is Z+ Y+ – – – – represso Is Z+ Y+/ I+ Z+ Y+ − – – – represso Is Z− Y+/ I− Z+ Y− − – – – represso La mutazione lacI s è dominante sul mutante lacI− e sul selvatico lacI+ Mutazioni lac Oc β-GALATTOSIDASI (Z) Non indotta Indotta PERMEASI (Y) Non indotta Indotta Genotipo Fenotipo O+ Z+ Y+ − + − + inducibile Oc Z+ Y+ + + + + costitutivo O+ Z+ Y+/Oc Z+ Y+ + + + + costitutivo O+ Z− Y+/Oc Z+ Y− + + − + Z costitutivo/ Y inducibile La mutazione lacOc è dominante sul selvatico lacO+ L’operatore agisce in cis poiché regola solo i geni lacZ e Y presenti sulla stessa molecola di DNA Mutazioni nel promotore: lacP – β-GALATTOSIDASI (Z) Non indotta Indotta PERMEASI (Y) Non indotta Indotta Genotipo Fenotipo P+ Z+ Y+ − + − + inducibile P – Z+ Y+ – – – – represso P+ Z+ Y+/P+ Z− Y+ − + − + inducibile P+ Z− Y+/P – Z+ Y− − − − + Z represso/ Y inducibile La mutazione lacP – agisce in cis Concetti da acquisire • Geni costitutivi e geni regolati • Operone • Repressore e attivatore • Sistema inducibile e sistema reprimibile • Controllo positivo e controllo negativo • Diploidi parziali • Cis e trans • Dominante e recessivo