regolazione trascrizionale
regolazione trascrizionale
Controllo dell’espressione genica a livello della trascrizione di RNA; in questa definizione è compreso qualsiasi processo capace di modulare la frequenza, la velocità o la quantità di sintesi di RNA prodotto dal genoma di un organismo. Alla base della regolazione trascrizionale, negli organismi eucariotici, c’è il reclutamento dell’enzima RNA polimerasi II sul sito di inizio della trascrizione di un gene. Questo processo è mediato da proteine regolatrici che riconoscono sequenze segnale presenti in genere nelle regioni fiancheggianti l’estremità 5′ del gene. Esistono segnali prossimali, che si trovano in genere nelle prime 200 basi a monte del sito di inizio della trascrizione, chiamati promotori, e segnali distali, che in genere si trovano qualche migliaio di basi a monte del sito di inizio, chiamati enhancer. Ma, a volte, questi segnali si trovano anche molto distanti, a monte o a valle del sito di inizio, come pure in introni all’interno della sequenza del gene. Alcune proteine regolatrici si legano direttamente alle sequenze segnale del DNA (fattori trascrizionali), altre invece si legano in maniera indiretta (cofattori, proteine scaffold), tramite interazione con i fattori trascrizionali. Le proteine regolatrici possono influenzare la trascrizione positivamente o negativamente, e la loro attività può essere regolata da modificazioni chimiche quali fosforilazioni, acetilazioni e così via. Alcune posseggono di per sé attività enzimatiche del tipo acetil-transferasi, metil-transferasi, deacetilasi e demetilasi, altre sono capaci di reclutare proteine dotate di tali attività. Queste attività enzimatiche modificano altre proteine regolatrici, il DNA e soprattutto gli istoni, molecole proteiche essenziali per l’organizzazione del DNA in cromatina nel nucleo delle cellule. Sono soprattutto le modificazioni degli istoni indotte dalle proteine regolatrici a influenzare in modo permanente e specifico la trascrizione nei diversi tipi di cellule somatiche e a regolare epigeneticamente il differenziamento degli organismi eucariotici pluricellulari. La regolazione trascrizionale contribuisce a mantenere i corretti livelli di espressione genica in funzione della situazione fisiologica della singola cellula e dell’intero organismo. A tal fine il macchinario trascrizionale deve interagire con gli altri meccanismi cellulari preposti ad altri livelli di regolazione. Particolarmente importanti sono le diverse vie di trasduzione del segnale che, a partire dalla superficie cellulare, modulano la trascrizione in risposta a cambiamenti dell’ambiente esterno o all’interazione con cellule limitrofe.