Reglajul genetic (6)
Aşa cum am văzut, principalul rol al genelor este acela de a codifica sinteza proteinelor. Numai că, proteinele nu sunt necesare într-o celulă toate odată şi nici în aceeaşi cantitate. Din acest motiv este necesară existenţa unui sistem de reglaj al activităţii genelor. De acest sistem ne vom ocupa în continuare.
a) Reglajul genetic la procariote.
În genomul celular există trei tipuri de gene: structurale, operatoare şi reglatoare. Genele structurale conţin informaţia genetică pentru sinteza unor catene polipeptidice sau a altor biomolecule (ARNr, ARNt).
Genele operatoare sunt plasate alăturat faţă de genele structurale (împreună cu care alcătuiesc o unitate structurală numită operon) şi au rolul de comutatori chimici, care declanşează sau nu activitatea genelor structurale. Din structura operonului mai face parte şi promotorul, care este un segment de ADN format din câteva zeci de nucleotide şi care serveşte ca loc de recunoaştere pentru enzima ARN-polimeraza, determinând astfel iniţierea transcripţiei Genele reglatoare au rolul de a codifica sinteza unor molecule proteice, numite represori care, atunci când se fixează pe gena operatoare, blochează transcripţia.
Există două tipuri de sisteme de reglaj genetic: inductibil şi represibil. În sistemele represibile, represorul se fixează pe operator numai dacă în celulă există o anumită substanţă cu rol de semnal chimic, numită corepresor. În sistemele inductibile, represorul este în mod normal fixat pe operator, iar în prezenţa unei anumite substanţe numite inductor (care are aici tot rol de semnal chimic) acesta devine inactiv, eliberând operatorul şi permiţând astfel începerea transcripţiei. În acest mod, prezenţa sau absenţa unor anumiţi compuşi chimici poate regla activitatea genelor.
b) Reglajul genetic la eucariote.
Reglajul genetic la eucariote, datorită complexităţii mult mai ridicate a genomului la aceste organisme, are un caracter mult mai complex decât la procariote şi prezintă mai multe niveluri.
În celulele eucariote, ADN-ul nuclear este asociat cu proteine histonice, formând fibra de cromatină. Aceasta se poate afla sub două forme: o formă mai condensată numită heterocromatină şi o formă mai puţin condensată numită eucromatină. În heterocromatină nu se realizează transcripţia, deci genele sunt inactive, pe când în eucromatină se poate realiza transcripţia. Acesta este primul nivel al reglajului genetic la eucariote, care acţionează la nivelul unor segmente cromozomiale care conţin un număr mare de gene. La eucariotele cu organizare complexă, într-un anumit tip de ţesut se eucromatinizează numai segmentele care conţin gene necesare funcţionării ţesutului respectiv, celelalte fiind heterocromatinizate.
Următorul nivel al reglajului genetic este cel al transcripţiei. Reglajul transcripţional poate fi pozitiv sau negativ, după modul cum acţionează proteinele inductoare sau represoare. Predominant este reglajul pozitiv.
Urmează nivelul de reglaj la nivelul maturării ARNm prin eliminarea intronilor.
La nivelul reglajului transportului ARNm se selectează moleculele de ARNm matur care vor trece din nucleu în citoplasmă.
Reglajul translaţional selectează moleculele de ARNm care vor fi translatate în proteine.
Ultimul nivel cunoscut al reglajului genetic la eucariote este cel al degradării ARNm după translaţie. Între toate aceste niveluri ale reglajului genetic la eucariote există o coordonare perfectă care asigură buna funcţionare a celulei.
Reglajul genetic, mai ales la eucariote, este departe de a-şi fi dezvăluit toate tainele.
