Regolare l'espressione genica può comportare un risparmio di energia
Per regolazione genica s'intende la capacità delle cellule di controllare l'espressione dei propri geni e in tal modo di regolare quel processo mediante cui l'informazione portata a un gene viene trasformata in un prodotto funzionale di natura proteica.
In genere, il controllo dell'espressione avviene attivando o disattivando i geni a seconda delle necessità.
Tenere in funzione moltissimi geni anche quando non servono comporta un dispendio di energia inutile!
Negli organismi pluricellulari la regolazione genica permette un corretto sviluppo embrionale
Le cellule che appartengono allora stesso individuo hanno lo stesso genoma, ossia lo stesso patrimonio genetico, ma un diverso corredo di proteine (il proteoma) dato che ogni tipo di cellula, appena si differenzia, inizia a produrre proteine differenti che lo rendono distinguibile da altri tipi di cellule dal punto di vista strutturale e funzionale.
Tutto ciò è ben visibile nei globuli rossi dei mammiferi. Nei primi stadi di vita embrionale i globuli rossi in via di maturazione sintetizzano un tipo di emoglobina che ha una maggiore affinità con l'ossigeno, ma in seguito, allo stadio di feto, queste cellule contengono un secondo tipo di emoglobina con un'affinità minore; poi, qualche tempo dopo la nascita dell'individuo, i globuli rossi cominciano a produrre le catene polipeptidiche caratteristiche dell'emoglobina degli adulti. In questo modo i geni sono espressi in una sequenza temporale accuratamente controllata. Inoltre, i segmenti di DNA che codificano per queste molecole di emoglobina sono espressi soltanto nei globuli in via di maturazione.
Per dimostrare che qualsiasi cellula matura di un individuo contiene ancora tutti i geni presenti nello zigote da cui essa ha avuto origine, il biologo Gurdon condusse un esperimento in cui i nuclei di cellule intestinali di girino vennero asportati e impiantati in cellule uovo private del proprio nucleo. In alcuni casi, l'uovo si sviluppò normalmente, indicando che il nucleo della cellula intestinale di girino conteneva ancora tutte le informazioni necessarie per tutte le cellule dell'organismo.
Poichè ogni tipo di cellula produce soltanto le sue proteine caratteristiche, e non le proteine caratteristiche di altri tipi di cellule, appare chiaro che il differenziamento delle cellule di un organismo pluricellulare dipende dall'inattivazione di certi gruppi di geni e dall'attivazione di altri.
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