La regolazione genica è la capacità delle cellule di controllare l’espressione dei propri geni, ciò avviene attivando o disattivando i geni a seconda della necessità. Questo perchè tenere accesi tanti geni, anche quando non servono, porta a un dispendio di molta energia inutile.
Quindi in una cellula batterica alcune proteine sono prodotte a ritmo costante, perchè sono sempre utili, mentre altre vengono prodotte solo quando il batterio ne ha bisogno.
Un esempio è quello dell’Escherichia coli che abita nell’intestino umano e quindi deve abituarsi ai continui cambiamenti dell’ambiente intestinale. Questo batteria predilige il glucosio come fonte di energia, ovviamente non tutto il cibo che ingeriamo lo contiene, infatti potremmo ingerire del latte che contiene lattosio il quale è un disaccaride formato da glucosio e galattosio che per essere scisso ha bisogno di tre proteine, di cui una si chiama beta-galattosidasi, Quando l’ E.coli cresce in un terreno ricco di glucosio il livello delle proteine che scindono il lattosio è bassissimo, invece al contrario in un ambiente ricco di lattosio avviene una grande produzione di queste proteine. I geni che codificano i tre enzimi coinvolti nel metabolismo del lattosio di E. coli si chiamano geni strutturali.
La regolazione genica negli eucarioti, soprattutto quelli pluricellulari è molto più complessa.
Un organismo pluricellulare si forma dalla cellula uovo fecondata, lo zigote che si dividerà per mitosi e citodieresi dando luogo a molte cellule che con il tempo si differenzieranno a seconda della loro funzione. Le cellule di uno stesso individuo avranno lo stesso genoma ma differenti proteine. Ciò è visibile nei globuli rossi che nei primi stadi dell’embrione essendo in via di maturazione sintetizzano emoglobina con elevata affinità all’ossigeno, poi allo stato di feto avranno una minore affinità e dopo la nascita dell’individuo, i globuli rossi producono catene polipeptidiche tipiche degli adulti. Quello che è certo che tutte le informazioni genetiche presenti nello zigote sono ancora presenti in tutte le cellule.
Per spiegare tale fenomeno un biologo inglese J.B. Gordon fece un esperimento dove le cellule intestinali di un girino vennero private del nucleo che venne impiantato in altre cellule uovo prive anch’esse di nucleo. In alcuni casi l’uovo si sviluppò perchè il nucleo delle cellule intestinali conteneva ancora tutte le informazioni per la crescita dell’organismo
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