1. Segnali interni:
* Fattori di trascrizione: Queste sono proteine che si legano a specifiche sequenze di DNA chiamate promotori, che si trovano vicino all'inizio di un gene. Possono attivare o reprimere l'espressione genica. Diversi fattori di trascrizione sono presenti in diversi tipi di cellule e la loro attività può essere influenzata da vari fattori, tra cui:
* Fase di sviluppo: Le cellule in diverse fasi di sviluppo (embrionali, fetali, adulti) esprimono geni diversi.
* Tipo di cella: Ogni tipo di cella ha un set unico di fattori di trascrizione che determinano la sua funzione specializzata. Ad esempio, una cellula muscolare esprime geni per le proteine muscolari, mentre una cellula nervosa esprime geni per i neurotrasmettitori.
* Segnali ambientali: Le cellule rispondono a segnali ambientali come ormoni, nutrienti e stress. Questi segnali possono innescare la produzione o l'attivazione di specifici fattori di trascrizione, portando a cambiamenti nell'espressione genica.
* Epigenetica: Ciò si riferisce a modifiche al DNA che non cambiano la sequenza sottostante, ma può alterare l'espressione genica. Queste modifiche includono:
* Metilazione del DNA: L'aggiunta di un gruppo metilico al DNA può mettere a tacere i geni.
* Modifiche dell'istone: Le modifiche alle proteine che il DNA avvolge (istoni) possono influire sull'accessibilità del DNA ai fattori di trascrizione.
2. Segnali esterni:
* Ormoni: I messaggeri chimici secreti dalle ghiandole possono legarsi ai recettori sulla superficie cellulare, innescando una cascata di segnalazione che alla fine influisce sull'espressione genica.
* Fattori di crescita: Le proteine che stimolano la crescita cellulare e la divisione possono anche influenzare l'espressione genica.
* Stress ambientale: L'esposizione a fattori di stress come tossine, radiazioni o variazioni di temperatura può attivare geni specifici coinvolti nei meccanismi di riparazione o difesa.
3. Loop di feedback:
* I prodotti dell'espressione genica possono regolare essi stessi l'espressione genica. Questo può creare circuiti di feedback che mantengano l'omeostasi o rispondano alle mutevoli condizioni. Ad esempio, una proteina prodotta da un gene potrebbe inibire l'espressione di quello stesso gene una volta raggiunta una certa soglia.
In sintesi:
L'espressione genica è un processo strettamente regolato controllato da una complessa interazione di fattori interni ed esterni. Fattori di trascrizione, modifiche epigenetiche e circuiti di feedback svolgono tutti ruoli cruciali nel determinare quali geni sono attivi in una particolare cellula in un determinato momento. Questa regolamentazione dinamica garantisce che le cellule possano adattarsi ai mutevoli ambienti, mantenere la loro identità e svolgere le loro funzioni specializzate.
