Regolazione dei geni: usare le istruzioni giuste — Biologia, 14–17 anni
Quasi tutte le cellule contengono lo stesso DNA, eppure una cellula nervosa e una muscolare si comportano in modo diverso. La regolazione dei geni controlla quali istruzioni vengono lette, quando e con quale intensità, permettendo la specializzazione.
La stessa biblioteca, libri diversi aperti
La maggior parte delle cellule del corpo contiene lo stesso DNA, come sezioni di una biblioteca con la stessa raccolta. Diventano diverse perché ogni cellula legge alcuni geni e ne mantiene silenziosi altri. Leggere un gene può portare alla produzione di una proteina; quindi cambiare i geni attivi cambia ciò che una cellula può fare.
Perché le cellule devono scegliere
Se tutte le cellule usassero continuamente tutti i geni, il corpo non potrebbe mantenere in funzione tessuti diversi. Un neurone ha bisogno di proteine per comunicare, mentre una cellula muscolare ha bisogno di proteine per la contrazione. Gli scienziati capirono che le differenze non dipendevano soltanto da DNA diverso e studiarono i controlli che attivano, spengono o regolano i geni in risposta ai segnali.
Una cellula risponde all’insulina
Considera una cellula muscolare dopo un pasto. Prima l’insulina si lega a un recettore sulla superficie cellulare. Poi il segnale attiva proteine all’interno della cellula. Queste proteine aiutano a portare più trasportatori del glucosio sulla membrana, così entra più glucosio. La cellula può usarlo o immagazzinarlo; il segnale cambia il comportamento cellulare senza cambiare la sequenza del DNA.
Cellule diverse non hanno bisogno di DNA diverso
È facile pensare che una cellula muscolare abbia geni muscolari e un neurone geni nervosi. L’errore è comprensibile, perché le cellule hanno forme e funzioni molto diverse. Di solito la differenza principale sta nei geni attivi e nella quantità di proteine che producono. Una cellula danneggiata può talvolta cambiare comportamento modificando l’attività dei geni, pur mantenendo lo stesso DNA.
Medicina e sviluppo
La regolazione dei geni è coinvolta quando le cellule cambiano ruolo o rispondono alle condizioni. Durante lo sviluppo, le stesse cellule iniziali possono diventare cellule della pelle, del sangue o del cervello perché si attivano programmi genetici diversi. In alcuni tumori, i sistemi di controllo lasciano accesi i geni della crescita. Per questo alcune terapie colpiscono segnali o proteine che regolano l’attività dei geni, non soltanto il DNA.
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