Capitolo

La regolazione durante la trascrizione

Uno stesso gene può produrre diversi mRNA per splicing alternativo

L’espressione di un gene può essere regolata anche subito dopo che il gene è stato trascritto. Il principale processo durante il quale può avvenire questa regolazione è la maturazione del pre-mRNA che abbiamo descritto nel paragrafo precedente. Come abbiamo visto, il pre-mRNA viene rielaborato mediante rimozione degli introni e successivo montaggio degli esoni. Se da un pre-mRNA vengono rimossi in maniera selettiva particolari esoni, si arriva alla sintesi di proteine diverse.

La maggior parte dei trascritti primari di mRNA contiene numerosi introni (vedi ▶figura 3). Il meccanismo di splicing riconosce i confini tra esoni e introni; ma che succederebbe se il pre-mRNA della β-globina, contenente due introni, venisse tagliato dall’inizio del primo introne alla fine del secondo? Verrebbero eliminati non solo i due introni, ma anche l’esone interposto. Ne risulterebbe una proteina completamente nuova, senza le funzioni originarie della β-globina.

Uno splicing alternativo di questo tipo può costituire un meccanismo messo a punto appositamente per generare una famiglia di proteine diverse a partire da un singolo gene. Nei mammiferi, per esempio, esiste un unico tipo di pre-mRNA per la proteina strutturale chiamata tropomiosina, che però viene tagliato in maniera differente in cinque tessuti distinti, per dare origine a cinque diversi mRNA maturi. Questi vengono tradotti nelle cinque diverse forme di tropomiosina che si possono trovare nel muscolo scheletrico, all'interno del muscolo liscio, nelle cellule del tessuto connettivo (fibroblasti), in quelle del fegato e del cervello (▶figura 13).

Prima che il genoma umano venisse sequenziato (nel 2001), si prevedeva di trovarvi un numero di geni compreso tra 100 000 e 150 000. Fu davvero una sorpresa scoprire che invece erano solamente 24 000, molti meno degli mRNA prodotti! La maggior parte di questa differenza numerica deriva dal meccanismo dello splicing alternativo. In effetti, indagini recenti hanno dimostrato che metà dei geni umani va incontro a splicing alternativo.

Figura 13
Figura 13open

Lo splicing alternativo dà origine a diversi mRNA, e dunque a proteine diverse

Nei mammiferi, la proteina tropomiosina è codificata da un gene provvisto di 11 esoni. Il pre-mRNA della tropomiosina viene tagliato in modo diverso nei diversi tessuti, dando origine alla produzione di cinque forme distinte della proteina.

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