A mesura que es desenvolupa l'embrió, les cèl·lules es diferencien, esdevenen especialitzades per una funció o conjunt de funcions. La formació dels diferents tipus de cèl·lules depèn de les proteïnes que sintetitzi cada tipus. Per exemple, les cèl·lules de les glàndules salivals produeixen amilasa , un enzim que digereix el midó, mentre que les cèl·lules de l'intestí prim produeixen sacarasa, un enzim que digereix la sacarosa. L'amilasa i la sacarasa són enzims codificats per gens de les cèl·lules.

Com és que aquestes cèl·lules, i només aquestes cèl·lules, expressen els gens que codifiquen aquestes proteïnes tot i que totes les cèl·lules contenen el genoma complet? Què és el que posa en marxa els gens adequats per a cada funció especialitzada d'una cèl·lula? Què és el que els atura quan no és necessari que s'expressin?

 

a) "Super-enrotllament" del DNA

Una manera de desactivar el DNA és per "super-enrotllament".

b) Què posa en marxa un gen determinat?

 

Extret i adaptat de: http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf

Els gens de les regions no enrotllades i accessibles del DNA poden ser transcrits a RNA missatger. Tanmateix, no tots ells s'estan expressant tot el temps. Les cèl·lules poden posar en marxa gens quan necessiten les proteïnes que codifiquen i "desconnectar-los" en un altre moment. Els productes de molts gens només són necessaris en determinats moments. Els gens es "connecten" just abans de començar la transcripció. La transcripció només pot començar quan el complex d'inici de la transcripció (format per l'RNA polimerasa i els factors de transcripció) s'ha format i unit correctament al DNA.

Analitzeu l'animació "Transcription Complex and Enhancers" de l'enllaç següent:

• Escriviu un text que expliqui, a grans trets, la formació del complex d'inici de la transcripció (podeu capturar imatges de l'animació per il·lustrar el vostre text).

c) Les proteïnes senyal

Molts dels factors de transcripció es troben en una forma inactiva dins la cèl·lula. Les proteïnes senyal, que poden ser hormones, factors de creixement o altres molècules reguladores, són les causants de la conversió dels factors de transcripció d'una forma inactiva a una altra activa.

En el següent enllaç hi trobareu una senzilla animació i una bona explicació sobre el paper de les proteïnes senyal en la comunicació entre les cèl·lules.

The Inside Story of Cell Communication Learn.GeneticsTM, University of Utah

 

Podeu comprovar que passa quan augmenta o disminueix la concentració d'una proteïna senyal amb la simulació que trobareu a:

Gene Control Learn.GeneticsTM, University of Utah

Visiteu l'enllç següent per aprendre més sobre el que passa quan els senyals no funcionen correctament:

When Cell Communication Goes Wrong Learn.GeneticsTM, University of Utah

 

Un exemple concret de l'activació-inactivació dels gens: El control de la síntesi de la β-galactosidasa Els genetistes Jacob i Monod van proposar una teoria per al control de l'expressió genètica a principis dels anys 1960. Van estudiar el control de l'expressió dels gens en l'organisme procariota Escherichia coli. Aquest bacteri pot utilitzar diferents glúcids com a font d'aliment, però produeix els enzims que són capaços de trencar un determinat glúcids només quan aquest glúcid és present en el medi que l'envolta.                             E.coli         Font: http://bacteriasyalimentos.blogspot.com/

 

 

El control genètic del desenvolupament embrionari Com es determina la forma d'un organisme? Com els gens poden proporcionar instruccions com "això va a dalt" o "aquí han de créixer els braços"? La forma general d'un organisme es determinada per un programa format per un sistema de gens. Estudiant el desenvolupament embrionari de les mosques de la fruita (Drosophila) i alguns altres models animals, els investigadors han demostrat que els gens que determinen la seqüència de canvis que s'han de produir durant el desenvolupament són molt semblants per a moltes espècies, incloent l'espècie humana.

 

També us serà útil consultar els següents termes en la wikipèdia :

• Homeobox

• Gens homeòtics

Responeu les següents preguntes: