L'espressione del genoma; in genere si usa un termine per indicare tale processo o parte di esso: trascrizione, molto spesso avrete sentito dire " il DNA fa l'RNA." Quando si parla di trascrizione però bisogna prendere in considerazione che i processi che sono coinvotli nella formazione del cosidetto trascrittoma; del passaggio da genoma a trascrittoma, sono processi veramente molto più complessi della sola sintesi di RNA.
Possiamo suddividere per comodità questo processo in due fasi.
1) Inizio processo della trascrizione: si tratta della formazione di un vero e assemblamento di proteine, tra essi abbiamo l'RNA polimerasi e tutte le proteine accessorie, nella regione a monte del gene prima di copiarlo in un trascritto di RNA: In questo stadio sono coinvolti gli eventi che stabiliscono se il gene deve essere espresso oppure no in un determinato momento del ciclo cellulare.
2)Sintesi e maturazione dell'RNA: processo che inizia nel momento in cui l'RNA polimerasi lascia la regione definita di inizio e inizia a sintetizzare una copia ad RNA del gene sottoposto a questo processo; termina dopo che sono completati la maturazione e gli eventi di modificazione che convertono il trascritto inziale in un RNA funzionante e proprio ad essere utilizzato.
Le proteine di legame al DNA, che legano il genoma per svolgere le varie funzioni a carico del depositario dell'informazione genetica, svolgono un ruolo di fondamentale importanza. Infatti il loro ruolo è di cruciale importanza affinchè possa avvenire il processo della trascrizione.
Tali proteine per legarsi al DNA devono essere in grado di riconoscere una sequneza nucleotidica specifica e quindi di legare un numero limitato di posizioni sulla molecola di DNA, dal momento che questo è il tipo di interazione più importante per l'espressione del genoma.
Per legarsi alla sequenza nucleotidica la proteina deve essere in grado di riconoscere la sequenza su cui deve esplicare la sua funzione. Dobbiamo considerare che la molecola del DNA possiede una struttura a doppia elica, ne consegue che la proteina deve riuscire a penetrare nel solco maggiore o minore, per leggere direttamente la sequenza.
Attraverso gli studi effettuati sulle proteine in grado di legarsi al DNA in maniera sequenza-specifica, è stato scoperto che la famiglia di proteine nel suo insieme, può essere suddivisa in un numero ristretto di gruppi, in base alla struttura della regione della proteina che interagisce con la molecola di DNA: ciascuno dei motivi di legame al DNA è presente in un ampia varietà di proteine provenienti spesso da organismi diversi e almeno alcuni di essi si sono probabilmente evoluti più di una volta.
Due esempi sono il motivo elica-giro-elica, e il motivo a dito di zinco.
Elica-giro-elica.
E'un motivo proteico che ritroviamo sia in cellule procariotiche che eucariotiche. Questo motivo proteico indicato dalla sigla HTH (helix-turn-helix). Come suggerisce il nome, il motivo, è caratterizzato da due alfa eliche separate da un giro, quest'ultima non è una conformazione casuale ma una struttura specifica, nota come giro beta, costituito da almeno 4 amminoacidi di cui il secondo è una glicina.
Questo giro insieme alla prima alfa elica posiziona la seconda alfa elica sulla superficie della proteina, in un orientamento che gli consente di inserirsi all'interno del solco maggiore del DNA. In poche parole tale elica rappresenta quella di riconoscimento, è coinvolta nel donfamentale contatto per la lettura diretta della sequenza del DNA. La struttura HTH comprende circa 20 amminoacidi, quindi rappresenta solo una piccola porzione della proteina. Altre regioni della proteina interagiscono con la superficie della molecola del DNA, per assistere al posizionamento corretto dell'elica di riconoscimento all'interno del solco maggiore. Nei batteri questi motivi strutturali, sono coinvolte nel funzionamento dei geni più studiati, uno su tutti il repressore del lattosio.
Negli eucarioti troviamo vari tipi di motivi HTH: dominio POU e il dominio elica-giro-elica alato quest'ultimo è una versione estesa del dominio elica giro elica con una terza alfa elica ad un lato del motivo HTH e un foglietto beta all'altro. Ovviamente nonostante le proteine eucariotiche e procariotiche contengano un motivo HTH le interazioni tra l'elica di riconoscimento con il solco maggiore non sono esattamente le stesse. La lunghezza dell'elica di riconoscimento ad esempio varia ed è più estesa nelle proteine eucariotiche.
Molte HTH negli eucarioti sono importanti nell'espressione genica durante lo sviluppo, come le proteine a omeodominio. L'omeodominio presenti in queste proteine è un dominio HTH esteso. Ritorneremo a brevissimo sulle caratteristiche di queste proteine.
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