Le unità di trascrizione semplici e complesse si trovano nei geni eucarioti
Eucarioti che producono un solo tipo di mRNA, che codifica una sola proteina, sono chiamati unità di trascrizione semplici. Le mutazioni negli esoni, negli introni e nelle regioni di controllo della trascrizione possono influenzare l’espressione delle proteine codificate dalle unità di trascrizione semplici (Figura 9-1b). A differenza di alcune mutazioni negli operoni batterici, che possono influenzare più proteine, le mutazioni nelle unità di trascrizione semplici eucariotiche possono influenzare solo una proteina.
Anche se molte unità di trascrizione negli eucarioti sono semplici, le unità di trascrizione complesse sono abbastanza comuni negli organismi multicellulari. La trascrizione primaria dell’RNA codificata da unità di trascrizione complessa può essere elaborata in più di un modo attraverso l’uso di siti alternativi di polia (A) o siti di giuntura, portando alla formazione di mRNA contenenti esoni diversi. Per esempio, un’unità di trascrizione che contiene due o più siti Poly(A) può produrre diversi mRNA, ognuno con gli stessi esoni 5′, ma esoni 3′ distinti (Figura 9-2a). Un altro tipo di elaborazione alternativa dell’RNA, chiamatoxon skipping, produce mRNA con gli stessi esoni 5′ e 3′ ma diversi esoni interni (Figura 9-2b). Esempi di entrambi i tipi di elaborazione alternativa dell’RNA si verificano durante la differenziazione sessuale in Drosophila (vedi Figura 11-26). Comunemente, un mRNA è prodotto da un’unità di trascrizione complessa in alcuni tipi di cellule, e un mRNA alternativo è prodotto in altri tipi di cellule. Per esempio, le differenze nello splicing dell’RNA della trascrizione primaria della fibronectina nei fibroblasti e negli epatociti determinano se la proteina secreta include domini che aderiscono alle superfici cellulari (vedi Figura 11-24).
Figura 9-2
Due esempi di unità di trascrizione complessa eucariotiche e l’effetto delle mutazioni sull’espressione delle proteine codificate. L’RNA trascritto da un’unità di trascrizione complessa (blu) può essere elaborato in modi alternativi per produrre due o più monocistroni funzionali (più…)
Una mutazione nella regione di controllo o in un esone condiviso da mRNA alternativi influenzerà tutte le proteine alternative codificate da una data unità di trascrizione complessa. D’altra parte, le mutazioni in un esone presente solo in uno degli mRNA alternativi influenzerà solo la proteina codificata da quel mRNA. Di conseguenza, la relazione tra la definizione molecolare di un gene e il gruppo di complementazione agenetica non è sempre semplice per le unità di trascrizione complessa. Per esempio, l’unità di trascrizione complessa mostrata nella Figura 9-2a codifica due proteine che hanno la stessa sequenza N-terminale, codificata dai loro esoni comuni 5′, e diverse sequenze C-terminali, codificate dai loro esoni unici 3′. La mutazione b colpisce la proteina codificata dall’mRNA 1, e la mutazione c la proteina codificata dall’mRNA 2. Le mutazioni b e c si completano a vicenda in un test di genetecomplementazione, anche se si verificano nello stesso gene, perché un cromosoma con la mutazione b può esprimere una proteina normale codificata dal mRNA inferiore, e un cromosoma con la mutazione c può esprimere una proteina normale codificata dal mRNA superiore. Tuttavia, un cromosoma con mutazione a in un esone comune a entrambi gli mRNA non completerebbe né la mutazione b né la c. In altre parole, la mutazione a sarebbe negli stessi gruppi di complementazione delle mutazioni b e c, anche se b e c non sarebbero nello stesso gruppo di complementazione!