La regolazione genica

I geni, ovvero la porzione di DNA che codifica un polipeptide, hanno la capacità di attivarsi e disattivarsi all'interno della cellula, attraverso processi che fanno parte di quale controllo del genoma che è definito regolazione genica.

Il vantaggio è un minor dispendio di energia da parte della cellula di cui i geni ne fanno parte; ad esempio all'interno di un batterio di Escherichia coli, l'enzima beta-galattosidasi scinde la molecola del lattosio, disaccaride formato da glucosio e galattosio, solo se è presente lo zucchero, altrimenti la loro creazione risulta inutile.

L'enzima beta-galattosidasi

In altri casi, se la sostanza che gli enzimi fabbricano (esempio triptofano) è presente all'interno della cellula, allora questi si decompongono, altrimenti se il triptofano è assente, le proteine che eseguono la biosintesi per creare questo tipo di amminoacido sono indispensabili.

Triptofano

Nei procarioti in genere il controllo genico avviene per attivazione o disattivazione delle unità ereditarie, mentre negli eucarioti la faccenda è più complessa.

Lo zigote si divide ripetutamente per mitosi e citodieresi, originando molte cellule, le quali avranno lo stesso patrimonio genetico (genoma), ma differente corredo proteica (proteoma), avendo ognuna funzioni e strutture diverse.

Tutto questo è ben visibile nei globuli rossi ad esempio: infatti, allo stato embrionale, i globuli rossi sintetizzano un tipo di emoglobina maggiormente affine all'ossigeno, cosa che diminuisce allo stadio di feto tramite un secondo tipo di emoglobina e in breve tempo si producono catene polipeptidiche come nella fase adulta.
Perciò ogni cellula del nostro corpo contiene le sequenze di DNA per codificare tutti gli enzimi, ma sono attivate e disattivate in base al tipo di cellula.

Per dimostrare ciò, il biologo J. B. Gurdon condusse un esperimento, nel quale irradiò un ovulo

John Bertrand Gurdon

prelevatoda una rana femmina, distruggendo in seguito il suo nucleo mediante radiazioni ultraviolette; dopodiché prelevò il nucleo di una cellula intestinale di un girino e lo inserì nella cellula uovo priva di nucleo, così che quest'ultima diede origine ad una rana con le caratteristiche del girino donatore del nucleo.