Mendel, Gregor - Naturalista boemo (Heinzendorf, Slesia, 1822-Brno, Moravia, 1884). Divenuto frate agostiniano, entrò nel 1843 nel convento di Brno; successivamente compì gli studi scientifici all'università di Vienna. Dal 1854 insegnò fisica e scienze naturali a Brno. Tra il 1857 e il 1868 si dedicò nel giardino del convento a lunghi esperimenti pratici sull'ibridazione dei piselli. Dopo attenta e paziente osservazione dei risultati fu portato a enunciare con chiarezza e esattezza matematica le importanti leggi che vanno sotto il nome di leggi di Mendel. Ugualmente valide per il mondo vegetale quanto per quello animale, tali leggi costituirono il punto di partenza per la creazione di una nuova branca delle scienze biologiche: la genetica. Per nove anni, analizzando i risultati di centinaia e centinaia di impollinazioni artificiali, coltivando e esaminando circa 12 000 piante, Mendel annotò pazientemente tutte le sue osservazioni, i cui risultati furono presentati in una breve memoria alla Società di storia naturale di Brno nel 1865. Al momento, la pubblicazione non fu apprezzata in tutta la sua importanza e non suscitò quell'interesse che meritava. Rimaste ignorate dagli studiosi per più di trent'anni, le leggi furono riscoperte nel 1900 contemporaneamente e indipendentemente da tre botanici: H. de Vries in Olanda, C. Currens in Germania, E. Von Tschermak in Austria; ma nel frattempo lo studio della biologia aveva fatto grandi progressi, i tempi erano mutati e la scoperta ebbe immediatamente una grande ripercussione.

La prima legge, o legge della dominanza, è anche chiamata più propriamente legge della uniformità degli ibridi. Mendel prese due piante di piselli (che chiamò capostipiti) entrambe di razza pura, l'una a semi gialli, l'altra verdi e utilizzò il polline dell'una per fecondare l'altra. Da questo incrocio derivò una prima generazione di piselli di piante ibride, cioè non più di razza pura; tutte le piante produssero piselli a seme giallo, nessuna mostrò il carattere seme verde. Il carattere giallo, in altre parole, dominava il verde; il giallo risultava cioè dominante, il verde, mascherato, recessivo. Vi è anche un caso particolare, quando si ha una dominanza incompleta e la prima generazione mostra un carattere intermedio tra quello paterno e quello materno; ma anche in questo caso gli ibridi saranno uguali tra loro. Mendel diede una spiegazione dei fenomeni brillante e geniale; egli presuppose che unitamente ai gameti venissero trasmessi dei fattori, preposti allo sviluppo dei caratteri; pensò che in ogni organismoo un dato carattere sia regolato da due fattori, uno trasmesso dalla madre e uno dal padre, e che questi due fattori siano uguali negli individui di razza pura, diversi negli ibridi e che infine nei gameti sia contenuto sempre un solo fattore. Mendel indicò i due fattori dei caratteri antagonisti con lettere dell'alfabeto, maiuscole per il dominante, minuscole per il recessivo; e poiché ogni genitore ha una coppia di fattori indicò per es. con AA il pisello che porta il carattere dominante giallo, con aa quello che porta li carattere recessivo verde. L'ibrido, che riceve A da un genitore e a dall'altro sarà Aa.

Si può qui far notare che dall'aspetto di un individuo non si può sempre sapere se esso appartiene a razza pura o se sia ibrido; occorre invece l'esame del suo comportamento negli incroci e reincroci. Apparentemente infatti i piselli gialli di razza pura e quelli ibridi sono identici; si sa però che è diversa la loro composizione genetica, l'uno essendo AA e l'altro Aa. Mentre incrociando tra loro piselli gialli di razza pura (AA) si avranno sempre e solo piselli a semi gialli, incrociando tra loro piselli gialli o semigialli ma ibridi (Aa) si vedranno apparire nella loro discendenza anche piante a semi verdi. I piselli gialli Aa, pur essendo identici, sono differenti genotipicamente, cioè nella loro composizione genetica. Altre importanti leggi di Mendel sono: la legge della segregazione o della disgiunzione dei caratteri e la legge della indipendenza dei caratteri.
Al tempo di Mendel i fenomeni della mitosi e della meiosi non erano ancora chiariti, ma oggi noi sappiamo che nella meiosi i gameti ricevono un solo cromosoma di ogni coppia e che esclusivamente con la fecondazione tali cromosomi tornano ad accoppiarsi a caso.
Se pensiamo (per semplificazione provvisoria) che un certo fattore sia localizzato su una singola coppia di cromosomi, vediamo che nell'organismo eucariote (diploide) i fattori sono presenti in coppie, e solo nei gameti (aploidi) si ha un fattore singolo. E dove sono presenti in coppia possono essere o eguali o diversi.
Quando nello zigote sono confluiti due fattori eguali (siano essi dominanti o recessivi, GG o gg) si dice che l'individuo che ne deriva è omozigote per quel carattere, mentre si chiama eterozigote quello in cui siano confluiti due fattori diversi (Gg).
I fattori alternativi che determinano il carattere nell'individuo si chiamano alleli. Nel nostro caso G e g sono rispettivamente l'allele dominante e l'allele recessivo per il carattere colore dei piselli.
Gli alleli per un certo carattere possono essere anche più di due. Parleremo perciò di caratteri diallelici e poliallelici, o, rispettivamente, di dimorfismo e polimorfismo genetico.
Per convenzione, le generazioni dell'incrocio sperimentale vengono indicate con i simboli P, F1 ed F2, che significano rispettivamente:
P = generazione parentale;
F1 = prima generazione filiale;
F2 = seconda generazione filiale.
Nell'incrocio mendeliano, giallo X verde dà tutti gialli; due qualsiasi di questi ultimi, incrociati fra loro, danno un verde ogni tre gialli. I gialli e i verdi della generazione P sono tutti omozigoti (come accertato con una lunga selezione). Ognuno di essi dà gameti sempre uguali, per cui altrettanto eguali sono i loro figli, tutti eterozigoti. Poiché giallo è dominante su verde, gli eterozigoti sono tutti gialli (F1).
Incrociando però fra loro due di questi eterozigoti, vediamo che ognuno può dare l'uno o l'altro tipo di gameti con eguale probabilità. Anche l'unione dei gameti negli zigoti ha la stessa probabilità (salvo casi particolari), per cui si formano con eguale probabilità, nella F2, zigoti dei quattro tipi possibili: GG = omozigote, giallo; Gg = eterozigote, giallo; gG = eterozigote, giallo; gg = omozigote, verde.
Gialli e verdi sono dunque in un rapporto di 3:1 nella F2, in quanto il giallo si manifesta comunque purché sia presente, mentre il verde si manifesta solo in assenza di giallo.
Per comprendere meglio il fenomeno dal punto di vista della biologia molecolare, basti ipotizzare che una determinata sostanza di base, verde, non viene modificata dall'enzima prodotto dall'allele g, mentre l'allele G produce un enzima che converte il pigmento verde in pigmento giallo. Se non è presente l'allele G su nessuno dei due cromosomi omologhi che portano quel gene, i piselli rimangono verdi.
Il fatto che i piselli gialli possano essere caratterizzati da due diverse strutture genetiche, l'omozigote GG e l'eterozigote Gg, ci dà l'occasione per definire il fenotipo e il genotipo.
Si chiama fenotipo la manifestazione esterna dell’organismo dei caratteri genetici (ciò che vediamo), più o meno modificati dalle influenze ambientali. Si chiama invece genotipo l'insieme dei soli caratteri genetici, che possono essere manifestati o no nel fenotipo.
I piselli gialli della F2 hanno eguale fenotipo ma genotipo variabile. Infatti, essi sono per 2/3 eterozigoti (portatori del carattere recessivo) e per 1/3 omozigoti.
Invece, ad esempio, nei piselli verdi il genotipo ed il fenotipo sono reciprocamente invariabili.
Come vedremo, la comparsa di uno solo dei caratteri parentali nella F1, e la comparsa di entrambi i caratteri in un rapporto 3: 1 nella F2, sono fenomeni di carattere generale che fanno oggetto rispettivamente della 1a e della 2a legge di Mendel. Tutto ciò si riferisce all'incrocio fra individui che differiscono per una sola coppia di alleli, per un solo carattere genetico.
Se si effettua un qualsiasi altro incrocio del genere, lo schema mendeliano si ripete; ad esempio, incrociando piselli a seme rugoso e a seme liscio, in cui l'allele liscio è dominante, avremo LL X 11 nella P, tutti LI (eterozigoti, lisci) nella F1, e tre lisci per ogni rugoso nella F2 (25 % LL, 50 % LI, 25 % 11). Ma se ora incrociamo doppi omozigoti, cioè varietà che differiscono per più di un carattere (ad esempio GGLL, gialli e lisci, con ggll, verdi e regosi), vediamo che nella F1 tutti saranno eterozigoti con entrambi i caratteri dominanti, fenotipizzati, ma nella F2 si avranno le quattro possibili combinazioni fenotipiche in un rapporto numerico di 9: 3: 3: 1 che deriva dai 16 possibili genotipi corrispondenti alle possibili combinazioni dei quattro tipi di gameti (presi a due a due negli zigoti).
È evidente che due caratteri che erano insieme nella prima generazione segregano indipendentemente l'uno dall'altro nella terza. Ogni coppia di cromosomi omologhi segrega, indipendentemente dall'altra, nella meiosi. Ed è questo ciò che stabilisce la 3a legge di Mendel.

Vediamo ora, nell'insieme, una formulazione delle tre leggi di Mendel:
1a: legge della dominanza. Data una coppia di alleli, se la prole di un incrocio fra i rispettivi omozigoti presenta nel fenotipo uno solo dei caratteri parentali, questo viene detto dominante e l'altro recessivo.
2a: legge della segregazione. L'incrocio fra ibridi della F1 dà tre dominanti per ogni recessivo. Il rapporto fenotipico è dunque 3:1, mentre quello genotipico è 1:2:1 (25% omozigoti dominanti, 50% eterozigoti, 25% omozigoti recessivi).
Quando si incrociano individui che differiscono per più di una coppia di alleli, ogni coppia segrega nei discendenti, indipendentemente dalle altre, secondo la 1a e 2a legge.
Queste tre leggi, anche se non furono propriamente formulate come tali da Mendel, sono riconosciute come il fondamento della genetica degli eucarioti. Come sempre accade nei grandi principi di biologia, il carattere generale di queste leggi non significa che esse non abbiano eccezioni.
Anzi, le eccezioni possibili sono così tante che oggi si usa dividere la genetica in mendeliana e neomendeliana, comprendendo in quest'ultima tutti i fenomeni che non rientrano nelle leggi mendeliane.
Mentre, tuttavia, le prime eccezioni fecero dubitare della validità delle scoperte di Mendel, si è potuto successivamente dimostrare che le sue leggi sono di portata generale, ma i fenomeni che ne sono alla base si combinano con una grande varietà di altri fenomeni che ne modulano diversamente l'espressione.

Il neomendelismo

Il neomendelismo è lo studio dei fenomeni che modificano la trasmissione e la manifestazione dei caratteri ereditari rispetto alla schematica chiarezza delle leggi di Mendel.
I caratteri scelti da Mendel per i suoi esperimenti erano diallelici, segregavano indipendentemente e presentavano il fenomeno della dominanza. Se Mendel avesse scelto altri caratteri, avrebbe probabilmente trovato ed enunciato leggi diverse.

EREDITÀ INTERMEDIA

Se invece del colore dei piselli Mendel avesse studiato quello della Mirabilis jalapa, la “bella di notte”, la prima legge della genetica sarebbe stata la legge dell'eredità intermedia. In questo caso, infatti, gli eterozigoti hanno colore intermedio fra quelli degli omozigoti. Incrociando varietà rosse con varietà bianche si ottengono tutti individui con colore rosa; incrociando questi ultimi fra loro, si trova nella F2 un rapporto 1:2:1, cioè 25% rossi, 50% rosa, 25% bianchi. Conoscendo già il meccanismo, sappiamo che queste sono le proporzioni fra i due tipi di omozigoti e gli eterozigoti.
Dal punto di vista del fenotipo dell'eterozigote, si può ritenere che ognuno dei due alleli vi contribuisca parzialmente, ad esempio rispettivamente sintetizzando enzimi per pigmento rosso e per pigmento bianco a partire da una sostanza precursore comune: i due pigmenti, mescolati, danno colore intermedio.

CARATTERI ADDITIVI E POLIMERIA

Se Mendel avesse studiato il colore della cute umana, anziché quello dei piselli, avrebbe avuto molta difficoltà a formulare una legge semplice.
Da molte ricerche successive appare che il colore della nostra pelle (a parte le influenze ambientali, come l'esposizione al sole) presenta una variabilità continua, dovuta al concorrere di almeno 4 o forse fino a 9 geni diversi.
Nella variabilità discontinua (come nel caso della chiara alternativa giallo o verde) le leggi mendeliane trovano applicazione diretta, ma nella variabilità continua occorre un altro ragionamento di tipo statistico.
Se diverse coppie alleliche contribuiscono a determinare un carattere nel fenotipo, in ogni coppia possiamo supporre di avere un allele favorevole ed uno sfavorevole. Poiché supponiamo che ogni coppia segreghi indipendentemente, ciascun individuo può avere a caso l'uno o l'altro allele per ogni coppia. Che tutti gli alleli favorevoli si trovino casualmente insieme in un individuo, sarà estremamente improbabile, come è improbabile che gettando in aria 9 volte una moneta si abbia 9 volte testa. Altrettanto vale per il contrario, mentre sarà massima la probabilità delle situazioni intermedie.
Si può esprimere ciò dicendo che le combinazioni di n coppie di fattori alternativi sono espresse dalla formula (a + b)n, in cui i coefficienti dei singoli termini (cioè le frequenze rispettive delle singole combinazioni di fattori favorevoli e sfavorevoli), nello sviluppo della potenza del binomio, sono dati dalla riga corrispondente del cosiddetto triangolo di Tartaglia. Si tratta di una distribuzione cosiddetta a campana, delimitata dalla curva di Gauss.
Si definisce monomero un carattere regolato da un singolo gene (ossia da due o più alleli che possono alternativamente occupare un certo locus, cioè un certo tratto di un determinato cromosoma), come nelle esperienze di Mendel, mentre si parla di polimeria quando un carattere è regolato da più geni posti in loci diversi.

POLIALLELIA

Un carattere monomero non è necessariamente diallelico. Se gli alleli alternativi per un singolo locus sono più di due, essi possono variamente interagire nei rispettivi eterozigoti. Un tale caso si troverà ad esempio per i tre alleli nel locus dei gruppi sanguigni del sistema AB0, in cui gli omozigoti dei tre alleli hanno fenotipo rispettivo A, B e 0, ma negli eterozigoti A e B sono dominanti su 0, mentre nell'eterozigote AB si ha codominanza. Naturalmente nel caso della poliallelia sarà più complessa la formulazione matematica ed aumenterà il numero dei genotipi e fenotipi.

CODOMINANZA

Si dice che due alleli sono codominanti quando ognuno determina il rispettivo risultato fenotipico sia nell'omozigote che nell'eterozigote. Questo è appunto il caso degli eterozigoti AB (per citare l'esempio dei gruppi sanguigni). Si può rappresentare il concetto pensando che ognuno dei due alleli induca una separata modificazione enzimatica di una sostanza precursore: le due strutture risultanti non interagiscono, né si escludono, per cui entrambe si manifestano nel fenotipo dell'eterozigote. In realtà, codominanza ed eredità intermedia sono due diverse manifestazioni dello stesso fenomeno, detto anche dominanza incompleta.

PLEIOTROPIA

Non si deve confondere la polimeria (partecipazione di più geni alla determinazione dello stesso carattere fenotipico) con la pleiotropia, che consiste nella molteplicità di manifestazioni fenotipiche da parte di uno stesso gene.
In realtà può ritenersi che la pleiotropia sia dovuta al fatto che l'enzima condizionato da un singolo gene controlli una reazione che ingrana con numerose altre reazioni (accoppiate, o a monte, o a valle), che a loro volta manifestano nel fenotipo le loro rispettive modificazioni.

ASSOCIAZIONE (O «CONCATENAZIONE» O «LINKAGE»)

Fino ad ora abbiamo trattato l'incrocio diibrido (o poliibrido) mendeliano supponendo che effettivamente le diverse coppie alleliche si trovino su diverse coppie di cromosomi omologhi. Ma il numero di coppie cromosomiche, pur diverso da specie a specie, varia entro limiti ristretti (poche specie arrivano verso il centinaio di cromosomi), mentre il numero di geni si conta anche a diecine di migliaia.
Che i caratteri scelti da Mendel per i suoi esperimenti segregassero tutti indipendentemente (senza perciò confondere i calcoli nella distribuzione dei fenotipi nella F2 dell'incrocio poliibrido) è stato un caso fortunato. Se due coppie di alleli si fossero trovati su loci adiacenti, la legge che ne sarebbe derivata si sarebbe chiamata legge dell'associazione.
Sapendo che numerosissimi caratteri hanno il loro locus su un singolo cromosoma e che sono le coppie cromosomiche che segregano indipendentemente nella meiosi, si può ben comprendere come accada frequentemente che due coppie di caratteri, se erano associate su un cromosoma nell'organismo parentale, rimangano associate egualmente anche nel gamete e perciò nell'organismo cui esso apporterà il proprio materiale genetico.
Vediamo dunque che l'associazione rappresenta un'eccezione, tutt'altro che infrequente, alla indipendenza enunciata nella terza legge di Mendel.

SCAMBIO O «CROSSING-OVER» E RICOMBINAZIONE

Parlando della meiosi abbiamo indicato che esistono due diversi momenti di mescolamento del materiale genetico: uno è quello della segregazione dei cromosomi nei gameti, ed è quello osservato da Mendel.
L'altro momento, che in realtà precede, è quello in cui i quattro cromatidi di ogni coppia di cromosomi omologhi si scambiano reciprocamente dei tratti uguali. A seguito di tale scambio, due fattori che si trovavano associati sullo stesso cromosoma saranno invece indipendenti nei gameti. La probabilità che avvenga uno scambio è proporzionale, in prima approssimazione, alla lunghezza del cromosoma, ed in cromosomi più lunghi può aversi anche più di, uno scambio.
Il fenomeno può essere rilevato citologicamente, osservando un sufficiente numero di meiosi al microscopio.
Il tasso di ricoanbinazione è la frequenza con cui due caratteri qualsiasi, che erano associati nella generazione parentale, si ricombinano diversamente nella F2.
Se i due loci sono assolutamente contigui, la probabilità che un chiasma li separi sarà praticamente nulla. Il tasso di ricombinazione sarà: n° ricombinanti. Se due loci sono su due cromosomi diversi, il tasso di ricombinazione sarà 0,5 (uguale probabilità, per due caratteri che erano uniti nella generazione P, di ritrovarsi casualmente insieme nella F2). Il tasso di ricombinazione può perciò variare fra 0,0 e 0,5. Per piccole distanze sul cromosoma, la distanza e il tasso di ricombinazione sono direttamente proporzionali. Per distanze maggiori subentra la possibilità che fra due loci avvengano due scambi. Apparirà ora chiaro il concetto che due fattori separati da due scambi tornano ad essere associati. È palese, a questo punto, che la proporzionalità fra la distanza dei loci e la probabilità di ricombinazione si perda.
I loci che si trovano associati sullo stesso cromosoma costituiscono «gruppi di associazione». Loci assai distanti possono avere tale probabilità di separazione per scambio da comportarsi come indipendenti, ma ognuno di essi sarà associato, con tasso di ricombinazione minore, ai loci intermedi.
Quando sono noti i tassi di ricombinazione fra molte coppie di geni entro un gruppo di associazione, si può iniziare la costruzione delle «mappe genetiche». Tenendo ben presente che la distanza fra due geni (a e b) è espressa dal tasso di ricombinazione e che la distanza di a da un terzo gene c può essere o la somma o la differenza rispetto alla sua distanza da b, è possibile ricostruire una mappa delle distanze reciproche, che sarà la mappa genetica nell'ambito di quel gruppo di associazione, cioè di quel cromosoma.
Dobbiamo ora considerare in generale alcuni concetti che limitano la manifestazione fenotipica dei caratteri genotipici.
Anzitutto parleremo dei concetti di penetranza ed espressività, per poi dedicare particolare attenzione ai fenomeni di regolazione dell'azione genica.

PENETRANZA

La penetranza di un gene rappresenta la sua capacità di manifestarsi nel fenotipo. La misura della penetranza è effettuata statisticamente, contando la frequenza dei fenotipi che manifestano quel carattere su 100 genotipi che lo contengono. Un carattere con penetranza 0,7 è un carattere che si manifesta fenotipicamente nel 70% della sua frequenza genotipica.

ESPRESSIVITÀ

L'espressività è una valutazione quantitativa del grado di manifestazione fenotipica.

REGOLAZIONE DELL'AZIONE GENICA

Le cellule producono con la stessa velocità e contemporaneamente tutti i loro enzimi e tutte le loro proteine. Le cellule di Escherichia coli, ad esempio, si possono rifornire di energia e di atomi di carbonio dal disaccaride lattosio in quanto sono in grado di operarne la scissione in glucosio e galattosio grazie all'enzima beta-galattosidasi. In una normale cellula di E. coli che possa disporre di lattosio, sono presenti all'incirca 3 000 molecole di beta-galattosidasi, pari al 3% delle proteine di quella cellula; in mancanza di lattosio non vi sarà che una sola molecola di betagalattosidasi per cellula batterica. La galattosidasi verrà sintetizzata da nuove molecole di mRNA quando potrà essere utilizzata. Si conoscono ceppi mutanti di E. coli ricchi dell'enzima anche quando il lattosio è assente: questi mutanti sono svantaggiati rispetto alle normali cellule in quanto costretti ad un inutile consumo di energia e di materiali per produrre l'enzima che rimarrà senza substrato. Le sostanze che provocano un rialzo nella quantità di enzima, come è il caso del lattosio, si diranno induttrici, mentre degli enzimi si dirà che sono inducibili. Altre sostanze inducono, anche queste in modo specifico, la produzione di determinati enzimi. Sempre in E. coli, ad esempio, in grado di costruirsi tutti i propri aminoacidi, disponendo di carbonio e ammonio (NH3), la presenza nel terreno di coltura di un particolare aminoacido (istidina, ad esempio) blocca la produzione di tutti gli enzimi associati alla biosintesi dell'aminoacido stesso: di questi enzimi si dirà che sono reprimibili. Nelle cellule batteriche le molecole di mRNA vengono demolite poco dopo la loro formazione, ed è per questo che controllare la produzione di mRNA significa controllare nello stesso tempo la sintesi enzimatica.

L' OPERONE

Per spiegare come la cellula batterica riesca a controllare la propria produzione di enzimi Jacob e Monod formularono l'ipotesi dell'operone; a formare l'operone concorrono più geni funzionalmente correlati e allineati senza discontinuità lunJo un tratto di DNA. L'operone consiste di tre diversi tipi di geni: il promotore, ove ha inizio la formazione del mRNA; l'operatore, ove si esercita il controllo; uno o più geni strutturali, che codificano per gli enzimi o per le altre proteine. Nel sistema della beta-galattosidasi l'operone include, oltre quello per la beta-galattosidasi, anche altri due geni strutturali che codificano per altri enzimi che intervengono nel metabolismo del lattosio. Questi geni sono l'un l'altro adiacenti e vengono trascritti uno dopo l'altro lungo la stessa elica di DNA in una sola molecola di mRNA. Le molecole di mRNA così prodotte sono attive per un tempo brevissimo, dopodiché vengono distrutte da enzimi specifici.
L'attività dell'operone è controllata a sua volta da un altro gene, il regolatore, che può anche essere distante dall'operone: questo regolatore codifica per una proteina, detta repressore, che sembra si leghi al DNA in corrispondenza del gene operatore. L'essere il gene operatore posto tra il promotore e i geni strutturali blocca di fatto la produzione di mRNA.
Il repressore a sua volta è controllato, e il controllo è effettuato tramite una sostanza « segnale». Nel caso degli enzimi inducibili questa sostanza è l'induttore. L'induttore si lega alla molecola del repressore modificandone la forma così che questa non possa più adattarsi al DNA: in tal caso, non essendovi fra promotore e geni strutturali il repressore, possono formarsi le molecole di mRNA e da queste le molecole proteiche. Con l'esaurirsi della fornitura di induttore di nuovo il regolatore riprenderà il controllo, il che farà cessare la produzione di nuovo mRNA e quindi di nuove proteine. Nel sistema della beta-galattosidasi l'induttore è il lattosio o una sostanza molto simile da questo derivata: si uniranno al repressore inattivandolo così da consentire la biosintesi degli enzimi. Nel caso degli enzimi reprimibili la sostanza che funge da «segnale» agisce da corepressore: il repressore è attivo solo se unito al corepressore. Nel sistema dell'istidina, che coinvolge una decina di enzimi diversi, è proprio questo aminoacido, unito al suo tRNA, il corepressore. L'istidina-tRNAs, si unisce al repressore attivandolo e ciò comporta il blocco della sintesi dell'mRNA dell'istidina.

INTERAZIONI ALLOSTERICHE

Le interazioni allosteriche, comportando l'inattivazione di un enzima per alterazione della sua forma, forniscono un diverso modo di regolare l'attività metabolica di una cellula. Le interazioni allosteriche consentono un controllo più accurato che non il sistema induttore-repressore dell'operone, ma non realizzano l'utile risultato di escludere la biosintesi di una data sostanza fin dalla prima tappa - la produzione di un mRNA.

SISTEMI DI CONTROLLO NEGLI EUCARIOTI

Vi sono alcuni fatti che inducono a ritenere operante e preminente fra le piante e gli animali un sistema di regolazione simile all'operone. I cromosomi di questi organismi differiscono profondamente da quelli di E. coli e degli altri procarioti. In più, i problemi che il controllo dei geni pone in queste cellule sono ben diversi. Il meccanismo della mitosi è tale che ciascuna cellula di una data .pianta o animale possiede tutta l'informazione
genetica presente nell'uovo fecondato. Pertanto la maggior parte dei geni di una qualsiasi cellula specializzata rimarrà inefficiente per tutta la vita della cellula. Il DNA in queste cellule è sempre associato a proteine. per cui è possibile che la repressione genica negli eucarioti richieda proprio questa associazione tra DNA e proteine.