definizione
Processo di regolazione dell’espressione genica: un segnale di tipo chimico, per poter essere ricevuto da una cellula, necessita dell’esistenza di un recettore presente sulla membrana della cellula destinataria del segnale; tale recettore è costituito da una proteina espressa dal genoma della cellula, e la quantità di molecole di questa proteina esposta verso l’ambiente extracellulare influenza la sensibilità delle cellule al segnale.
La up-regulation si ha quando si innesca un progressivo incremento dei recettori di membrana, mentre la down-regulation ne implica una diminuzione, come risposta alla presenza della sostanza biochimicamente attiva, in grado di interagire con tali recettori: il meccanismo di regolazione è basato, soprattutto, sullo squilibrio del ricambio e della produzione delle proteine che costituiscono i recettori cellulari.
Nel caso della down-regulation, se le molecole del segnale (un ormone o un neurotrasmettitore) aumentano la loro concentrazione nello spazio extracellulare, i recettori di membrana esauriranno la loro funzione in tempi relativamente brevi per l’elevato numero di molecole che la cellula internalizzerà grazie alla loro presenza: spesso ciò risulta in una diminuzione del numero di recettori di membrana per quel determinato agente, poiché il ricambio dei recettori è più lento del loro consumo.
La up-regulation ha luogo, invece, quando il numero di recettori aumenta, aumentando di conseguenza la sensibilità della cellula.
Entrambi i processi sono solitamente reversibili: se viene ristabilita l’omeostasi dell’ambiente extracellulare, il numero di recettori, e di conseguenza la sensibilità della cellula a un determinato segnale, tornerà a stabilizzarsi intorno a una funzionalità fisiologica.
La sottoregolazione o la sovraregolazione di un RNA o di una proteina può anche derivare da un’alterazione epigenetica: un’alterazione epigenetica può essere permanente o semipermanente ovvero può far sì che l’espressione dell’RNA o della proteina non risponda più a uno stimolo esterno: ciò si verifica, ad esempio, durante la tossicodipendenza o la progressione verso il cancro.
I termini up-regulation e down-regulation sono spesso utilizzati in modo non del tutto appropriato per indicare qualsiasi processo di retroazione negativa o positiva all’interno dell’organismo, dai meccanismi che riguardano la genetica fino ai processi che coinvolgono l’intero individuo.
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