REGOLAZIONE GENICA
devo sapersi adattare alle modificazioni a breve termine che si producono nel loro
ambiente
perciò devono attivare o reprimere alcuni geni, secondo le esigenze del momento
per
evitare sprechi energetici.
i geni presenti sono inattivi. Essi vengono sbloccati, cioè espressi/trascritti, solo quando servono e dove servono, regolando
il tipo e la quantità di prodotto
ESPRESSIONE GENICA
L'INFO FLUISCE DAL GENOTIPO AL FENOTIPO
MUTAZIONI
MUTAZIONE NON SENSO: LA MUTAZIONE DA' ORIGINE AD UN CODONE DI STOP. LA SINTESI SI INTERROMPE PREMATURAMENTE: E' TRONCA QUINDI NON FUNZIONANTE.
MUTAZIONE MISSENSO/DI SENSO: LA MUTAZIONE DA' ORIGINE AD UN CODONE CHE CODIFICA UN AMMINOACIDO DIVERSO, COMPROMETTE LA FUNZIONE
INFLUENZA LA CAPACITA' DI LEGARE IL GRUPPO PROSTETICO ALL'OSSIGENO E QUINDI DI TRASPORTARE L'OSSIGENO
LA VALINA E' IDROFILA QUINDI QUESTO PORTA AD UNA DEFORMAZIONE DEL GLOBULO ROSSO, FORMA DI FALCE
ANEMIA FALCIFORME: SOSTITUZIONE DELL'ADENINA CON LA TIMINA NEL SESTO CODONE. CAMBIA LA TRIPLETTA CHE CODIFICA PER L'ACIDO GLUTAMICO A QUELLA CHE CODIFICA PER LA VALINA.
RECESSIVA: ENTRAMBI I CROMOSOMI OMOLOGHI CONTENGONO IL GENE MUTATO
MUTAZIONE SILENTE: RIDONDANZA DEL CODICE GENETICO, SI PASSA DA UN COD. AD UN ALTRO CHE CODIFICA SEMPRE LO STESSO AMMINOACIDO
possono interessare
UNA O POCHE BASI, MUTAZIONI PUNTIFORMI
REGIONI ESTESE DI CROMOSOMA, MUTAZIONI CROMOSOMICHE
INTERVENENDO SU UNA SOLA BASE AZOTATA SI SCONVOLGE L'INTERA SEQUENZA, OVVERO IL QUADRO DI LETTURA (SHEET FRAMEWORK)
DELEZIONI= SI RIMUOVONO LE BASI
DUPLICAZIONI= SI DUPLICANO 2 BASI AZOTATE
le cause fanno sì che si dividano in
GENOMICHE
INTERESSANO TUTTO IL CARIOTIPO
MONOSOMIA, NELLE ULTIME POSIZIONI C'E' UN SOLO CROMOSOMA
POLISOMIA, (TRISOMIA 21 AD ESEMPIO) INTERESSA LE ULTIME POSIZIONI DOVE CI SONO CROMOSOMI PIU' PICCOLI CHE CONTENGONO MENO INFORMAZIONI
ES: POLIPLOIDIA, NUMERO DI CROMOSOMI MAGGIORE DEL NORMALE, NON AVVIENE NELLE CELLULE UMANE
ENDOGENE, SPONTANEE
CAUSATE DA RADICALI LIBERI (MOLECOLE ORGANICHE CON LEGAME LIBERO, ENTALPIA ELEVATA ED ALTA REATTIVITA')
CAUSATE DA ERRORI NELLA DUPLICAZIONE
ESOGENE, INDOTTE
CAUSATE DA AGENTI MUTAGENI
la produzione è detta mutagene e può essere:
SOMATICA, avviene in una cellula somatica
GERMINALE, avviene in una cellula germinale e puo' essere trasmessa alla progenie
cambiamento raro, casuale ed ereditabile del materiale genetico
STRUTTURA
LE PROTEINE VENGONO RIMOSSE DAL PROTEASOMA CON L'IDROLISI (PROCESSO SCISSIONE COMPOSTO DOVE INTERVIENE L'ACQUA)
PROTEASOMA: AGISCE SULLE PROTEINE LEGATE CON LA PROTEINA SEGNALE UBIQUITINA, CHE GLI PERMETTE DI CAPIRE QUALI PROTEINE DISTRUGGERE
DURANTE QUESTO "VIAGGIO" SI ARRICCHISCE DI MOLECOLE NON PROTEICHE= GRUPPI PROSTETICI
PER RAGGIUNGERE LA STRUTTURA QUATERNARIA DEVE ARRIVARE ALL'APPARATO DI GOLGI
PASSA NEL CITOPLASMA, DOVE C'E' ACQUA, E RER E ASSUME UNA STRUTTURA TERZIARIARIA
A SECONDA DELLA FUNZIONE, PUO' DOVER PASSARE AD UNA STRUTTURA TERZIARIA O QUATERNARIA
IL POLIPEPTIDE HA INIZIALMENTE UNA STRUTTURA PRIMARIA, DIVENTA PROTEINA QUANDO ASSUME LA STRUTTURA SECONDARIA.
CORREZIONE DEGLI ERRORI
RIPARAZIONE PER ESCISSIONE
POSSONO ESSERE CHIAMATE MUTAZIONI PUNTIFORMI
ENZIMI COINVOLTI: DNA POLIMERASI E DNA LIGASI
LOSI RIEMPIE DI NUCLEOTIDI UTILIZZANDO IL FILAMENTO INTEGRO COME STAMPO
NE RISULTA UN VUOTO
UN SEGMENTO DANNEGGIATO VIENE ESCISSO DALLA NUCLEASI
DNA POL FA PROOF-READING
AGENTI FISICI
RAGGI X E UV, COMPOSTI CHIMICI CANCEROGENI CONTENUTI NEL TABACCO
MUTAZIONI CHIMICHE SPONTANEE
ALCUNE SFUGGONO
FASI DELLA TRADUZIONE
ALLUNGAMENTO
QUESTA PARTE E' DETTA TRASLOCAZIONE DEI SITI
IL tRNA VUOTO SI SPOSTA NEL SITO E, E VIENE ESPULSO L'mRNA SI SPOSTA DA DESTRA A SINISTRA, 5' A 3'
SI CREA IL LEGAME PEPTIDICO TRA I DUE AMMINOACIDI CHE SI TROVANO ORA ENTRAMBI SULL'ULTIMO tRNA, QUELLO NEL SITO A
ARRIVA UN ALTRO tRNA CHE TRASPORTA UN ALTRO AMMINOACIDO E SI INSERISCE NEL SITO A
OGNI POLIPEPTIDE SI AVVOLGE, ASSUMENDO UNA STRUTTURA TERZIARIA. LA SEQUENZA DI SEGNALE INDICHERA' FUNZIONE E DIREZIONE DELLA PROTEINA.
tRNA E CATENA ABBANDONANO IL RIBOSOMA, LE CUI SUBUNITA' SI STACCANO
LA CATENA POLIPEPTIDICA SI ALLUNGA, IL FATTORE DI RILASCIO SI LEGA AL CODONE DI ARRESTO INTERROMPENDO IL LEGAME TRA tRNA NEL SITO P E L'ULTIMO AMMINOACIDO NELLA CATENA
inizio
IL tRNA SI SISTEMA NEL SITO P DELLA SUBUNITA' MAGGIORE
L'ANTICODONE DEL tRNA CHE TRASPORTA LA METIONINA E IL CODONE AUG, SI APPAIANO
AMMINOACIL tRNA
PER UNIRSI DEVE ESSERCI UNA REAZIONE DI CONENSAZIONE IN CUI VIENE ELIMINATA UNA MOLECOLA D'ACQUA
HA BISOGNO DI UN ENZIMA: amminoaciltrnasintetasi
LA GTP (GUANOSINTRIOFOSFATO), CHE FORNISCE ENERGIA, SI LEGA SULLA SUBUNITA' MINORE DEL RIBOSOMA CON IL FILAMENTO DI mRNA
TRADUZIONE
RIBOSOMI
3 SITI DI LEGAME PER tRNA
SITO E
SITO DI DISTACCO tRNA
SITO P
LEGAME PER L'AMMINOACIDO TRASPORTATO DA tRNA
SITO A
ATTACCO DELL'ANTICODONE tRNA E CODONE mRNA
2 SUBUNITA'
SONO UNITE SOLO QUANDO AVVIENE LA SINTESI PROTEICA
FORMATE DA PROTEINE ED rRNA
tRNA
ESTREMITA' SITO DI LEGAME PER AMMINOACIDO
IL LEGAME RICHIEDE ATP
tRNA SI LEGA ALL'AMMINOACIDO GRAZIE ALL'ENZIMA ATTIVANTE
ANSA A SINGOLO FILAMENTO CHE CONTIENE L'ANTICODONE
COMPLEMENTARE AL CODONE DELL'mRNA
SI RIPIEGA SU SE STESSO FORMANDO LEGAMI IDROGENO INTRAMOLECOLARI
80 NUCLEOTIDI
SPLICING DELL'RNA
L'RNA FUNGE DA ENZIMA, ELIMINANDO I SUOI STESSI INTRONI
AVVIENE NEGLI EUCARIOTI
GLI INTRONI VENGONO TAGLIATI
GLI ESONI, CODIFICANTI PRODUCONO UNA MOLECOLA DI RNA
TRASCRIZIONE
I DUE FILAMENTI SI SEPARANO
I RIBONUCLEOTIDI VENGONO POSIZIONATI UNO ALLA VOLTA DALL'RNA POL. LUNGO IL FILAMENTO
FORMANO LEGAMI A IDROGENO CON LE BASI AZOTATE
RNA POLIMERASI LEGA TRA LORO I RIBONUCLEOTIDI
PROMOTORE O PRIMER, SITO DEL DNA DOVE SI ATTACCA L'RNA POLIMERASI
QUESTA INDICA DA DOVR PARTIRE E QUALE FILAMENTO USARE COME STAMPO
CODICE GENETICO
AD UN AMMINOACIDO POSSONO CORRISPONDERE PIU' TRIPLETTE
CORRISPONDENZA DE GENERE
TAC (AUG) = METIONINA
INIZIA SEMPRE IL PROCESSO DI SINTESI ANCHE SE POI VIENE SPESSO ELIMINATA
E' UNIVERSALE
61 CODONI CODIFICANO GLI AMMINOACIDI
GLI ALTRI 3 SONO I CODONI DI ARRESTO, SENGNALANO LA FINE DELLA TRADUZIONE
TRIPLETTE NO SENSO
ATT, ATC, ACT
UAA, UAG, UGA
3A FASE, TERMINAZIONE
RNA POL VA SULLA SEQUENZA DI TERMINAZIONE, LA FINE DEL GENE. SI STACCA POI ED E' LIBERA DI CATALIZZARE ALTRE TRASCRIZIONI.
2A FASE, ALLUNGAMENTO
LA POLIMERASI SI MUOVE, SVOLGENDO LA MOLECOLA
RNA SI SEPARA DA DNA STAMPO, COSI CHE I SUOI FILAMENTI POSSANO APPAIARSI DI NUOVO LUNGO IL TRATTO TRASCRITTO
1A FASE, INIZIO
RNA POL.+PROMOTORE ED INIZIA LA SINTESI
LINGUAGGIO A TRIPLETTE
LE ISTRUZIONI GENETICHE PER LA SEQUENZA AMMINOACIDICA DELLA CATENA POLIPEPTIDICA SONO DATE DAL CODICE A TRIPLETTE
LE TRIPLETTE DI MRNA SONO DETTE CODONI
a^b, DOVE A E' IL NUMERO DELLE BASI AZOTATE A DISPOSIZIONE (4), B E' IL NUMERO DI BASI AZOTATE CHE VOGLIO COMBINARE
4^3
DNA-RNA-PROTEINE
l'unico collegamento tra genotipo e fenotipo sono le proteine
IL DNA EREDITARIO SPECIFICA QUALI PROTEINE DEBBANO ESSERE SINTETIZZATE E QUANDO
L'RNA FUNGE DA MESSAGGERO TRA LE PROTEINE ED IL DNA
DNA ED RNA HANNO UNLINGUAGGIO SIMILE
DUPLICAZIONE NEGLI EUCARIOTI
TELOMERASI
CATALIZZA IL CONTINUO RIPRISTINO DEI TELOMERI
CELLULE TUMORALI, STAMINALI E GERMINALI
DNA EUCARIOTICO NON E' CIRCOLARE, I CROMOSOMI SONO LINEARI, ALL'ESTREMITA' CI SONO FRAMMENTI DI DNA A FILAMENTO SINGOLO
OGNI DUPLICAZIONE FA PERDERE 50-2OO BASI
20-30 DIVISIONI PRIMA DELL'APOPTOSI (MORTE CELLULARE PROGRAMMATA)
SI POTREBBERO PERDERE INFORMAZIONI VITALI
SEQUENZE RIPETITIVE NON CODIFICANTI
TELOMERI
DNA POLIMERASI I E' DETTA DNA POLIMERASI ALFA ED EPSILON
DNA POLIMERASI 3 E' DETTA DNA POLIMERASI DELTA
PIU' BOLLE DI DUPLICAZIONE
E' PIU' LENTA
I CROMOSOMI SONO TANTI E PIU' GRANDI
DUPLICAZIONE DEL DNA
TERMINAZIONE
LE DUE FORCELLE DELLE DUE ESTREMITA' SI INCONTRANO IN UNA ZONA TER
INTRAPPOLA LE DUE FORCELLE
DUE ANELLI
TOPOISOMERASI SEPARA I CROMOSOMI FIGLI
AGISCE DA SITO DI LEGAME PER LA PROTEINA TUS (TERMINUS UTILISATION SUBSTANCE)
TOPOISOMERASI
AGGIUNGE QUELLI GIUSTI
LA FORCELLA PROVOCA LA FORMAZIONE DI ALCUNI SUPERAVVOLGIMENTI
APERTURA DELLA DOPPIA ELICA, DESPIRALIZZAZIONE
il filamento lento, opposto a questo, procede a ritroso e in modo discontinuo
PICCOLI FRAMMENTI ISOLATI ED OGNUNO NECESSITA UN PRIMER
FRAMMENTI DI OKAZAKI
DOPO CHE LA POLIMERASI HA SOSTITUITO I PRIMER CON I FRAMMENTI DI DNA, LA LIGASI LEGA TUTTI I FRAMMENTI
3'-5', con 3' rivolto verso la forcella (filamento veloce) procede senza interruzioni
DNA POLIMERASI
ENZIMI MOLTO GRANDI CHE COPRONO TOTALMENTE IL DNA, IL DNA SCORRE ALL'INTERNO DI QUESTI
5 TIPI
SECONDO, QUARTO E QUINTO FANNO PROOF READING
TERZO: AGGIUNGE NUGLEOTIDI AL NUOVO FILAMENTO
SOLO IN DIREZIONE 5' - 3'
SOLO QUANDO ELICASI E SSB SONO IN AZIONE
SOLO ALL'ESTREMITA' DI CATENE GIA' ESISTENTI
PRIMO: SOSITUISCE IL PRIMER CON I FILAMENTI GIUSTI DI DNA
DNA PRIMASI
SINTETIZZA L'INNESCO O PRIMER
breve filamento RNA
SI COMINCIA DA UN SEGMENTO RICCO DI A E T
TOPOISOMERASI, TAGLIANO I FILAMENTI DI DNA OLTRE LA FORCELLA
SINGLE-STRAND BINDING, TIENE SEPARATI I DUE FILAMENTI, INIBENDO L'ATTRAZIONE TRA BASI
ELICASI, DESPIRALIZZA I SEGMENTI E SEPARA LE BASI
SI CREA LA BOLLA DI DUPLICAZIONE
ALL'ESTREMO C'E' LA FORCELLA DI DUPLICAZIONE
A FORMA DI Y, 2 FILAMENTI SEPARATI, PRIMO TRATTO DI DNA.
SONO FACILI DA APRIRE POICHE' LEGATE DA 2 LEGAMI IDROGENO
ACIDI NUCLEICI
COMPATTAMENTO
I CROMOSOMI POSSONO ESSERE DESPIRALIZZATI (CROMATINA) O SPIRALIZZATI
UNO DEI DUE CROMOSOMI X FEMMINILI (RANDOM) E' SEMPRE SPIRALIZZATO, QUINDI VISIBILE
CORPO DI BARR
NUCLEOSOMI
UNITA' DELLA CROMATINA
FORMATE DA PROTEINE ISTONICHE
INTORNO AD ESSE SI AVVOLGE IL DNA
SI AVVOLGE IN UNA FIBRA ELICOIDALE COMPATTA
FORMA ZIG ZAG, NO BUCO CENTRALE
FORMA SOLENOIDE, CON UN BUCO AL CENTRO
CONSIDERANDO I NUCLEOSOMI COME COLLANE DI PERLE, OGNI PERLA E' FORMATA DA 8 ISTONI
IL FILO DELLA COLLANA E' UN BREVE TRATTO DI DNA, IL LINKER
TIPOLOGIA: H2A, H2B, H3,H4 + 1, TIPOLOGIA HI CHE CHIUDE LA COLLANA
BASICHE E CARICHE POSITIVAMENTE
ETEROCROMATINA
DNA FUNZIONALMENTE INATTIVO
FACOLTATIVA, IL SUO STATO DIPENDE DA ALCUNI FATTORI
COSTITUTIVA, NON SI ALTERA IN TUTTO IL CICLO
NUCLEO, IL MATERIALE GENETICO E' SOTTOFORMA DI EUCROMATINA
DNA FUNZIONALMENTE ATTIVO
GENI TESSUTO-SPECIFICI
GENI CODIFICANTI, HOUSEKEEPING
SCOPERTA DEL DNA
WATSON E CRICK 1953
1953, IPOTIZZANO LA STRUTTURA A DOPPIA ELICA E CONFERMANO LE REGOLE DI CHARGAFF. SI APRE LA QUESTIONE DEL FUNZIONAMENTO.
FRANKLIN
STRUTTURA 3D ATTRAVERSO FOTO RAGGI X
PAULING 1951
1951, STRUTTURE SECONDARIE : ALFA ELICA E BETA FOGLIETTO
LEGAME FOSFODIESTERICO
LINEA TRACCIATA DA C5 A C3 LUNGO CIASCUN FILAMENTO: DIREZIONI OPPOSTE
FRA LE ESTREMITA' DELL'ELICA TROVIAMO UNA POLARITA', INDICATA DA 5' E 3'
CARBONI AI QUALI SI LEGANO OH E P
LEGAME TRA L'ATOMO DI O DELL'OH LEGATO A C3 E IL P LEGATO A C5. LEGAME COVALENTE.
DNA, CONTIENE L'INFO GENETICA
NEGLI EUCARIOTI
SEQUENZE NON CODIFICANTI, INTRONI
SEQUENZE CODIFICANTI, ESONI
HA ISTONI
SPIRALIZZATO, + MOLECOLE
NUCLEO
NEI PROCARIOTI
SOLO SEQUENZE CODIFICANTI
NO ISTONI
1 MOLECOLA CIRCOLARE
NO NUCLEO, NUCLEOTIDE NEL CITOPLASMA
RNA, PERMETTE LA TRADUZIONE L'INFO GENETICA NEL LINGUAGGIO DELLE PROTEINE
LEGAME GLICOSIDICO= BASE AZOTATA E ZUCCHERO (NUCLEOSIDE)
NUCLEOSIDICO= NUCLEOSIDE E GRUPPO FOSFATO
NUCLEOTIDI
SONO RICCHI DI ENERGIA
COMPONGONO LA STRUTTURA DI ALCUNI COENZIMI
FANNO DA TRADUTTORI DI SEGNALI CHIMICI PER ALCUNI ORMONI
BASE AZOTATA (GUANINA, CITOSINA, ADENINA, TIMINA/URACILE NELL'RNA
1a regola di Chargaff
ACCOPPIAMENTO SELETTIVO
TUC= PIRIMIDINE SEMPRE CON AG=PURINE
N A= N T, N C= N G - COPPIA DI FILAMENTI
ZUCCHERO PENTOSO, DESOSSIRIBOSIO/RIBOSIO NELL'RNA
UN FOSFATO P, LEGATO AL CARBONE 5'
