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La trascrizione
del DNA
I prodotti iniziali dei geni consistono in
molecole di Acido Ribonucleico
Dogma centrale
DNA
RNA
polipeptide
RNA/DNA
Proprieta’ dell’RNA
- Prodotto a partire dal DNA stampo (trascrizione)
- Sequenza complementare a quella del DNA che ne dirige la
sintesi
- Molecola a singolo filamento con ossatura zucchero-fosfato
- Presenza del ribosio al posto del desossiribosio
- Presenza dell’Uracile al posto della Timina
- RNA informazionali che vengono tradotti in
polipeptidi (mRNA)
- RNA funzionali, non vengono tradotti in polipeptidi ma
svolgono la loro funzione come RNA (tRNA, rRNA, snRNA,
snRNP, scRNA, siRNA, miRNA)
I diversi
RNA
I componenti dell’RNA : i ribonucleotidi
A
C
G
U
L’RNA passa dal nucleo al citoplasma
Esperimento di pulsechase
Si somministrano
ribonucleotidi marcati con
radioattivo a cellule
eucariotiche. La
radioattivita’ e’
inizialmente presente nel
nucleo e poi passa nel
citoplasma
L’RNA puo’ essere sintetizzato anche in vitro
-DNA stampo
Fonte
del
DNA
-RNA polimerasi
FagoT2
A+T/
G+C
(DNA)
1.84
- NTP
Bovini
1.35
1.40
Batterio
0.39
0.49
RNA
A+U/
G+C
(RNA)
1.86
La trascrizione dell’RNA e’ un processo
asimmetrico
La trascrizione dell’RNA e’ basata
sull’appaiamento complementare delle basi
3’
5’
Trascrizione di procarioti ed eucarioti
RNA Polimerasi procariotica
Permette il
riconoscimento
delle sequenze
“consenso” sul
promotore
La trascrizione dell’RNA inizia a partire da un
promotore
Sequenze consenso
PROMOTORE: regione di DNA formata da
sequenze specifiche dette “consenso” a cui si lega
la RNA polimerasi per iniziare la trascrizione
Inizio della trascrizione
Rilascio del
fattore σ
Complesso del
promotore aperto
Complesso del
promotore chiuso
Allungamento dell’RNA
Terminazione dell’RNA
Sequenza segnale di
terminazione ricca di GC che
permette di formare legami
complementari intracatena
Meccanismi di terminazione dell’RNA
1.
Ansa a forcina
Segnali di
distacco
della RNA
polimerasi
Proteine Rho
2.
La proteina Rho si posiziona
sull’RNA su siti specifici
RNA eucariotico
Trascritto
primario
Trascritto
maturo
RNA polimerasi eucariotiche
¾ RNA polimerasi I per gli rRNA
¾ RNA polimerasi II per gli
mRNA
¾ RNA polimerasi III per i tRNA,
snRNA, miRNA etc
Inizio della
trascrizione
eucariotica
Le RNA polimerasi
eucariotiche iniziano a
trascrivere solo se
presenti fattori di
trascrizione proteici
Il promotore eucariotico
Modificazioni del trascritto primario
-CAP o cappuccio al 5’
(7-metilguanosina)
- coda di poly-A lunga
150-200 residui
Contribuiscono
a rendere
stabile l’RNA
I geni eucariotici sono interrotti
Rimozione di
sequenze interne di
RNA dal trascritto
primario
Il gene interrotto dell’ovalbumina
Gene (esoni ed introni)
Trascritto
primario
Rimozione
degli introni
Trascritto
maturo
I geni eucariotici sono interrotti
UN GENE
DIVERSE
PROTEINE
Splicing alternativi del pre-mRNA del gene
dell’α-tropomiosina
Sequenze consenso nei siti di splicing 5’ e 3’
degli mRNA
Il complesso dello spliceosoma
Reazione di transesterificazione dello SPLICING
cappio
RNA autocatalitici: RIBOZIMI
RIBOZIMI
- E.Coli, Tetrahymena (tipo I)
- t-RNA, mitocondri,
cloroplasti (tipo II)
Determinazione cromosomica del
sesso in Drosophila e nell’uomo
Cromosomi sessuali
Specie
XX XY XXY XO
Drosophila
♀
♂
♀
♂
Homo Sapiens
♀
♂
♂
♀
Aneuploidi
La specificazione del sesso in Drosophila
Sex-lethal acceso
Sex-lethal spento
Geni sull’ X-> producono
prodotti proteici detti
NUMERATORI
Geni sugli Autosomi->
producono prodotti proteici
detti DENOMINATORI
Cosa sono numeratori e denominatori?
Proteine b-Helix-Loop-Helix (fattori di
trascrizione) che funzionano come dimeri
Inizio e
mantenimento
dello switch
molecolare
sex-lethal
Sex-lethal si
attiva dal
promotore
precoce PE
ad opera dei
fattori di
trascrizione
prodotti
dal
cromosoma
sessuale X
SPLICING ALTERNATIVO
determinazione del sesso in Drosophila
: gene Sex-lethal
Esone incluso
Proteina non funzionale
Proteina funzionale per lo sviluppo
femminile
Esone
rimosso
Sex-lethal
Transformer
Double-sex
Attiva geni
femminili e
reprime i geni
maschili
UN GENE
DIVERSE
DIVERSE PROTEINE
PROTEINE
Enhancer trascrizionali
Enhancer: sequenze
cis-agenti a cui si legano
fattori di trascrizione
speciali, che a loro volta
interagiscono con i
fattori di trascrizione
posti sul promotore e
con la RNA polimerasi
-agiscono a distanze molto
ampie
-agiscono in entrambi gli
orientamenti
-effetti indipendenti dalla
posizione (a monte o a
valle del gene)
ENHANCER