05-genoma umano

“In molecular terms, a gene commonly is defined as
the entire nucleic acid sequence that is necessary for
the synthesis of a functional polypeptide. “
Lodish et al. Molecular Cell Biology
“In molecular terms, a gene commonly is defined as
the entire nucleic acid sequence that is necessary for
the synthesis of a functional polypeptide.
According to this definition, a gene includes more
than the nucleotides encoding the amino acid
sequence of a protein, referred to as the coding
region.”
“Enhancers”
Nei geni degli eucarioti gli enhancers possono distare dalla regione
codificante anche più di 50 Kb.
Alcune sequenze di DNA sono trascritte in RNA che
non codifica proteine
(e.g., tRNAs and rRNAs)
Geni di I classe
Geni di I classe
rRNA 28S, rRNA 18S, rRNA 5.8S
Geni di II classe
Geni di II classe
mRNA, snRNAs
Geni di III classe
Geni di III classe
rRNA5S, tRNA, snRNAU6, scRNAs
International Human Genome Sequencing Consortium
Nature ottobre 2004
3.08 Gb Genoma intero
2.88 Gb Componente eucromatica
34 Mb Sequenze codificanti (1,2%)
21 Mb Sequenze trascritte ma non tradotte (0.7%)
International Human Genome Sequencing Consortium
Nature ottobre 2004
Geni
19.438
Geni caratterizzati sperimentalmente
2.188
Geni predetti
22.287
Geni
22.214
1,54 Trascritti per gene
Trascritti
34.214
Il genoma è fatto solo di geni?
Genoma
Umano
~70%
~30%
~80%
~10%
~90%
~20%
Il genoma è fatto solo di geni?
Il DNA NON
CODIFICANTE
RIPETUTO IN TANDEM
SATELLITE, tipico delle sequenze centromeriche (a-satellite,
monomero di 171 bp)
MINISATELLITE, monomero 6-64bp, altamente polimorfico.
Utilizzato per esami di fingerprint del DNA.
Es.DNA telomerico (TTAGGG)
MICROSATELLITE, 2-4 bp ripetuti in tandem.
Espansioni di triplette sono responsabili
patologie (Distrofia Miotonica)
di
alcune
Il genoma è fatto solo di geni?
Il DNA NON
CODIFICANTE
INTERSPERSO
SINE, brevi elementi nucleari ripetuti (pseudogene processato di RNA7SL)
Alu (300bp, 1.000.000 copie nel genoma umano)
LINE, lunghi elementi nucleari ripetuti
L1 (6,1Kb a lunghezza completa, 200.000-500.000 copie)
Retrovirus endogeni, HERV
Anatomia del Genoma Umano
Paradosso del Valore C
Conserved non genic sequence
Emmanouil et al. (2005) Nature Reviews Genetics
Conserved non genic sequence
Emmanouil et al. (2005) Nature Reviews Genetics
Genes
Functions
A
B
C
D
Create cellular complexity by differential genes expression
This form of combinatorial coding endows an organism with n genes to create,
in theory, 2n different cell-specific gene batteries.
This rationalization provides an easy explanation for the fact that the absolute
number of genes in a genome does not correlate with organismal complexity
Hobert (2004) TIBS
Hobert (2004) TIBS
Un gene …………un enzima
Un gene ………una catena polipeptidica
Un gene………più catene polipeptidiche
Meccanismi di Regolazione dell’espressione genica
Fase Nucleare
•Scelta del gene che deve essere
espresso
•Trascrizione
•Maturazione dell’RNA
•Trasferimento Nucleo Citoplasma
Fase Citoplasmatica
•Sintesi delle catene polipeptidiche
•Modificazioni post-traduzionali
•Trasferimento delle proteine nelle
sedi di competenza