IL GENOMA DEGLI EUCARIOTI
I GENOMI EUCARIOTI PRESENTANO INFORMAZIONI AGGIUNTIVE
Geni che codificano gli istoni
Geni per il citoscheletro
Geni per le chinasi e la ciclica
Geni per il processamento
…ALTRI GENI PER LA PLURICELLULARITA’
…CONOSCENZA DEL GENOMA E MIGLIORAMENTO GENETICO
SEQUENZE RIPETUTE
Satelliti (5-50 bp per milioni di volte, centromeri)
Minisatelliti (12-100 bp per migliaia di volte, variabile il numero di copie da un individuo
all’atro)
Microsatelliti (1-5 bp, in piccoli gruppi dispersi nel genoma)
SEQUENZE MODERATAMENTE RIPETUTE
RETROTRASPOSONI E TRASPOSONI A DNA
Mutazioni
Duplicazioni geniche
Malattie genetiche (emofilia, distrofia muscolare, ecc.)
Teoria endosimbiontica
Tumori
STRUTTURA DEI GENI CHE CODIFICANO PROTEINE
TECNICHE PER INDIVIDUARE UN GENE STRUTTURALE
…CIO’ HA PERMESSO DI INDIVIDUARE DNA NON CODIFICANTE
FAMIGLIE GENICHE
Pseudogeni:
Crossing-over difettoso
Retrotrasposoni
Geni duplicati: famiglie geniche (globine, gammaglobuline)
PROCESSAMENTO
Rimozione introni
Riunione esoni
Aggiunta di basi alle estremità (cappuccio G, poli-A)
CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE GENICA A LIVELLO DELLA TRASCRIZIONE.
Le proteine devono essere sintetizzate al momento opportuno e solo nelle cellule giuste.
L’espressione genica può essere regolata in più punti: prima della trascrizione, durante la traduzione
e dopo la traduzione.
Nelle cellule eucariote non vi sono operoni ma geni solitari. I geni promotori hanno sequenze più
variabili. Sono presenti ulteriori sequenze che permettono di regolare la velocità di trascrizione.
Il TATA box è comune a molti geni. Altre sequenze si trovano specificatamente in alcuni geni e
vengono riconosciute da fattori di trascrizione che si trovano esclusivamente in certi tessuti.
TEMI STRUTTURALI PER LE PROTEINE LEGANTI IL DNA
EFFETTI A LIVELLO DELL’INTERO CROMOSOMA
Metilazione della citosina alla posizione 5’ (La metilazione del DNA nei vertebrati avviene
tipicamente nei siti CpG (citosina-fosfato-guanina; che si ha ove la citosina è direttamente
seguita da una guanina nella sequenza del DNA); tale metilazione risulta nella conversione
della citosina in 5-metilcitosina. La formazione del Me-CpG è catalizzato dall'enzima DNA
metiltransferasi)
Si intende per Epigenetica una qualunque attività di regolazione dei geni tramite processi chimici che non comportino cambiamenti nel codice del DNA ma
possono modificare il fenotipo dell’individuo e/o della progenie. Ad esempio: - metilazione del DNA; - acetilazione degli istoni.
Questi fenomeni epigenetici alterano l'accessibilita' fisica al genoma da parte di complessi molecolari deputati all'espressione genica e, quindi, alterano il grado di
funzionamento dei geni.
RNA di interferenza
E le modificazioni della cromatina ?
Uno squilibrio nell’acetilazione e della metilazione degli istoni può causare alterazioni della struttura della
cromatina con regolazione aberrante di geni coinvolti nel controllo del ciclo cellulare, del differenziamento
e/o dell’apoptosi
Qualche esempio:
Acetilazione aberrante nel cancro:
coinvolgimento delle HAT-HDAC
HAT (Istone acetiltransferasi):
• Geni codificanti per diverse HAT si trovano traslocati, amplificati, sovraespressi e/o mutati in
diversi tumori
HDAC e cancro (HDAC: istone deacetilasi):
• Linfoma non-Hodgkin: il repressore trascrizionale LAZ3 è anormalmente sovraespresso e causa
repressione trascrizionale aberrante (HDAC dipendente) con conseguente trasformazione tumorale
RIARRANGIAMENTO DEL DNA
Saccharomces cerevisiae: due diversi tipi per l’accoppiamento: a e α
Alleli separati sullo stesso cromosoma, uno silente perché legato ad una proteina repressore.
Inserimento di una copia di a o α nel locus MAT ed eliminazione dell’altro allele presente in
esso.
AMPLIFICAZIONE SELETTIVA
r-RNA (famiglie geniche)
r-RNA (cellula uovo)
REGOLAZIONE POST-TRASCRIZIONALE
Spicing alternativo
STABILITA’ m-RNA
Squenze nucleotitiche ricche di AU richiamano l’esosoma (complesso ribonucleasico)
Revisione dell’RNA
CONTROLLO TRADUZIONALE E POST-TRADUZIONALE
Regolazione della traduzione (formazione di cappucci G, proteina repressore traduzionale
(es. Fe-Ferritina), aumento della velocità di traduzione (es. Eme-Globina))
Aggiunta di zuccheri, gruppi fosfato, o rimozione di sequenze segnale
Proteosoma e longevità delle proteine
