TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE GENICA TRADUZIONE (1) processo mediante il quale l’informazione contenuta nel DNA dei geni viene convertita in proteine mRNA tRNA ribosoma amminoacil tRNA sintetasi altre proteine 1. iniziazione 2. allungamento 3. terminazione TRADUZIONE (2) riconoscimento tra l’anticodone (AC) del tRNA ed il codone dell’ mRNA e’ alla base della sintesi proteica nella sintesi proteica il tRNA corretto viene selezionato dall’interazione codone /AC nel riconoscimento codone-AC: 5’-UUC-3’ 3’-AAG-5’ codone AC la prima base del codone riconosce la terza base dell’AC TRADUZIONE (3) molti tRNA riconoscono più di un codone per un aa ipotesi del vacillamento: tutti i possibili codon che si possono appaiare con un AC codificano per lo stesso aa a livello della terza base dell’appaiamento codone-AC si possono avere interazioni non canoniche le basi modificate possono modificare o restringere il grado di appaiamento con i codon TRADUZIONE (4) AMINOACIDI gli α−aminoacidi (aa) sono molecole con almeno 2 gruppi funzionali legati al carbonio a (C-α) zwitterione (doppio ione): il protone del gruppo carbossilico -COOH migra sul gruppo amminico -NH2 alterando la distribuzione di carica elettrica dell’aa i diversi gruppi –R che distinguono gli aa sono anch’essi legati al C-α (eccetto la Glicina dove –R = H) i mammiferi utilizzano 20 aa diversi il cui gruppo R può avere proprietà acide, basiche, polari, aromatiche o apolari AMINOACIDI ALIFATICI catene laterali non-polari alifatiche generalmente localizzati nell’interno delle proteine AMINOACIDI AROMATICI solo la fenilalanina è completamente non-polare generalmente localizzati nell’interno delle proteine AMINOACIDI POLARI (1) catene laterali neutre piccole catene alifatiche con gruppi polari che non ionizzano AMINOACIDI POLARI (2) acidi carichi negativamente e molto polari partecipano a interazioni elettrostatiche con aa carichi positivamente AMINOACIDI POLARI (3) basici carichi positivamente e molto polari partecipano a interazioni elettrostatiche con aa carichi negativamente LEGAME PEPTIDICO il legame peptidico si forma tra il gruppo carbossilico di un aa ed il gruppo amminico dell’aa successivo PROTEINE (1) PROTEINA molecole composte da una o più catene polipeptidiche Proteine monomeriche Proteine multimeriche omomultimeriche (stesso tipo di polipeptide) eteromultimeriche (diversi tipi di polipeptidi) PROTEINE (2) Struttura primaria sequenza di aminoacidi resa stabile da legami covalenti Struttura secondaria conformazioni diverse della catena polipeptidica resa stabile da legami idrogeno tra residui di aminoacidi adiacenti a-elica foglietto b PROTEINE (3) Struttura terziaria avvolgimento spaziale di tutte le strutture secondarie determinata dall’interazione dei gruppi laterali della catena principale mediante legami deboli Struttura quaternaria resa stabile da legami deboli più strutture terziarie unite in un solo complesso macromolecolare CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE in base alla funzione biologica che svolgono Classe funzionale Esempi Enzimi Ribonucleasi,catalisi Proteine di regolazione Insulina, tirotropina Proteine di trasporto Emoglobina, albumina sierica Proteine di riserva Ovoalbumina, ferritina Proteine deputate alla mobilità ed alla contrattilità Actina, miosina Proteine strutturali Collagene, fibroina Proteine con funzioni di difesa Trombina, fibrinogeno Proteine particolari Proteina antigelo, resilina CODICE GENETICO DNA: sequenza di 4 nucleotidi differenti PROTEINA: sequenza di 20 aminoacidi diversi la corrispondenza tra nucleotidi di DNA e aminoacidi di una proteina è dettato dal cosiddetto codice genetico specifiche triplette di nucleotidi (codoni), corrispondono ad un solo specifico aminoacido CODICE GENETICO processo mediante il quale la cellula traduce una sequenza di codoni di RNA in una sequenza di aa seconda base U UUU fenilalanina UUC fenilalanina U UUA leucina UUG leucina C A G UCU serina UCC serina UCA serina UCG serina UAU tirosina UAC tirosina UAA stop ocra UAG stop ambra UGU cisteina UGC cisteina UGA stop opale UGG triptofano CCU prolina CCC prolina CCA prolina CCG prolina CAU istidina CAC istidina CAA glutammina CAG glutammina CGU arginina CGC arginina CGA arginina CGG arginina ACU treonina AUC isoleucina ACC treonina A AUA isoleucina ACA treonina AUG metionina, start ACG treonina AAU asparagina AAC asparagina AAA lisina AAG lisina AGU serina AGC serina AGA arginina AGG arginina GUU valina GUC valina G GUA valina GUG valina GAU acido aspartico GAC acido aspartico GAA acido glutammico GAG acido glutammico GGU glicina GGC glicina GGA glicina GGG glicina CUU leucina CUC leucina C CUA leucina CUG leucina prima base AUU isoleucina GCU alanina GCC alanina GCA alanina GCG alanina Espressione Differenziale ogni cellula contiene una copia dell’intero genoma le cellule sono di diversi tipi (cellule muscolari, cellule cardiache, cellule della pelle, cellule del sangue …) CHE COSA LE RENDE DIFFERENTI ? ESPRESSIONE GENICA DIFFERENZIALE = quando, dove, e in che quantità ogni gene è espresso ad un determinato istante circa il 40% dei geni sono espressi e circa il 10% dei geni sono tessuto specifici. CICLO CELLULARE (1) sequenza ripetitiva di eventi che va dal momento in cui una cellula si divide, formando due cellule figlie, al momento in cui ciascuna di queste si divide a sua volta processo geneticamente controllato processo finemente regolato dalle CDK (kinasi-ciclinodipendenti) catalizzano la fosforilazione si attivano in seguito ad interazione con le loro subunità regolatorie= cicline CICLO CELLULARE (2) CICLO CELLULARE (3) G0 CICLO CELLULARE (4) MITOSI (1) processo attraverso il quale una cellula si divide in due cellule figlie che risultano geneticamente e morfologicamente identiche tra loro e alla cellula madre riguarda le cellule somatiche preceduta dall’interfase 4 FASI: 1. PROFASE 2. METAFASE 3. ANAFASE 4. TELOFASE MITOSI (2) CELLULE STAMINALI cellule che mantengono la capacità mitotica in quanto soggette al rinnovamento (es. cellule dello strato germinativo dell’epidermide umana) CELLULE IN ESPANSIONE cellule che hanno subito un processo di differenziamento ma che possono riprendere, in alcuni casi, la capacità mitotica (es. epatociti umani) CELLULE STATICHE cellule che non possono riprodursi per cui, in caso di danno, non possono essere sostituite (es. neuroni) 1. PROFASE il materiale cromosomico si condensa per formare i cromosomi il fuso mitotico si assembla citoscheletro e membrana nucleare scompaiono apparato di Golgi/RE si frammentano 2. METAFASE prometafase il fuso mitotico si sposta vs la regione precedentemente occupata dal nucleo i microtubuli si collegano al cinetocore dei cromosomi metafase i cromosomi si allineano sulla piastra metafasica 3. ANAFASE anafase A i centromeri si dividono ed i cromatidi si separano anafase B i cromatidi si muovono vs i poli opposti del fuso 4. TELOFASE i cromosomi si despiralizzano la membrana nucleare si riassetta attorno ai cromosomi raggruppati apparato di Golgi/ER si riformano citodieresi il citoplasma si separa in modo equivalente in entrambe le cellule MEIOSI processo mediante il quale una cellula eucariote con corredo cromosomico diploide dà origine a quattro cellule con corredo cromosomico aploide riguarda le cellule germinali comprende due processi di divisione cellulare: 1. MEIOSI I 2. MEIOSI II MEIOSI I questo processo di differenzia dalla mitosi per due aspetti importanti: 1. i cromosomi omologhi si appaiano e si scambiano dei tratti (crossing over) 2. non c’è separazione dei cromatidi, ma un cromosoma duplicato di ogni paio omologo migra all’estremità opposta del fuso MEIOSI I – CROSSING OVER MEIOSI II comporta semplicemente la separazione di ogni cromosoma al centromero, al fine di separare i due cromatidi che migrano ai poli opposti del fuso la divisione meiotica di una singola cellula germinale diploide dà origine a quattro gameti aplodi durante entrambe le divisioni meiotiche, la cellula passa attraverso stadi che presentano caratteristiche simili alla profase, metafase, anafase e telofase della mitosi a differenza della mitosi però, il processo di divisione meiotica può essere sospeso per un tempo anche molto lungo