Genoma umano e malattie genetiche

Genoma umano e malattie
genetiche
lezione 1-2
28 Aprile 2009
rapporti quantitativi
genomi piccoli non lasciano spazi senza uso ed in certi
casi anche nei due sensi (su entrambe le eliche)
esempio: genoma mitocondriale
genomi eucariotici dal lievito in poi hanno aumentato il
numero di funzioni non codificanti, ma necessarie al
funzionamento dei cromosomi (regolatorie)
la parte regolativa e strutturale è diventata preponderante
rispetto a quella codificante
il genoma ha pochi geni
e il resto del genoma ?
le funzioni sono solo quelle dei geni ?
un gene un carattere: e il resto ? non da un fenotipo ?
se ha una funzione
cosa può fare ?
da un fenotipo
genoma regolativo: solo ?
siamo sicuri che se una struttura non codifica per una
proteina allora è regolativa ?
facendo scienza si hanno solo certezze ?
si deve poter avere dei dubbi ?
perchè aver dei dubbi è sempre stato malvisto?
però i filosofi greci lavoravano ponendo dubbi e domande
dopo la doppia elica
se dopo la scoperta della doppia elica Tatum o Lederberg
avessero scoperto il DNA a quadrupla elica forse a Watson
e Crick sarebbe dispiaciuto.
viene spontaneo di difendere lo “status quo”
troppi esempi ci sono sulla importanza dei postulati e
sull’impossibilità di dimostrarli
i dogmi sono un’altra cosa
la geometria non euclidea nasce dall’aver dubitato dei
postulati appunto “Euclidei”
fa comodo credere
per ottenere delle spiegazioni dei fenomi
esistono i casi opposti
cercare di spiegare l’infinito con il finito
i filosofi medioevali portavano le dimostrazioni
dell’esistenza di Dio
le definizioni sono utili: cosa è vivo
la biologia come studio del vivente
resta difficile e ozioso chiedersi e spiegare perchè siamo vivi
cosa spiega la genetica ?
cose che hanno messo in dubbio alcuni postulati
la mutagenesi e la riparazione del DNA
l’esistenza dei geni interrotti
l’imprinting genetico
i prioni
l’epigenetica e la chiusura del cerchio “uovo - gallina”
è giusto chiamarla regolazione
?
se la regolazione è data da funzioni e strutture cis e trans
Benigni direbbe: è tutto un regola regola
chi rimane escluso dalla regolazione ?
anche i regolati sono regolatori
a questo punto bisogna poter intenderci e mettere una
gerarchia
geni con funzioni multiple
anche questo si è dovuto vedere
un gene può fare cose diverse:
- in tessuti diversi
- in fasi di sviluppo diverse
una gerarchia possibile
adesso si può pensare che il genoma faccia il suo ciclo a
partire dallo zigote
ma si potrebbe retrodatare alla gametogenesi
meglio fermarsi a partire dallo zigote
ponendo lo zigote come punto 0
si può vedere come è il genoma in quello stadio
ma molte proteine erano precedenti alla fecondazione
eventi improrogabili e no
l’attecchimento dello zigote in un utero
l’umidità del terreno per la germinazione di un seme
le condizioni ambientali determinano le condizione per lo
sviluppo embrionale
il genoma è fatto per interagire con l’ambiente in maniera a
volte diretta e a volte indiretta
l’interazione è possibile per la plasticità o capacità di
reagire modificandosi tramite meccanismi che noi
chiamiamo regolativi
attivazione
potremmo chiamare la regolazione anche attivazione ?
però l’attivazione è solo quella positiva
se una funziona è repressa o deattivata ?
la tentazione può venire dal fatto che si parte dallo zigote
come tempo 0
da quel punto si immagina che si attivi tutto il genoma
momento di inattività
probabilmente non esiste il momento in cui il genoma
non è attivo e dal quale comincia ad attivarsi
è assolutamente legittimo porsi queste domande
se la cosa è circolare tutti regolano e sono regolati
non resta che vedere dei sistemi di regolazione
della biologia e del funzionamento del genoma si
conosce qualche pezzo
la sequenza di tutto il genoma
scetticismo iniziale
molte informazioni sconosciute
cominciano a fare aprire il cervello
sopratutto per il fatto che il genoma è tanto ed i “geni” pochi
il rapporto geni / genoma
1 gene ~6000 bp x 20’000 = 12x107 / genoma = 3x109
= 4x10-2 (4 centesimi)
resta il 96% ?
study of a “non coding” region
about 90% of the genome is not transcribed
junk DNA does not exist, it was a fantasy of ignorance,
if it would have existed than
it was demonstrated our inferiority with respect to the rest
of the biological world
probably the non coding DNA has another genetic code
that we do not know yet (polymorphisms can give info)
the regulatory regions of gene-clusters are a particular
subclass of the non coding part of genome
la domanda di questo secolo
cosa fa il 96% del DNA genomico
se si credesse alla teoria del DNA egoista o “inutile”
sarebbe dimostrato che siamo la specie con la maggior
quantità di DNA inutilizzato
brutta prerogativa
forse si deve scoprire un nuovo codice genetico che
spieghi come funziona tutto questo DNA
the study of the 3’RR
TOR VERGATA
different aspects of the study of a regulatory region
interactions of a regulatory region: unidirectional flux ?
the jerarchy of the regulation
the genome is controlled by epigenetic events
interactions of genome and environment
these events open the possibility of a non univocal flux
needs to be bidirectional
partiamo da un esempio
un sistema piuttosto noto ed interessante
la regolazione delle immunoglobuline e dei linfociti B
la maturazione e l’attivazione vanno di pari passo
sistema multifattoriale
esempio di interazione genoma ambiente