1 Gene => + fenotipi
•(Fattori di) trascrizione
•Cromatina (etero,eu,
remodeling)
•Splicing
•Silenziamento
(Interference)
•Modificazioni post
traduzionali
ambiente
•Lattosio nel mezzo
•Ormoni
•Heat shock
•Luce
•(ambiente intracell.)
•..
•Ambiente- presenza di lattosio
•Organismo- batterio
•Gene analizzato- Z, Y, A/operatore
•Fenotipo- presenza o meno di enzimi
per il consumo di lattosio, variato
dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo:
trascrizione
induzione
repressione
•Ambiente- diversi tessuti
•Organismo- Drosophila
•Gene analizzato- yellow/enhancer
•Fenotipo- colore del tessuto variato,
dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo:
trascrizione
Esempio di enhancer multipli (tissue specific) nel gene yellow di
Drosophila
•Ambiente-..
•Organismo- eucarioti
•Gene analizzato- multipli
•Fenotipo- multipli, variati dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo:
silenziamento genico
Silenziamento genico
•Gruppo polycomb (PcG): in Drosophila, codificano
proteine che regolano l’espressione di fattori di
trascrizione. Azione stabile.
•Cambiamento sessuale nel lievito
•Interferenza a RNA (Drosophila, C. Elegans, mammiferi)
Silenziamento genico nel sistema MAT del lievito
Endonucleasi HO necessaria per le fasi
2 e 3. E HMlaterali silenti->histon H4
Trypanosoma brucei
Malattia del sonno trasmessa dalla mosca tse tse
Infezioni che durano a lungo
Struttura di un sito di espressione contenente un gene vsg attivo in
Trypanosoma brucei (esistono mille geni diversi per vsg!)
Se i geni Vsg sono fuori delle ES non possono essere
trascritti perche’ privi di promotore
I geni vsg nelle ES che non sono trascritti sono silenziati
forse dalla presenza di nucleotidi modificati (alfaglucosil-idrossimetil-uracile)
RNA interference
siRNA to GFP
ORC6siRNA
shRNA to white gene
•Ambiente-..
•Organismo- eucarioti
•Gene analizzato- multipli
•Fenotipo- variato dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo:
metilazione DNA
Metilazione del DNA
•3x10e9 coppie di basi nel
genoma di mammifero
•40% C:G
•2-7% citosina metilata
•La maggior parte doppietti CG
•enzimi come HpaII possono
distinguere fra DNA metilato e
non
•Nel genoma umano (45000)
isole CpG sono situate in
prossimita’ di siti di controllo
della trascrizione
•Il DNA metilato e’ in genere
represso (nelle femmine di
mammifero l’X inattivo e’
altamente metilato)
Metilazione Dna e imprinting
ricordo del parentale
For the vast majority of autosomal genes,
expression occurs from both alleles
simultaneously. In mammals however, a small
proportion (<1%) of genes are imprinted,
meaning that gene expression occurs from
only one allele. The expressed allele is
dependent upon its parental origin.
Metilazione e imprinting del gene Igf2 dei mammiferi
(espressione paterna)
Importanza
nelle malattie
genetiche
Nella nuova generazione potrebbe
apparire una mutazione derivata
dalla madre
•Ambiente-..
•Organismo- eucarioti
•Gene analizzato- multipli
•Fenotipo- variato dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo:
ampilficazione genica
Amplificazione genica: incremento del numero di geni
•Copie extra-cromosomiche di seqeunze perRNA
ribosomale degli oociti di anfibio(5.8S, 18S e 28S).
Necessari 10e12 ribosomi.Ci sono 24000 copie di 5S
•Gruppo di geni X-linked in Drosophila codificanti
proteine per il rivestimento dell’ uovo amplificato nelle
cellule follicolari dell’ovario
•Nei mammiferi il gene per la diidrofolato reduttasi
(DHFR) enzima richiesto per la sintesi del DNA viene
amplificato in risposta al methotrexato (agente
chemoterapico): copie intra ed extracromosomiche del
gene (DM) e moltiplicazione intragenica (HSR).
•Ambiente-..
•Organismo- eucarioti
•Gene analizzato- multipli
•Fenotipo- variato dall’ambiente
•Meccanismo genotipo/fenotipo: Attivazione e
inattivazione di interi cromosomi: compensazione di
dosaggio
Inattivazione
Iperattivazione
Ipoattivazione
Inattivazione dei mammiferi
(corpo di Barr, cromosoma condensato durante l’interfase )
Superinterferenza a RNA
Iperattivazione del cromosoma X nel
maschio di Drosophila
Legame di mle (membro delle 5 proteine MSL,complesso che
assicura l’iperattivazione delle X nel maschio) probably coinvolto
nello srotolamento del DNA.
Dal
Progetto genoma
alla
High troughput genetic analysis
(analisi del fenotipo a livello trascrizionale)
Sistemi ibridi
Ibrido batteri/mammifero
Sistema Tet
Cassetta eucariotica
Tet Operatore
Tet Repressore
tetraciclina
Ibrido: lievito/mammifero
PromotoreGal4
galattosio
UAS cDNA (luciferasi o gene di interesse)
Luminometro o
altro test
