STRUTTURALE
MODIFICAZIONI
POST-TRASCRIZIONALI
FOSFORILAZIONE DI CDT DELLA RNA pol II
legame a fattori che portano avanti l’allungamento dell’ mRNA
e che regolano la formazione del Cap, la poli-adenilazione e lo splicing
CDT
RNA
hnRNA (heterogeneus nuclear RNA)
oppure pre-mRNA
oppure trascritto primario
che diventa
mRNA
(insieme di molecole eterogenee citoplasmatiche)
+
Elettroforesi in
gel di agarosio
con etidio bromuro
rRNA 28S
rRNA 18S
tRNA
FORMAZIONE DEL Cap
al 5’ dell’ mRNA
5’
GTP
GMP
Legame 5’ – 5’
Legame al
ribosoma
metilazione
mRNA
Poli-adenilazione
dell’mRNA
poliA-polimerasi
Cleavage
stimulating factor
Clavage and polyadenilation
specific factor
Terminazione
RNAsi 5’ - 3’
“SILURO”
CAMBIAMENTO
CONFORMAZIONALE
STRUTTURALE
MODIFICAZIONI
POST-TRASCRIZIONALI
5’ NT “non tradotto”
3’ NT
Numero introni per gene
n esoni = n introni +1
Media esoni: 150 basi
Introni: anche migliaia di basi
Sequenze consenso presenti sul
pre-mRNA
e che guidano lo splicing
Sito di splicing 5’
(donatore)
Y=CoU
R=GoA
N=AoGoCoU
Sito di splicing 3’
(accettore)
- Formazione del cappio
- Giunzione degli esoni adiacenti
- Rilascio dell’introne
Prima trans-esterificazione
Esone n
Esone n+1
Seconda trans-esterificazione
Esone n
Esone n+1
Introne
a cappio
SNRP (“snurp”)
SPLICEOSOMA
Small nuclear
ribonuclear particle
simile al ribosoma
150 proteine e 5 small nuclear RNA (snRNA, U1, 2, 4, 5 e 6)
RNA anche con ruolo catalitico
SPLICING ALTERNATIVO
• Presente nei trascritti del 75% dei geni umani
• In genere, 2 prodotti diversi; in alcuni casi molti di più
Il meccanismo di splicing “ignora” l’esone 3 oppure il 4
SPLICING ALTERNATIVO
Modalità diverse di splicing alternativo
Le diverse forme di mRNA possono essere
prodotte contemporaneamente o essere mutualmente esclusive
REGOLAZIONE DELLO
SPLICING ALTERNATIVO
GLI INTRONI
sono stati persi dai procarioti (introni precoci)
o acquisiti dagli eucarioti (introni tardivi)
?
A COSA SERVONO I GENI INTERROTTI
?
Rimescolamento degli esoni nell’evoluzione.
Domini proteici spesso codificati da un esone
Domini presenti in proteine diverse
Duplicazione genica e trasposizione come possibile meccanismo
DOMINIO
ELIX-LOOP-ELIX
b-HLH
dimerizzazione
Legame al
DNA
mRNA complessati con proteine specifiche
che ne mediano l’esportazione
•
•
•
Proteine che regolano dello splicing
che si legano alle giunzioni esone - esone
che si legano alla coda di poli-A
Complesso del
poro nucleare
Legame
al ribosoma
Cap
STRUTTURALE
MODIFICAZIONI
POST-TRASCRIZIONALI
5’ NT “non tradotto”
3’ NT
Beta-TALASSEMIE
Sbilanciamento alfa/beta
Interferenza a RNA
RNA interference
RNAi
Premi Nobel 2006
Fenomeno scoperto nelle piante
e poi studiato in
Arabidopsis thaliana
e Caenorhabditis elegans
Pianta erbacea
Con genoma piccolo
Nematode,
circa 1000 cellule
Con genoma piccolo
Craig Mello
Andew Fire
dsRNA
Esogeni
(p.e. virus)
Pre-miRNA
dsRNA
siRNA
DICER
siRNA
Fattore
ARGONAUTA
piccolissimi RNA
associati a proteine
con capacità idrolitica
su RNA virali
Difesa
dall’infezione
dsRNA
Trascritti dal
genoma
Esogeni
(p.e. virus)
Pre-miRNA
pri-miRNA
siRNA
e
miRNA
dsRNA
pre-miRNA
DICER
mi-RNA
Fattore
ARGONAUTA
siRNA
piccolissimi RNA
associati a proteine
con capacità idrolitica
su mRNA cellulari
su RNA virali
Controllo
posttrascrizionale
Difesa
dall’infezione
TRASCRITTI DA POL II
Tagli successivi per la produzione di miRNA maturo
miRNA
pre-miRNA
circa 22 basi
circa 66 basi
16 mer = 4 x 109 combinazioni
INF
pri-miRNA
(anche migliaia di basi)
Esempi di
pre-miRNA
Dopo taglio con
DICER
in alcuni casi
entrambi i filamenti
diventeranno
miRNA attivi
Meccanismo antico
(solo con siRNA)
che nasce come
difesa da virus e da trasposoni.
Nelle piante è una sorta di
sistema immunitario endocellulare antivirale
In seguito si è evoluto il processo dei miRNA
(sfrutta l’esistenza di DICER e Argonauta)
per la regolazione genica
In alcuni organismi
il processo
è andato completamente perso
(S.cerevisiae)
Somministrazione sperimentale
di piccoli RNA interferenti (siRNA)
Meccanismo antico
(solo con siRNA)
che nasce come
difesa da virus e da trasposoni.
Nelle piante è una sorta di
sistema immunitario endocellulare antivirale
In seguito si è evoluto il processo dei miRNA
(sfrutta l’esistenza di DICER e Argonauta)
per la regolazione genica
In alcuni organismi è andato
completamente perso
(S.cerevisiae)
Poi sono arrivati i biotecnologi !
possibilità di
modulare a piacere
l’espressione di specifici geni
