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Indice
CAPITOLO 1
La genetica: lo studio dell’informazione
biologica 1
1.1 L’informazione biologica fondamentale per vivere
è codificata da molecole di DNA 2
1.2 La funzione biologica risiede principalmente
nelle molecole proteiche 3
1.3 I sistemi complessi nascono dall’interazione
DNA-proteine e proteine-proteine 3
1.4 Tutti gli organismi viventi sono strettamente
correlati a livello molecolare 4
1.5 La costruzione modulare
del genoma ha permesso un’evoluzione rapida
della complessità biologica 7
1.6 La dissezione della complessità biologica può
essere effettuata con tecniche genetiche 8
1.7 La nostra attenzione è rivolta alla genetica
umana 10
1.7.1 La genetica umana ci sta avvicinando
a una medicina predittiva e preventiva 11
1.7.2 La nuova finalità della genetica umana
e le nuove potenzialità della medicina predittiva
e preventiva aumentano la necessità
di confrontarsi su molte problematiche sociali 11
CAPITOLO 2
La rivoluzione di Mendel: modelli, fattori e princìpi
dell’ereditaretà 13
2.1 Il punto di partenza: il rompicapo dell’eredità 14
2.1.1 La selezione artificiale fu la prima pratica genetica
applicata 15
2.1.2 Il puzzle della trasmissione dei caratteri
favorevoli 15
2.1.3 Un innovativo approccio sperimentale 16
2.2 L’analisi genetica secondo Mendel 18
2.2.1 L’incrocio monoibrido svela le unità dell’eredità
e le leggi della segregazione 18
2.2.2 I risultati di Mendel riflettono le regole
fondamentali della probabilità 21
2.2.3 Gli incroci diibridi svelano la legge
dell’assortimento indipendente 23
Uno sguardo in avanti: I geni codificano
per le proteine 24
2.2.4 Perché il lavoro di Mendel non fu apprezzato
prima del 1900? 27
2.3 L’eredità mendeliana dell’uomo: due esempi
esplicativi 28
2.3.1 Un pattern verticale di eredità rivela un carattere
raro dominante 30
Uno sguardo in avanti: L’analisi diretta
del genotipo umano 31
2.3.2 Un pattern orizzontale di eredità rivela
un carattere dominante raro 32
CAPITOLO 3
Estensioni delle leggi di Mendel: correlazioni
complesse fra genotipo e fenotipo 41
3.1 Estensioni dell’analisi mendeliana in cui sono
coinvolti singoli geni 42
3.1.1 La dominanza non è sempre completa 42
3.1.2 Un gene può avere più di due alleli 44
3.1.3 Un gene può controllare diversi caratteri visibili 49
3.1.4 Un esempio esauriente: l’anemia falciforme illustra
molte estensioni dell’analisi mendeliana
dell’eredità di un singolo gene 51
3.2 Estensioni delle leggi di Mendel nei casi di eredità
multifattoriale 52
3.2.1 Due geni possono interagire per determinare
un carattere 52
3.2.2 Lo stesso genotipo non sempre produce lo stesso
fenotipo 52
Genetica e società: Prevenzione dalle malattie
e diritto alla privacy 61
3.2.3 Anche la variabilità continua può essere spiegata
dalle estensioni dell’analisi mendeliana 62
3.2.4 Il colore del mantello del topo: un esempio
paradigmatico di allelia multipla e caratteri
multifattoriali 64
CAPITOLO 4
La teoria cromosomica dell’eredità 73
4.1 I cromosomi contengono
4.1.1 Il materiale genetico 74
4.1.2 I geni risiedono nel nucleo 74
4.1.3 I geni risiedono nei cromosomi 74
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Genetica e società: La diagnosi prenatale
della sindrome di Down mediante
l’amniocentesi 79
4.2 La mitosi assicura che ciascuna cellula
di un organismo porti gli stessi cromosomi 80
4.2.1 Durante l’interfase le cellule si accrescono
e replicano i propri cromosomi 80
4.2.2 Nella mitosi (fase M), i cromatidi fratelli si separano
e si ripartiscono nei nuclei delle due cellule
figlie 81
4.2.3 L’esistenza di checkpoint garantisce una corretta
separazione dei cromosomi durante la mitosi 84
Uno sguardo in avanti: Come le mutazioni geniche
causano errori in mitosi 85
4.3 La meiosi produce cellule germinali aploidi,
i gameti 86
4.3.1 La meiosi è costituita da due cicli di divisione
nucleare preceduti da un solo ciclo
di replicazione dei cromosomi 86
4.3.2 Durante la meiosi I, i cromosomi omologhi si
appaiano, si scambiano parti e, infine,
si separano 86
4.3.3 Durante la meiosi II, i cromatidi fratelli si separano
per produrre gameti aploidi 91
4.3.4 Sommario degli eventi significativi della meiosi 91
4.3.5 La meiosi contribuisce alla diversità genetica 92
4.3.6 Meiosi e mitosi a confronto 92
4.4 La gametogenesi richiede sia divisioni mitotiche
sia meiotiche 92
4.4.1 L’oogenesi nella specie umana: divisioni meiotiche
asimmetriche producono una cellula uovo
di grandi dimensioni 93
4.4.2 La spermatogenesi nell’uomo: divisioni
meiotiche simmetriche producono quattro
spermatozoi 95
4.5 Validazione della teoria cromosomica 96
4.5.1 La teoria cromosomica correla le leggi di Mendel
con il comportamento dei cromosomi durante
la meiosi 97
4.5.2 Caratteri specifici vengono trasmessi
con cromosomi specifici 97
4.5.3 La teoria cromosomica dell’eredità integra diversi
aspetti del comportamento dei geni 103
CAPITOLO 5
Associazione, ricombinazione e mappatura dei geni
sui cromosomi 111
5.1 Associazione genetica e ricombinazione 112
5.1.1 Alcuni geni sullo stesso cromosoma assortiscono
insieme più spesso di quanto non si separino 112
5.1.2 La ricombinazione avviene durante la meiosi
quando il crossing-over separa i geni
associati 119
5.1.3 Associazione e ricombinazione: una sintesi 122
vii
5.2 Mappatura: localizzazione dei geni
sui cromosomi 123
5.2.1 L’incrocio a due punti: dal confronto dei dati
si riesce a stabilire la posizione dei geni 123
5.2.2 L’incrocio, o saggio, a tre punti: un modo più
veloce e accurato per mappare i geni 124
Uno sguardo in avanti: La mappatura genetica
può portare a una possibile cura per
la fibrosi cistica 128
5.2.3 Quanto è stretta la correlazione tra mappa
genetica e posizione fisica dei geni? 130
5.2.4 Gli incroci a più fattori aiutano a stabilire i gruppi
di associazione 130
5.2.5 L’analisi delle tetradi nei funghi: uno strumento
efficace per costruire le mappe e comprendere
i meccanismi della ricombinazione 131
5.3 La ricombinazione mitotica genera mosaici
genetici 139
Genetica e società: Ricombinazione mitotica
e insorgenza del cancro 142
CAPITOLO 6
DNA: come la molecola dell’eredità trasporta,
duplica e ricombina l’informazione genetica 155
6.1 Gli esperimenti che hanno identificato il DNA come
il materiale genetico 156
6.1.1 Il DNA è localizzato nei cromosomi:
caratterizzazione chimica 156
6.1.2 La trasformazione batterica dimostra che i geni
sono costituiti di DNA 156
6.1.3 La molecola di DNA contiene l’informazione
necessaria per la replicazione dei virus
batterici 159
6.2 Il modello di Watson e Crick: il DNA è una doppia
elica 161
6.2.1 I nucleotidi sono gli elementi di base per la sintesi
del DNA 161
6.2.2 La doppia elica è costituita da due catene
antiparallele tenute insieme dall’appaiamento
di basi complementari 163
6.2.3 La doppia elica può assumere forme
alternative 166
6.2.4 La struttura del DNA è alla base della funzione
genetica 166
6.3 Il DNA conserva l’informazione genetica nella sua
sequenza di basi azotate 167
6.3.1 Molte delle informazioni specificate dalle
sequenze di DNA sono accessibili solo quando la
doppia elica è rilassata 167
6.3.2 Alcune informazioni sono accessibili anche
in una doppia elica di DNA intatta 167
6.3.3 Alcuni virus usano l’RNA come depositario
dell’informazione genetica 168
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6.4 La replicazione del DNA: trasmissione di una copia
dell’informazione genetica alla generazione
successiva 168
6.4.1 L’appaiamento complementare delle basi
determina una replicazione semiconservativa:
uno sguardo generale 169
6.4.2 La prova sperimentale che la replicazione
è semiconservativa 170
Genetica e società: Gli enzimi di restrizione
riconoscono una sequenza
di basi specifica nel DNA 171
6.4.3 Il meccanismo molecolare della replicazione:
duplicazione della doppia elica 174
6.4.4 Il meccanismo di replicazione del DNA a livello
cromosomico 175
6.4.5 Le cellule devono garantire l’esattezza della
propria informazione genetica 178
6.5 La ricombinazione riassortisce l’informazione
contenuta nel DNA 179
6.5.1 Durante la ricombinazione le molecole di DNA
si rompono e si ricongiungono 179
6.5.2 Modello molecolare del crossing-over 186
CAPITOLO 7
Dissezione dell’anatomia e della funzione dei geni
attraverso le mutazioni 193
7.1 Le mutazioni: lo strumento principale per l’analisi
genetica 194
7.1.1 Le mutazioni sono cambiamenti ereditabili
della sequenza di basi che modificano
l’informazione contenuta nel DNA 194
7.1.2 Le mutazioni spontanee avvengono
con una frequenza bassa 194
7.1.3 Le mutazioni spontanee sono prodotte da diversi
tipi di eventi casuali 196
7.1.4 I mutageni inducono le mutazioni 201
Genetica e società: L’espansione
delle ripetizioni di triplette può avere
conseguenze mediche 205
7.1.5 Le mutazioni influenzano la sopravvivenza
degli organismi e l’evoluzione delle specie 209
7.2 Cosa ci dicono le mutazioni sulla struttura
genica 210
7.2.1 Il test di complementazione stabilisce
se due mutazioni sono nello stesso gene oppure
in geni differenti 210
7.2.2 Un gene è una sequenza lineare di coppie
di nucleotidi che possono mutare e ricombinare
indipendentemente 212
7.2.3 Un gene è uno specifico insieme lineare di coppie
di nucleotidi 216
7.3 Cosa ci dicono le mutazioni sulla funzione
genica 218
7.3.1 Un gene, un enzima: un gene contiene
l’informazione per la sintesi di uno specifico
enzima 218
7.3.2 I geni specificano l’identità e l’ordine
degli aminoacidi di una catena polipeptidica 220
7.4 Come le mutazioni geniche alterano le proteine
che captano la luce e la vista:
un esempio paradigmatico 226
7.4.1 Le basi molecolari e cellulari della visione 226
7.4.2 Come le mutazioni nella famiglia dei geni delle
rodopsine influenzano la capacità visiva 227
CAPITOLO 8
L’espressione genica: il flusso dell’informazione
genetica dal DNA alle proteine passando
per l’RNA 239
8.1 Il codice genetico: i 20 aminoacidi sono specificati
da combinazioni dei quattro nucleotidi 241
8.1.1 Ogni tripletta di nucleotidi codifica
per un aminoacido 241
8.1.2 La sequenza nucleotidica di un gene è co-lineare
con la sequenza aminoacidica del polipeptide
codificato 240
8.1.3 Una successione di codoni non sovrapposti
costituisce il registro di lettura 242
8.1.4 La decifrazione del codice 245
8.1.5 Il codice genetico: sommario 248
8.1.6 La verifica genetica del codice 248
8.1.7 Il codice genetico è quasi universale,
ma non del tutto 249
8.2 La trascrizione: la RNA polimerasi copia in RNA
la sequenza di DNA del gene 252
8.2.1 I dettagli del processo 252
8.2.2 La maturazione dell’RNA trascritto produce l’mRNA
maturo 253
Genetica e società: HIV e trascrizione inversa:
un’insolita DNA polimerasi conferisce
al virus dell’AIDS un vantaggio
evolutivo 254
8.3 La traduzione: l’appaiamento di basi tra mRNA
e tRNA dirige l’assemblaggio di un polipeptide 259
8.3.1 Gli RNA transfer mediano la traduzione dei codoni
in aminoacidi 259
8.3.2 I ribosomi sono i siti della sintesi
dei polipeptidi 262
8.3.3 Il meccanismo della traduzione 262
8.3.4 Le modificazioni post-traduzionali 263
8.4 Differenze nell’espressione genica tra eucarioti
e procarioti 263
8.4.1 Negli eucarioti, la membrana nucleare
non permette di accoppiare trascrizione
e traduzione 263
8.4.2 L’inizio della traduzione è diverso tra procarioti
ed eucarioti 263
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8.4.3 Gli mRNA eucariotici subisconopiù modificazioni
di quelli procariotici 266
8.5 Come le mutazioni influenzano l’espressione
genica 267
8.5.1 Le mutazioni nella sequenza codificante
di un gene possono alterare il prodotto
genico 267
8.5.2 Anche mutazioni al di fuori della sequenza
codificante di un gene possono alterare
l’espressione genica 268
8.5.3 La maggior parte delle mutazioni che colpiscono
l’espressione genica riducono la funzione
di un gene 268
8.5.4 Gli alleli con guadagno di funzione sono quasi
sempre dominanti 269
8.5.5 Non sempre è possibile prevedere gli effetti
di una mutazione 271
8.5.6 Effetti delle mutazioni sulla regolazione
dei geni 271
CAPITOLO 9
Dissezione ad alta risoluzione del genoma 283
9.1 Come frammentare i genomi complessi in pezzi
adatti all’analisi 284
9.1.1 Gli enzimi di restrizione tagliano il genoma
in corrispondenza di siti specifici 285
9.1.2 Enzimi di restrizione diversi producono frammenti
di lunghezza diversa 285
Genetica e società: Scoperte scientifiche casuali:
gli enzimi di restrizione 286
9.1.3 Enzimi di restrizione diversi producono numeri
diversi di frammenti 288
9.1.4 L’elettroforesi su gel separa i frammenti di DNA
in base alle dimensioni 288
9.1.5 Le mappe di restrizione 289
9.2 Il clonaggio di frammenti di DNA 289
9.2.1 Prima tappa: inserire i frammenti in vettori
di clonaggio 291
9.2.2 Seconda tappa: le cellule ospiti acquisiscono
e amplificano i vettori e i loro inserti 293
9.2.3 Purificazione del DNA clonato 295
9.2.4 Le genoteche sono collezioni di frammenti
clonati 295
9.2.5 I vettori d’espressione permettono di produrre
grandi quantità di un determinato polipeptide 299
9.3 L’ibridazione è usata per identificare sequenze simili
di DNA 300
Genetica e società: Gli OGM: aspetti scientifici
e sociali 301
9.3.1 Come preparare la genoteca 306
9.3.2 Come costruire la sonda di DNA 306
9.3.3 Lo “screening” di una genoteca 307
9.3.4 Il Southern blot combina l’elettroforesi
su gel con l’ibridazione DNA-DNA 307
ix
9.4 La reazione a catena della polimerasi (PCR) 308
9.4.1 La PCR amplifica esponenzialmente
un DNA target 308
9.4.2 La PCR ha molte applicazioni 309
9.5 L’analisi delle sequenze di DNA 309
9.5.1 I princìpi generali della procedura 314
9.5.2 Il sequenziamento di grandi regioni di DNA 315
9.6 Lo studio dei geni dell’emoglobina: un esempio
esplicativo 319
9.6.1 I geni che codificano per l’emoglobina formano
due cluster su due cromosomi diversi 319
9.6.2 Mutazioni e sindromi associate all’emoglobina 320
9.6.3 I loci dell’a- e della b-globina sono evoluti
da un unico gene ancestrale 322
CAPITOLO 10
Ricostruzione del genoma attraverso l’analisi
genetica e molecolare 331
10.1 Analisi dei genomi 333
10.1.1 Le dimensioni dei genomi degli organismi viventi
variano enormemente in 333
10.1.2 Due sono le caratteristiche basilari dei genomi:
la sequenza e i polimorfismi 333
10.1.3 La caratterizzazione dei genomi si basa su
quattro metodiche relativamente semplici 335
10.1.4 Mappe su larga scala 336
10.1.5 Mappe di associazione ad alta densità 336
10.1.6 La costruzione di mappe di linkage su larga
scala 336
10.1.7 Mappe fisiche ad ampio raggio 338
10.1.8 La mappa di sequenza è la mappa genomica
a più alta risoluzione 346
10.1.9 Integrazione delle mappe di associazione, fisiche
e di sequenza 348
10.1.10 Identificazione di un gene nel genoma
sequenziato 348
10.1.11 Il Progetto Genoma Umano ha cambiato
l’approccio sperimentale in biologia,
e in genetica 349
10.2 Le più importanti acquisizioni derivate
dal sequenziamento dei genomi 350
10.2.1 Nell’uomo ci sono circa 25 000 geni 350
10.2.2 I geni codificano per RNA non codificanti
o per proteine 350
10.2.3 Le sequenze ripetute costituiscono più del 50%
del genoma umano 352
10.2.4 L’organizzazione dei geni varia lungo
il genoma 353
10.2.5 Le strategie combinatorie possono amplificare
l’informazione genetica e generare diversità 354
10.2.6 Il trasferimento orizzontale di materiale genetico
da un organismo all’altro favorisce
l’evoluzione 354
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10.2.7 La meiosi maschile presenta un tasso
di mutazione doppio rispetto a quella
femminile 355
10.2.8 Le differenti razze umane hanno pochissimi geni
unici 355
10.2.9 Le sequenze genomiche confermano che tutte
le forme viventi si sono evolute da un antenato
comune 355
10.3 Le piattaforme genomichee proteomiche ad alte
prestazioni permettono l’analisi globale dei geni e
dei loro mRNA 356
10.3.1 Strumenti ad alta prestazione 356
10.3.2 Strategie genomiche globali e piattaforme
ad alte prestazioni 359
10.3.3 Strategie proteomiche globali e piattaforme
ad alte prestazioni 361
10.4 Medicina predittiva e preventiva 363
10.4.1 Le sfide sociali della medicina predittiva e
preventiva sollevano problemi etici e legali 364
CAPITOLO 11
Variabilità a livello molecolare: la diretta
identificazione del genotipo permette
di distinguere singoli genomi 373
11.1 La variabilità del DNA mostra aspetti diversi
ed è molto diffusa 375
11.1.1 Individui della stessa specie presentano
nel proprio genoma considerevoli variazioni
di sequenza 375
11.1.2 I polimorfismi del DNA sono classificati in quattro
classi distinte 376
11.2 Determinare il genotipo di diversi tipi
di polimorfismi 379
11.2.1 Esistono tre approcci per l’identificazione diretta
degli SNP 379
11.2.2 Come si distinguono gli alleli che cambiano
le dimensioni di un locus 382
11.3 Clonaggio posizionale: dai marcatori del DNA
al gene clonato 387
11.3.1 In rari casi è possibile passare dal fenotipo
patologico al gene che lo determina senza
un’analisi di associazione 387
11.3.2 Nel clonaggio posizionale l’analisi di
associazione con i marcatori del DNA aiuta a
identificare i geni responsabili di malattie 388
11.4.1 Nel caso dei caratteri complessi le mappe
di associazione e il clonaggio posizionale
risultano complicati 397
11.5 Studi d’associazione aplotipica per la mappatura
ad alta risoluzione dei cromosomi umani 399
11.5.1 Gli aplotipi sono gruppi di alleli strettamente
associati 399
CAPITOLO 12
Il cromosoma eucariotico: un organello
per impacchettare e gestire il DNA 411
12.1 Le componenti dei cromosomi eucariotici: DNA,
istoni e proteine non-istoniche 412
12.1.1 Ogni cromosoma organizza una lunga molecola
di DNA 412
12.1.2 Le proteine che compongono i cromosomi
eucariotici: istoni e proteine non istoniche 413
12.2 La struttura del cromosoma: interazioni variabili tra
DNA e proteine creano livelli reversibili
di compattazione 414
12.2.1 Il nucleosoma: l’unità di base dell’organizzazione
dei cromosomi 415
12.2.2 Esistono diversi modelli per spiegare il grado
estremo di compattazione dei cromosomi
mitotici 416
12.2.3 I cromosomi metafasici hanno un pattern
di bandeggio unico e riproducibile 418
12.3 Elementi specializzati permettono ai cromosomi
di duplicarsi e segregare correttamente 420
12.3.1 Le origini di replicazione e i telomeri assicurano
la corretta e completa duplicazione
del DNA 420
12.3.2 La segregazione dei cromosomi metafasici
dipende dai centromeri 422
12.4 La compattazione dei cromosomi influenza
l’attività dei geni 424
12.4.1 La decondensazione controllata della
cromatina precede l’espressione genica 424
12.4.2 L’organizzazione della cromatina regolando
l’espressione dei geni influenza
il differenziamento dei tessuti 425
12.4.3 Nell’eterocromatina l’elevata compattazione
del DNA inibisce l’attività trascrizionale 425
12.4.4 Dei cromosomi speciali chiariscono la relazione
tra impacchettamento cromosomico
e attività genica 428
Genetica e società: Uso degli alberi
genealogici e dei LOD score per calcolare
la probabilità che due loci
siano associati 392
11.3.3 Un esempio paradigmatico: il clonaggio
posizionale del gene della fibrosi cistica indirizza
verso una potenziale terapia 395
11.4 Dissezione genetica di caratteri complessi 397
CAPITOLO 13
I riarrangiamenti strutturali e le variazioni
nel numero dei cromosomi rimodellano i genomi
eucariotici 437
13.1 Riarrangiamenti delle sequenze di DNA all’interno
dei cromosomi 439
13.1.1 Le delezioni 439
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Genetica e società: Lo sviluppo del sistema
immunitario dipende da riarrangiamenti
programmati del DNA 400
13.1.2 Le duplicazioni aggiungono materiale al
genoma 444
13.1.3 Le inversioni 447
13.1.4 Le traslocazioni 450
13.1.5 Gli elementi trasponibili si muovono da un sito
all’altro del genoma 454
13.1.6 Riarrangiamenti ed evoluzione 466
13.2 Variazioni nel numero dei cromosomi 460
13.2.1 L’aneuploidia 460
13.2.2 Non tutti gli euploidi sono diploidi 464
CAPITOLO 14
Il cromosoma procariotico: analisi genetica
nei batteri 481
14.1 Una panoramica sui procarioti 482
14.1.1 L’enorme diversità tra i batteri 482
14.1.2 La genetica batterica offre la possibilità
di studiare eventi rari 483
14.2 Il genoma dei batteri 485
14.2.1 Un unico cromosoma circolare 485
14.2.2 I plasmidi 489
14.3 Trasferimento di geni nei batteri 490
14.3.1 La trasformazione 490
14.3.2 La coniugazione 493
14.3.3 La trasduzione: un trasferimento genico tramite
i batteriofagi 502
14.3.4 La genetica batterica oggi 504
14.4 L’analisi genomica applicata ai batteri 512
14.4.1 L’analisi genomica comparativa prova
l’esistenza del trasferimento genico
orizzontale 506
14.4.2 I risultati dell’analisi genomica al servizio della
salute dell’uomo 506
Genetica e società: Come i batteri causano
le malattie
507
CAPITOLO 15
I cromosomi degli organelli extranucleari mostrano
un pattern di eredità non mendeliano 515
15.1 Struttura e funzione dei genomi del mitocondrio
e del cloroplasto 516
15.1.1 I mitocondri e i cloroplasti sono gli organelli
della conversione energetica 516
15.1.2 Il genoma dei mitocondri 518
15.1.3 Il genoma dei coroplasti 520
15.1.4 La funzione dei mitocondri e dei cloroplasti
richiede cooperazione tra i genomi
dell’organello e del nucleo 521
15.1.5 Origine ed evoluzione dei genomi
degli organelli: l’evidenza molecolare 522
xi
15.2 Caratteristiche dell’eredità non mendeliana 523
15.2.1 DNA degli organelli viene trasmesso
da un solo da un genitore: di solito la madre 523
Uno sguardo in avanti: Le sequenze di DNA
mitocondriale hanno chiarito l’evoluzione
della specie umana 524
15.2.2 Alcuni organelli mostrano un’eredità
biparentale 527
15.2.3 Sintesi dei princìpi genetici dell’eredità
non mendeliana 528
15.3 Un esempio paradigmatico: come le mutazioni
nell’mtDNA colpiscono la salute umana 529
15.3.1 Gli individui affetti da certe rare malattie del
sistema nervoso sono eteroplasmici per l’mtDNA
selvatico e mutante 529
CAPITOLO 16
La regolazione genica nei procarioti 535
16.1 Una panoramica sulla regolazione genica
nei procarioti 536
16.1.1 L’RNA polimerasi è l’enzima chiave
della trascrizione 536
16.1.2 Nei procarioti la traduzione inizia prima
della fine della trascrizione 537
16.1.3 La regolazione dell’espressione genica avviene
a momenti diversi 537
16.2 La regolazione della trascrizione genica 538
16.2.1 L’utilizzo del lattosio da parte di E coli:
un sistema modello per lo studio
della regolazione genica 538
16.2.2 La teoria dell’operone 539
16.2.3 La formulazione della teoria dell’operone 542
16.2.4 Gli operoni possono essere regolati anche
da controlli positivi 543
16.2.5 Analisi molecolare dei meccanismi
di controllo 544
16.3 L’attenuazione dell’espressione genica 547
16.3.1 La presenza di triptofano attiva il repressore
dell’operone trp 547
16.3.2 La regolazione fine della terminazione
della trascrizione 548
Genetica e società: La fissazione dell’azoto
dipende dalla regolazione genica
a molti livelli 548
CAPITOLO 17
La regolazione genica negli eucarioti 559
17.1 L’uso della genetica per studiare la regolazione
genica 561
17.1.1 Mutazioni che influenzano la funzionalità
di un gene ma non la sua equenza 561
17.2 Il primo passo della regolazione genica
è il controllo dell’inizio della trascrizione 562
Iniziali Hartwell I-XX 2a c.:-i-xviii/iniz
6-12-2007
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Pagina xii
xii Indice
17.2.1 Negli eucarioti ci sono tre RNA polimerasi
che trascrivono gruppi di geni diversi 562
17.2.2 Le proteine trans-acting controllano la
trascrizione dai promotori di classe II 563
17.2.3 Le regioni LCR regolano in cis un cluster
di geni correlati 566
17.2.4 La struttura della cromatina svolge un ruolo
centrale nella regolazione genica
degli eucarioti 567
17.2.5 La regolazione epigenetica 568
Genetica e società: Uno strumento medico
promettente: degli oligonucleotidi sintetici
che riducono selettivamente l’espressione
di specifici prodotti genici 570
17.3 La regolazione post-trascrizionale 574
17.3.1 Lo splicing dell’RNA 574
17.3.2 Le modifiche post-traduzionali delle proteine
rappresentano un livello finale di controllo
dell’espressione genica 577
17.4 La determinazione del sesso in Drosophila:
un esempio paradigmatico di regolazione
genica 578
17.4.1 Il rapporto X:A regola l’espressione del gene
Sex Lethal (Sxl) 578
17.4.2 Sxl induce una cascata di splicing 581
17.4.3 Le proteine Dsx-F e Dsx-M sono fattori
di trascrizione che determinano le
caratteristiche somatiche sessuali 581
CAPITOLO 18
Regolazione del ciclo cellulare e genetica
del cancro 589
18.1 Il controllo della divisione cellulare 590
18.1.1 L’interazione fra le chinasi ciclina-dipendenti
e le cicline coordina gli eventi del ciclo
cellulare 590
18.1.2 I checkpoint del ciclo cellulare 595
18.1.3 Una cascata di molecole determina se la cellula
deve iniziare la divisione cellulare 595
18.2 Il cancro si origina quando i controlli della
divisione cellulare non funzionano a dovere 596
18.2.1 Il fenotipo tumorale deriva dall’accumulo
di mutazioni 597
18.2.2 Le mutazioni che conducono al cancro
producono alleli oncogeni dominanti oppure
alleli soppressori del tumore recessivi 601
Genetica e società: I test genetici possono
essere utili nella diagnosi
e nel trattamento dei tumori 604
CAPITOLO 19
Analisi genetica delle popolazioni e della loro
evoluzione 611
19.1 La legge di Hardy-Weinberg 613
19.1.1 La legge di Hardy-Weinberg correla le frequenze
alleliche e genotipiche 613
19.2 Le mutazioni e la selezione determinano
i cambiamenti
nelle frequenze alleliche 616
19.2.1 La selezione naturale agisce sulle differenze
di fitness 617
19.2.2 L’equilibrio evolutivo tra la mutazione verso
un nuovo allele e la selezione contro
quell’allele 620
19.2.3 Un esempio paradigmatico: come l’attività
dell’uomo influenza l’evoluzione 623
CAPITOLO 20
Analisi genetica di caratteri quantitativi 631
20.1 Caratteri qualitativi, quantitativi, complessi:
concetti e definizioni 631
20.2 Analisi della variabilità quantitativa di caratteri
multifattoriali 632
20.2.1 I geni e l’ambiente 631
20.2.2 Come si misura l’ereditabilità 634
20.2.3 L’ereditabilità di un carattere determina
il suo potenziale evolutivo 637
20.3 Dissezione genetica dei caratteri quantitativi 639
20.3.1 Eredità poligenica: quando due o più geni
interagiscono nell’espressione
di un fenotipo 639
20.3.2 Come si identificano i gruppi di loci
che contribuiscono al fenotipo
di un carattere complesso 640
CAPITOLO 21
La genetica dello sviluppo
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CAPITOLO 22
L’evoluzione a livello molecolare
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