SILVANA DOLFINI
DIPARTIMENTO DI SCIENZE BIOMOLECOLARI
E BIOTECNOLOGIE
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO
PROGETTO GENOMA UMANO:
GENOMICA E PROTEOMICA
I parte
IL GENOMA
STRUTTURA DELLA CROMATINA E DEL CROMOSOMA
STRUTTURA DI UN GENE EUCARIOTICO E
FLUSSO DELL’INFORMAZIONE GENETICA
GENOMA UMANO
LIBRO DAI MOLTI SIGNIFICATI
RACCONTO DEL
VIAGGIO NEL TEMPO
DELLA NOSTRA SPECIE
ISTRUZIONI PER
LA COSTRUZIONE DI
OGNI CELLULA UMANA
INFORMAZIONI PER
CURARE E PREVENIRE
LE MALATTIE
EVOLUZIONE
SVILUPPO
SALUTE
I GENOMI UMANI
NUCLEARE
MITOCONDRIALE
DIMENSIONI
3.3 x 109 pb
1.5 m (3.5 x 10-12 g)
16600 pb
N°MOLECOLE DNA
DIVERSE
23(XX) lineari
24(XY) lineari
1 circolare
N°MOLECOLE DNA
/CELL
23(cell. aploidi)
46(cell. diploidi)
parecchie
migliaia
% DNA CODIFICANTE 3%
93%
N°GENI
?
37
EREDITARIETA’
Mendeliana
Materna
ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA NUCLEARE
PROGRESSI NELLA MAPPATURA DEI GENI DELL’UOMO
GENOMICA
STRUTTURALE
Quali e quanti geni?
FUNZIONALE
Cosa fanno i geni?
COMPARATIVA
Relazione tra i diversi genomi
SCOPI
SCOPI DEL
DEL PROGETTO
PROGETTO GENOMA
GENOMA
UMANO
UMANO
• MAPPATURA E
SEQUENZIAMENTO
DEL GENOMA
Costruzione di mappe
genetiche e fisiche
Sequenziamento dell’intero
genoma
Mappatura di tutti i geni
SCOPI DEL PROGETTO GENOMA
UMANO
• MAPPATURA E SEQUENZIAMENTO DI ORGANISMI
MODELLO
• RACCOLTA E DISTRIBUZIONE DI DATI ALLA COMUNITA’
SCIENTIFICA
• STUDIO DELLE IMPLICAZIONI ETICHE, LEGALI E
SOCIALI
• ADDESTRAMENTO DEI RICERCATORI
• SVILUPPO DI TECNOLOGIE
PERCHE’ GLI ORGANISMI MODELLO?
Escherichia coli
Saccharomyces cerevisiae
Caenorabditis elegans
Drosophila melanogaster
Mus musculus
*Geni simili ai geni dell’uomo
*Minor quantità di DNA “spazzatura”
Arabidopsis thaliana
STRATEGIA DI SEQUENZIAMENTO (HGP)
HUMAN GENOME PROJECT
CELERA GENOMICS
IL GENOMA DEL TOPO E’ STATO SEQUENZIATO
Nature, 2002
COSA ABBIAMO IMPARATO?
Un po’ di numeri:
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3.164.700.000 coppie di basi
30.000-35.000 geni
Solo il 2% del genoma è codificante
Cromosoma 1 è il più ricco di geni (2968)
Cromosoma Y è il più povero (231)
Il 99.9% delle basi è uguale in tutti gli individui
La distribuzione dei geni è casuale
SORPRESA!
• IL NUMERO DEI GENI DELL’UOMO E’
INFERIORE ALL’ATTESO
INFATTI:
30.000-35.000 UOMO
13.000
18.000
26.000
MOSCERINO DELLA FRUTTA
VERME
PIANTA (Arabidopsis)
IL BRICOLAGE GENETICO
LO STESSO GENE PRODUCE PROTEINE DIVERSE
DUE INDIVIDUI DIFFERISCONO SOLO PER LO 0.1% DELLE BASI
?
IL DNA NON CODIFICANTE HA
UNA FUNZIONE?
IMPLICAZIONI E RICADUTE DEL
PROGETTO GENOMA
RAPPORTI TRA INDIVIDUO E SOCIETA’
PROBLEMI ETICI
SALUTE DELL’UOMO
RAPPORTI TRA INDIVIDUO E
SOCIETA’
DATI GENOMICI PERSONALI
suscettibilità a malattie
discriminazioni
richieste d’impiego
assicurazioni
SALUTE DELL’UOMO
• TESTS GENETICI
su individui
parenti di un affetto
feto
• SCREENING GENETICI
sulla popolazione
CONSEGUENZE PSICOLOGICHE
SALUTE DELL’UOMO
• DIAGNOSI DI MALATTIE GENETICHE
cura appropriata
consulenza genetica
• PROGNOSI
gravità maggiore o minore
• PREDITTIVITA’
affetto?
aumentata suscettibilità?
FARMACOGENOMICA
L’UOMO E GLI ALTRI ORGANISMI
• Il numero di geni dell’uomo rispetto a quello di altri
organismi più semplici non è molto maggiore
• Nell’uomo sono presenti geni simili a geni presenti
in un verme, in un moscerino o in una pianta
• La quantità maggiore di proteine nell’uomo rispetto
al verme o al moscerino è dovuta allo “splicing
alternativo”
CONFRONTO TRA GENOMI
EVOLUZIONE
LA DIFFERENZA NELLA SEQUENZA DEL DNA
TRA L’UOMO E LO SCIMPANZE’ E’ SOLO DELL’1.2%
IL PROGETTO GENOMA UMANO RAPPRESENTA
LE FONDAMENTA DEL FUTURO DELLA GENOMICA
F.Collins (Nature, 2003)
FINE DEL I TEMPO
