DNA Day 2010 Roberto Ravazzolo Le “ultime” sul genoma umano
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DNA Day 2010 Le “ultime” sul genoma umano Roberto Ravazzolo Dove siamo con la conoscenza del genoma umano? da NHGRI da NHGRI Una volta sequenziato tutto il genoma umano Una volta capito che solo l’ 1.5% del genoma codifica per proteine, corrispondente a 22 - 23 mila geni A cosa serve il rimanente? Progetto ENCODE Encyclopedia Of DNA Elements Lanciato dal National Human Genome Research Institute (NHGRI) nel Settembre 2003 Obiettivo: identificare tutti gli elementi funzionali presenti nel genoma umano Fase Pilota in cui è stata analizzata una frazione del genoma umano di 30 Mb, cioè 30 milioni di basi o 30 mila chilobasi Rispetto ai 3 miliardi basi che costituiscono il genoma umano si tratta quindi del 1 % Risultati pubblicati nel 2007: I risultati hanno fornito nuove conoscenze definite “provocative” dagli stessi ricercatori che hanno partecipato al progetto ENCODE sull’organizzazione e le funzioni del genoma umano Il Direttore del NHGRI, Francis S. Collins, prevede che la continuazione del progetto fino all’analisi completa del genoma porterà a molte ulteriori conoscenze e “sorprese” che aiuteranno a comprendere sempre di più le basi biologiche della salute umana e delle malattie Quasi tutto il DNA genomico, si stima il 93%, è rappresentato da sequenze trascritte in RNA Questi RNA sono solo in minima parte tradotti in proteine Per molto tempo i biologi e i genetisti hanno considerato come un “dogma” il meccanismo per cui il DNA si trascrive in RNA e l’RNA si traduce in una proteina Abbiamo capito adesso che la maggior parte del RNA trascritto dal DNA genomico non viene tradotto in proteine, e viene definito RNA non codificante o ncRNA Non è una novità che esistano molecole di RNA che non sono tradotte in proteine Da tempo si conosce l’esistenza di RNA ribosomale (rRNA) e di RNA transfer (tRNA) La novità è l’enorme abbondanza di RNA non codificante, del quale solo una piccola frazione è costituita da rRNA e tRNA Che funzioni ha? Di alcuni dei ncRNA, in particolare i piccoli RNA chiamati siRNA e miRNA si conosce una funzione di regolazione dell’espressione di geni codificanti Per lo più è una funzione di inibizione dell’espressione genica Cioè, un gene “si esprime” essendo trascritto in RNA messaggero e poi tradotto in proteina e la sua “espressione” viene regolata da quei piccoli RNA Circa il 5% della sequenza del genoma umano è “conservata” cioè uguale o molto simile in specie diverse Quindi 5% di 3 miliardi di basi = circa 150 mega basi (Mb) Si presume che la “conservazione” significhi ruolo funzionale Cioè, per conservare delle funzioni importanti per la vita è necessario che sia conservata l’informazione genetica che le determina Shh PAT MAT PAT MAT G1 G1 G2 G2 G3 Nei cromosomi omologhi di ogni individuo si trovano le copie dei geni ereditati dai genitori In accordo con le leggi di Mendel G3 Scanner PAT MAT PAT MAT G1 G1 2 copie G1 2 copie G2 G2 G2 G3 2 copie G3 2 copie delezione PAT MAT G3 G1 …. e Mendel? 1 copia G1 2 copie G2 G2 G3 2 copie G3 G3 duplicazione 3 copie G3 2 copie
