Organizzazione del genoma umano III
Lezione 9
By NA
Il DNA codificante
Ricapitoliamo l'organizzazione e il funzionamento dei geni eucariotici
Sito di inizio
trascrizione
+1
Promotore
Codone
di stop
5'UTR
Enhancer
CG
box
introne1
introne2
GT AG
GT AG
esone1
CG CAAT TATA
box box
box
AATAAA
segnale di
poliadenilazione
Sito per
poli(A)n
3'UTR
esone3
esone2
TRASCRIZIONE
CAP
GT AG
AAAA
GT AG
SPLICING
CAP
By NA
AAAA
Struttura del DNA codificante
By NA
Geni dentro i geni
Geni all’interno di altri geni sono descritti per i genomi di
organismi semplici e nei mitocondri
Nei mammiferi sono descritti geni contenuti nei grandi introni di alcuni geni.
A differenza dei genomi piu’ semplici in questi casi spesso viene utilizzato il
filamento opposto al gene “canonico”
NF1: introne 27 (40Kb) contiene tre piccoli geni (2 esoni) che vengono
trascritti dal filamento opposto
Fattore VIII della coagulazione F8C: introne 22 contiene due geni che
utilizzano la stessa isola CpG nelle due direzioni. Il gen F8A viene
trascritto utilizzando il filamento opposto al F8C, mentre F8B non solo
va nella stessa direzione, ma sintetizza un corto mRNA che ha un esone
nuovo + gli esoni dal 23 al 26 di F8C.
RB1: introne 17 (72Kb) contiene il gene per il recettore della proteina G,
che viene trascritto in senso opposto
By NA
Geni dentro i geni
NF1
Introne 26
esone 26
esone 27
Filamento di senso
5’
3’
Filamento antisenso
3’
5’
OGMP
2.2KB
EVI2B
F8C
F8
1
EVI2A
10 KB
4 KB
CpG
F8B
22
F8A
By NA
23
26
GLI INTRONI
Entita’ eterogenee con differenti capacita’ funzionali.
Sono coinvolti nello splicing con modalita’ differenti e
pertanto classificabili in gruppi. La posizione
all’interno delle sequenze codificanti (fase intronica)
ne permette un’ulteriore suddivisione in tipi:
Introni ancestrali: presenti nei geni dei tRNA e dei r RNA
degli archeobatteri.
Introni di gruppo I e II:presenti nel genoma degli eubatteri
e degli eucarioti
Introni “spliceosomici”:introni convenzionali presenti nel genoma degli
eucarioti
By NA
GLI INTRONI
Taglio in
esone1GU------------A-----AG
Eliminato
GU-----------------AG
esone1
RNA maturo
snRNP U1
esone1
esone1
By NA
esone1
Splicing
esone2
esone2
GU--------AG esone3
GU--------AG
Eliminato
esone3
esone3
snRNP U2
CA
GU------------A-----AG
esone2
esone2
esone2
GT--------AG
esone3
GLI INTRONI
Fase degli introni: posizione in cui l’introne interrompe una
sequenza di DNA codificante (non si definisce la fase quando
l’introne interrompe una sequenza non tradotta).. Esistono tre
tipi: fase 0, fase 1, fase2
Fase 0: interrompono la sequenza codificante fra due codoni
adiacenti, sono i piu’ numerosi e potrebbero rappresentare la
situazione ancestrale
Fase 1: interrompono la sequenza codificante fra la prima e la
seconda base
Fase 2: interrompono la sequenza codificante fra la seconda e
la terza base
By NA
GLI INTRONI
& Fase degli introni:
posizione in cui l’introne interrompe una sequenza di DNA
codificante (non si definisce la fase quando l’introne interrompe una sequenza non
tradotta). Esistono tre tipi: fase 0, fase 1, fase2
1
5’ UTR
HBB
Val
29
30
Gly Ar
2
ATG GTG --- GGC AG
31
104
2 g Leu
Arg
1
gt-------gt
--------agag
Leu
His
3’UTR
CCC --- CAC TAA
80
81
110
1 al
ATG ------------- CAG G
TG
Fase 1
By NA
0
146
Fase 0
V 1
INS
0
G CTG --- AGG
Fase 2
5’UTR
105
3’UTR
------------ AACTAG
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
* TRASCRIZIONALE
Legame di fattori tessuto specifici che agiscono in cis ad un gene
Legame diretto di fattori di crescita ad elementi di risposta, in locus
inducibili
Uso di promotori alternativi
AATAAA
segnale di
Codone poliadenilazione
di stop
Sito per
poli(A)n
Sito di inizio
trascrizione
+1
Enhancer
Promotore1 5'UTR
GT AG
esone1 introne1
3'UTR
introne2
Promotore2
GT AG
esone2
esone3
TRASCRIZIONE E SPLICING
CAP
1
CAP
By NA
2
3
AAAA
2
3
AAAA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
* POST TRASCRIZIONALE
Uso di promotori alternativi -splicing alternativi-poliadenilazione alternativa
Sito di inizio
trascrizione
+1
Promotore
5'UTR
Enhancer
CG
box
Codone
di stop
CG CAAT TATA
box box
box
introne2
GT AG
GT AG
esone1
1
CAP
introne1
AATAAA
segnale di
poliadenilazione
3'UTR
esone3
esone2
TRASCRIZIONE
GT AG
2
GT AG
3
AAAA
SPLICING
1
CAP
CAP
By NA
Sito per
poli(A)n
2
3
AAAA
1
3
AAAA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
* POST TRASCRIZIONALE
Uso di promotori alternativi -splicing alternativi -poliadenilazione alternativa
AATAAA
segnale di
poliadenilazione2
Sito di inizio
trascrizione
+1
Promotore
Enhancer
CG
box
5'UTR
CG CAAT TATA
box box
box
CAP
CAP
By NA
introne1
introne2
GT AG
GT AG
esone1
Codone
di stop
AATAAA
segnale di
poliadenilazione1
3'UTR
esone3
esone2
TRASCRIZIONE E SPLICING
1
2
1
3
2
AAAA
AAAA
Sito per
poli(A)n
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
* POST-TRASCRIZIONALE
Processamento alternativo e tessuto specifico dell’RNA di un unico gene
By NA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
* POST-TRASCRIZIONALE
Editing tessuto specifico dell’RNA
By NA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
DISTROFIA FACIO SCAPOLO OMERALE
*
meccanismi epigenetici e controllo a distanza
dell’espressione genica mediante la struttura della cromatina
D4Z4
cen
ANT1
FRG1
FRG2
(TTAGGG) n
b -sat
4qB
cen
cen
b -sat
10q
cen
b -sat
10q
sito di riconoscimento DRC
By NA
4qA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
DISTROFIA FACIO SCAPOLO OMERALE
By NA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
*
meccanismi epigenetici e controllo a distanza
dell’espressione genica mediante la struttura della cromatina
RNA interference
soppressione dell’espressione mediante i
domini della cromatina: Distrofia
facioscapolo omerale
effetto di posizione gene PAX6-SOX9
imprinting
By NA
REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE
*
meccanismi epigenetici e controllo a distanza
dell’espressione genica mediante la struttura della cromatina
RNA interference
soppressione dell’espressione mediante i
domini della cromatina: Distrofia
facioscapolo omerale
effetto di posizione gene PAX6-SOX9
imprinting
By NA
RNA interference
By NA
RNA interference
By NA
RNA interference
By NA
RNA interference
By NA
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