Organizzazione del genoma umano III
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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 By NA
