Biologia

Fondamenti di biologia genetica

Dogma centrale della biologia

Dogma centrale della biologia: come dal DNA si passa alle proteine, passaggio che necessita di uno step intermedio: la trascrizione che avviene tramite gli RNA.

RNA messaggero: è un RNA codificante, perché è l’unico che può essere tradotto in proteine.

Gli altri RNA sono non codificanti: transfer e ribosomiali. Si dicono RNA housekeeping: sono ubiquitari, si trovano in tutte le cellule.

Micro RNA (miRNA): sono RNA piccolissimi (20-30 nucleotidi).

Long non coding: sono RNA più lunghi non codificanti (superiore ai 200 nucleotidi).

Small nuclear RNA: un po’ più grandi dei miRNA ma più corti dei long.

Circular RNA: sono circolari, le estremità si chiudono in maniera covalente, sono estremamente stabili. Anni fa si pensava fossero RNA spazzatura che venivano prodotti per errore. Con l’utilizzo di metodiche aggiornate di sequenzazione degli RNA si è scoperto che rappresentano la fetta più abbondante degli RNA delle cellule eucariotiche (abbondano nell’encefalo e nel testicolo). Servono a creare nei network per catturare i miRNA: si dice che hanno un’attività spugna, sono dei regolatori dell’espressione genica. Sono stati identificati anche negli spermatozoi e sembra che servano nella fecondazione a regolare le prime tappe dello sviluppo embrionale.

Trascrittoma

Tutti gli RNA costituiscono il trascrittoma cellulare (il genoma è rappresentato dai DNA), poi c’è il proteoma (insieme delle proteine che troviamo in una cellula).

Perché una cellula si possa specializzare è necessario che vada a regolare l’espressione dei geni; gli RNA hanno un ruolo fondamentale in questo processo (miRNA).

Membrana plasmatica e materia vivente

Membrana plasmatica: formata da fosfolipidi.

L’acqua è il componente fondamentale della materia vivente.

La materia vivente:

• Complessità specificamente definita (la cellula è complessa, ma ben organizzata, es. organelli cellulari).
• Capacità di accrescimento: metabolismo.
  • Crescita e sviluppo.
  • Regolazione e omeostasi.
• Capacità di riprodursi (per trasferire il proprio materiale genetico).
• Adattamento all’ambiente.

Epigenoma e regolazione epigenetica

L’ambiente condiziona l’epigenoma delle cellule: struttura che sta sopra al genoma, è l’insieme di tutti i meccanismi attraverso i quali una cellula modifica l’espressione dei geni, senza cambiare la sequenza nucleotidica del gene stesso.

Meccanismi di regolazione epigenetica:

• Metilazione del DNA: (CH3) il metile viene aggiunto sul gene, ma il gene è inalterato: provoca l’interruzione della trascrizione.
• Modifica degli istoni: attraverso le modifiche degli istoni cambia l’espressione genica, lì dove la cromatina è compatta l’espressione genica è inibita.
• Gli RNA: il messaggero può essere bloccato, ad esempio da un miRNA che si agganciano sui messaggeri e ne impediscono la traduzione.

L’ambiente va ad alterare gli RNA e quindi altera l’espressione genica; questi cambiamenti si possono trasmettere per via epigenetica: si trasmette il genoma, ma viene data un’impronta anche epigenetica che influenza l’espressione genica anche dell’embrione.

Le modifiche epigenetiche sono reversibili: attraverso il cambio della qualità della vita posso cambiare l’epigenoma delle mie cellule.

Folding: avvolgimento delle macromolecole.

Livelli di organizzazione

• Atomi.
• Molecole e macromolecole.
• Cellule.
• Tessuti.
• Organi.
• Organismi.
• Popolazioni.
• Comunità.
• Ecosistema.
• Biosfera.

Genoma: assetto genetico di un organismo.

Proteoma: assetto di proteine presenti in una cellula.

La cellula

Qual è l’unità fondamentale della vita? La cellula. 1600 attribuzione della scoperta cellulare e Robert Hooke: tappi di sughero, cells.

Teoria cellulare

Tutti gli organismi viventi sono formati da una o più ce