Appunti Biologia molecolare

Geni di classe 1 codificanti gli rRNA: portano l’informazione per rRNA 28S 5.8S e 18S

cioè non codificanti. Questi geni si trovano nei cromosomi 13,14,15,21 e 22 che sono i

cromosomi acrocentrici. La posizione del gene sul cromosoma si chiama locus. Questi

geni sono organizzati in 5 cluster cioè in 5 cromosomi diversi e sono geni presenti in

copie ripetute 150-200 volte.

13/03 CLASSE 2:

GENI DI sono i geni che portano informazioni per mRNA che portano

informazione per le proteine. Abbiamo promotori più variabili, cioè ci sono più classi di

promotori: ci sono promotori che hanno la sequenza TATA a -25 oppure geni tatales

cioè non hanno la sequenza TATA e dopo il punto d inizio della trascrizione presentano

una sequenza conservata chiamata DPE formata dalla sequenza AGAC dopo la

posizione +24.

I promotori dei geni di classe due sono più ricchi di altre sequenze oltre la TATA ci sono

altre box conservate come la CAAT box o la GC box a numeri negativi -60 e -100. Oltre

a questo c’è sempre una sequenza dove si lega l’RNA polimerasi. Questi geni che

portano informazioni si distinguono in geni che vengono trascritti ed espressi sempre,

cioè proteine o enzimi che servono per le funzioni vitali e si chiamano geni

housekeeping e geni che vengono trascritti ed espressi nel momento in cui l’ambiente

lo richiede. È l’mRNA che si esprime ma non tutti i geni che portano informazioni per

mRNA si esprimono. L’RNA polimerasi non deve trovare libero il posto per attaccarsi

quindi così non copia. Questi sono geni sottoposti a regolazione, gli housekeeping no.

Per questo c’è bisogno di questi elementi promotori. Quindi in queste sequenze box si

attaccano le proteine che servono per regolare l’espressione genica quindi favoriscono

o no l’attacco dell’RNA polimerasi. Come è fatto il gene di classe due quindi? è

monocistronico quindi un un’unica informazione per un unico prodotto. Inizia con il

numero 1 dopo la sequenza TATA del promotore e abbiamo quindi diverse regioni

trascritte:

- dal +1 alla sequenza AUG abbiamo una regione chiamata 5’UTR cioè

segmento 5’ non tradotto (però copiato) dell’mRNA quindi non comparirà

nell’informazione per la proteina ma servirà dopo all’mRNA per agganciarmi

al ribosoma e poter permettere la traduzione.

- dall’AUG a T chiamata sequenza codificante cioè la regione del genere che si

articolerà in esimi e introni. In questa regione ci sono altre regioni che

rimarranno tali e quali cioè glie sono e delle regioni chiamate introni che

verranno rimosse (processo si chiama splicing) durante la maturazione. AUG

è la tripletta con cui iniziamo qualsiasi proteina che porta informazione per la

metionina che è sempre il primo aa di ogni proteina ed è specificata dal

codone AUG. T sta per tripletta di terminazione, quando finisce la sintesi

della proteina è perché RNA polimerasi si trova di fronte a questa sequenza

che possono essere tre triplette, UGA,UAA e UAG.

- l’ultimo tratto viene chiamato 3’UTR ed è un’altra regione che non porta

informazione per la proteina è c’è una sequenza AAUAAA che una sequenza

di terminazione cioè il terminatore.

15/03

Destino dei geni duplicati: Durante la duplicazione posso mantenere le

informazioni quindi, ridondanza: molti geni

hanno le stesse informazioni per le stesse

proteine. È possibile anche che alcune

copie rimangono invariate e altre

accumulano mutazioni casuali (una base

sostituita con un’altra, delezione di una

base, una base in più quindi inserzione..),

quindi l’mRNA cambia le sue informazioni e

quindi i perdiamo l’informazione o

otteniamo una proteina diversa oppure non

succede nulla perché ci sta la rigenerazione del codice genetico. Il gene può anche

non essere più attivo a seguito di mutazioni e si dice che è divento psuedogene.

Alcune delle sequenze codificanti che quindi portavano informazioni per proteine si

sono inattivate e sono diventati pseudogeni. Si originano da eventi di duplicazione e

successiva mutazione.

Gli psudogeni (sono le copie inattive di un gene) possono essere:

- non processati: possono contenere l’intero promotore, hanno ancora la

struttura in esoni e introni e non contengono la cosa di poliA cioè un

aggiunte che viene fatta all’mRNA durante la maturazione. Sono come il

gene di classe di 2 ma lo psudogene ha una mutazione. Solitamente si

trovano nelle regioni vicino al centromero cioè quelle caratterizzate da

eterocromatina (quella che non lavora, non trascrizionalmente attiva).

- processati: detto anche retropsudogeni: abbiamo il nostro gene di classe 2

mutato che verrà trascritto in mRNA, questo dovrebbe venir tradotto in

proteina e andare nel nucleo, ma l’mRNA dopo essere sottoposto a

maturazione quindi vengono tolti gli introni o aggiunta al 3’ della coda poliA,

tutto nel nucleo, e anzi che andarsene nel citoplasma per fare la sintesi

predica rimane nel nucleo e questo poi verrà retroscaritto in DNA ad opera di

una trascrittasi inversa e verrà inserito in un’altra regione del genoma, è

come se il materiale genetico saltasse di posizione: questi geni vengono

trasferiti da un punto all’altro del genoma. Non portano con se il promotore.

Posizionandosi in una posizione diversa mi compromette l’attività.

Molto raramente gli psudogeni non processati possono risorgere cioè possono

riattivarsi e tornare di nuovo funzionali, questo succede quando c’è una reversione

della mutazione.

CLASSE 3:

GENI DI geni che portano informazioni per rRNA 5S, tRNA e snoRNA (piccoli

RNA nucleolari). L’rRNA 5S serve per fare i ribosomi, precisamente la subunità

maggiore insieme al 5.8S, i tRNA invece servono per trasportare l’aa in sede di sintesi

proteica. L’enzima coinvolto nella trascrizione di geni di classe tre è l’RNA polimerasi

tre. L’eccezione per questi geni è legata alla posizione del promotore perché alcuni di

questi geni: quelli che portano informazione per il 5S e tRNA, hanno promotori interni

quindi si trovano dopo il +1 del gene, cosa che non avevamo visto per le altre classi di

geni dove il promotore era sempre prima. Il promotore quindi si trova nell’informazione

del gene ed è bipartito perché ha due box. Quando ce la trascrizione quindi ci saranno

dei fattori di inizio che si localizzeranno in quella regione e prenderanno l’RNA

polimerasi e la metteranno in quelle box, il 5S è il TRNA ha un a box in comune (box

uguale sequenza conservate di riconoscimento). Per i snoRNA invece il promotore è

esterno. I promotori interni si suddividono in 2 tipi,

ciascuno con una struttura bipartita. I

promotori possono consistere in: sequenze

bipartite a valle del punto d’inizio, con

boxA separata da boxB o da boxC;

sequenze separate, a monte del punto

d’inizio (OCT, PSE, TATA).

DNA INTERGENICO: cioè DNA che non porta informazioni quindi non è codificante

(sempre slide con tutte percentuali, ma fregatene de ste percentuali).

Tra un gene ed un altro c’è un intergenico costituito da sequenze scarsamente ripetute

o altamente ripetute. Vediamo quelle altamente ripetute che può essere rappresentato

dal DNA satellite, cioè un DNA che si ripete da 5 a 200bp (coppie di basi) ripetute fino

a qualche centinaio di chilobasi. In genere quesye sequenze si trovano nelle regioni

vicine al centromero quindi anche questo DNA non è attivo trascrizionalmente per via

della presenza di eterocronatina in quelle zone. Un esempio del DNA satellite è il DNA

alfoide cioè un unita di 171 coppie di basi che si ripetono ma non sono tutte identiche

tra loro ma ci sono divergenze tra le basi.

Un altro DNA altamente ripetuto r costituito dai micro satelliti e i mini satelliti. I micro

vanno da 1 a 10 coppie di basi ripetuti n volte, queste sequenze sono dette anche SSR

(Simple Sequenz Repeats) mentre i mini vanno da 11 a 100 coppie di basi ripetute fino

a 20 chilo coppie di basi. La funzione di questi due satelliti ancora non è ben

dettagliata ma intento sappiamo che gli SSR sono importanti nello studio di malattie

genetiche in quando mostrano un elevato grado di polimorfismo perché la sequenza

dei microsatelliti varia da persona a persone. SSR si chiamano anche espansioni

nuclotidiche.

Ripetizioni intersperse: costituite da sequenze di DNA ripetute disperse in tutto il

genoma. Sono elementi genetici mobili nel nostro genoma, pezzi di DNA quindi

vengono trasferiti. Gli elementi ripetuti interspersi derivano da un elemento

trasponibile, un segmento mobile di DNA in grado di spostarsi da una posizione ad

un'altra del genoma, lasciando una propria copia. Vengono classificati in due classi:

- classe 1o retrotrasposoni: si originano per eventi di retrotrasposizione,

attraverso un intermedio di RNA. La caratteristica di tutti i retrotrasposoni è

la presenza di brevi ripetizioni dirette alle estremità 3’ e 5’, copia della

sequenza del sito d’integrazione.

elementi LTR: sono simili a dei retroRNA quindi virali (retrovirus, hanno

o come genoma l’RNA e si integra col nostro), con la differenza che il

genoma virale ha una porzione chiama env (porzione acidi nucleici

che permette l’infrazione del retrovirus nella cellula eucariotica)

invece l’elemento LTR non ce l’ha quindi si integra nel nostro genoma

ma non da infezione.

LINEs: long interspersed nuclear element: Che informazioni ha LINEs?

o porta informazioni per due proteine, ORF 1 e ORF 2 (ORF: open

reading frame è la griglia di lettura aperta che ogni proteina possiede

quindi ogni mRNA ha dei frame di lettura). L’ORF 2 porta informazioni

per una traspostasi cioè un enzima che deve permettere il

trasferimento e l’integrazione da un punto all’altro del genoma. LTR

hanno un promotore per RNA polimerasi 2.

SINEs: short interspersed nuclear element: sono grandi tra 0.1 e 0,4

o chilobasi. Hanno un promotore interno e interviene l’RNA polimerasi

tre. Sono caratterizzati da una regione ricca in alanine. La

caratteristica di queste SINEs è che non hanno la ORF, quindi non

contengono informazione per la trasposasi, si possono muovere solo

se queste vengono sintetizzate dalle LINE. Se soni attive le LINE

possono funzionare le SINE

- classe 2 o trasposoni a DNA

Di queste classi alcune sono diventate fossili cioè non più attive e non saltano più.

Quelle attive comunque non si spostano molto.

Manca mercoledì 20

22/03

GENOMA MITOCONDRIALE: Il MITOCONDRIO: Il numero dei mitocondri nelle cellule

varia in base al tessu