Appunti di genetica su tutto il programma

DNA - Modificazioni epigenetiche

La metilazione degli istoni condensa il DNA corrispondente, ostacolando la trascrizione.

L'acetilazione degli istoni riduce la carica positiva, impedendo la condensazione della cromatina.

La fosforilazione è associata alla condensazione dei cromosomi.

La ribosilazione è coinvolta nella riparazione del DNA.

L'ubiquitinazione è probabilmente associata alla trascrizione, portando alla degradazione del nucleosoma e all'allontanamento tra il nucleosoma e l'acido nucleico.

Valore C

Per gli eucarioti, il contenuto di DNA viene calcolato nelle cellule aploidi, mentre si fa riferimento ai gameti quando le cellule sono diploidi o poliploidi.

Il numero di geni nei virus e nei batteri è significativamente inferiore rispetto agli eucarioti, ma esistono delle alterazioni note come "paradosso del valore C".

La concentrazione dei geni rispetto al genoma totale è molto

Riassociavano tra loro. L'elemento chiave determinante la velocità era la facilità con la quale si trovano delle sequenze complementari, ovvero dovremmo avere sequenze molto frequenti e ripetute (50, 100 o un milione di paia di basi).

Esperimento della genetica di riassociazione: cercare di capire la natura di quelle sequenze satelliti caratteristiche del genoma eucariotico che invece non si trova in quello eucariotico. Una volta isolato il genoma dei procarioti o eucarioti si sono sottoposti a due esperimenti diversi a due genetiche di riassociazione e si è visto che si avevano due risposte diverse. Nel primo grafico c'è la genetica di riassociazione di un genoma procariotico, il DNA di un batterio è stato estratto e separate le due eliche e poi rimesso a bassa temperatura nelle condizioni di rinaturare. La curva ci fa vedere come all'inizio sia molto lento il processo, perché se le sequenze fanno difficoltà a ritrovarsi e

sequenze ripetute vengono distinti in sequenze satelliti (centinaia di copie), minisatelliti (decine) e microsatelliti (due o tre nucleotidi). Ci sono sequenze mediamente ripetitive. Ci sono anche geni ripetuti in più di una copia (istoni, globine, rRNA, 5S RNA, tRNA) e il resto è rappresentato in sequenze uniche in singola copia (60%).

Cromosomi mitotici

Quando si parla di cromosomi si parla generalmente di cromosomi mitotici. Esiste un fenomeno chiamato politenia, cioè cromosomi che vanno incontro a continue replicazioni senza mai andare incontro a divisione cellulare e il risultato è migliaia di cromatidi (molto grandi e visibili).

Per quanto riguarda il mondo animale, il numero minore cromosomico (più grandi) è stato visto in una formica (2n = 4). I numeri maggiori sono nei lepidotteri (migliaia di cromosomi). In una pianta seracea è stato visto un numero di 2n = 4 e i numeri maggiori in una felce.

Perché in alcuni casi sono così tanti?

In alcuni insetti e piante i cromosomi sono sempre bicromatidici, ma i due cromatidi non si attaccano mai.

Cromosomi olocentrici: i due cromatidi non si attaccano mai (vanno paralleli) e quando vanno incontro all'amigrazione ai poli durante la meiosi, le fibre del fuso si attaccano lungo tutto l'asse cromosomico.

Cromosomi monocentrici: maggior parte degli eucarioti (mammiferi e uomo compresi). Le conseguenze sono che se avviene una frammentazione in un cromosoma monocentrico, la porzione priva di centromero viene eliminata (morte della cellula ed eventualmente dell'organismo se le cellule sono di organi vitali), se succede la stessa cosa nei cromosomi olocentrici, c'è un aumento del numero di cromosomi (perché ogni porzione del cromosoma può fungere d'attacco alle fibre del fuso).

Gli organismi con cromosomi olocentrici hanno maggiori possibilità di difendersi nei confronti delle aggressioni in seguito a radiazioni che possono portare

1. Modello semiconservativo = Partiamo da un DNA parentale con entrambe le eliche di colore rosso. Dopo la prima replicazione avremo due doppie eliche di DNA, una con l'elica ancora parentale (rossa) e una di colore blu. Man mano che si va avanti con le replicazioni le eliche parentali saranno sempre meno rappresentate mentre quelle blu aumenteranno sempre di più.
2. Modello conservativo = prevede la possibilità che dopo la replicazione una delle due eliche è parentale e l'altra doppia elica è totalmente di nuova sintesi.
3. Modello dispersivo = nel corso della replicazione del DNA c'è un rimescolamento continuo tra frammenti di eliche di tipo parentale assieme a frammenti di eliche di nuova sintesi.

Esperimento di Meselson e Stahl (1958)

Prova sperimentale che la replicazione del DNA è semiconservativa

Avevano la necessità di rendere identificabile il DNA parentale rispetto a quello di nuova sintesi.dinuova sintesi. Hanno quindi utilizzato un marcatore di DNA, un isotopo radioattivo dell'azoto (che compare normalmente nelle basi azotate). Sono partiti dal batterio escherichia coli e colonie di questo batterio sono state coltivate per generazioni su un terreno nel quale al posto dell'isotopo normalmente presente nell'atmosfera (isotopo 14) è stato inserito solo l'azoto 15. Esso risulta più pesante perché contiene un neutrone in più che dà la possibilità di distinguere il DNA marcato con l'azoto 15 rispetto a quello con l'azoto 14. Hanno lasciato i batteri in questo terreno soltanto per una generazione (20 min), poi estratto il DNA e analizzato tramite centrifugazione in gradiente. Il DNA contenuto nei batteri doveva contenere solo azoto 15 con questa coltivazione. Dopodiché hanno preso una parte di questi batteri e li hanno spostati in un altro terreno e quindi come sorgente di azoto qui c'èl'azoto 14. Terzo step, gli stessi batteri lasciati nel terreno con l'azoto 14, invece che per un singolo ciclo replicativo, sono stati lasciati 2 cicli replicativi (40 min). Anche qui estrazione DNA e centrifugazione in gradiente e verifica della posizione occupata dal DNA. Ricordiamo che sottoponendo il DNA marcato con i due azoti e poi centrifugato in gradiente, in base alla densità andava ad occupare una posizione diversa nella provetta. Provetta con batteri azoto 15: dava come risultato una singola banda e molto in basso perché l'azoto 15 è più pesante. Provetta con batteri che prima erano in azoto 15 e poi spostati in 14: dopo un ciclo replicativo compare una sola banda e non due e ciò ci dà la certezza che sia il processo conservativo. Una nuova colonia di batteri è stata presa dall'azoto 15 e messa in azoto 14 e qui sono stati concessi due cicli replicativi e il risultato fu trovare due bande nella provetta che permette dimina normale, otteniamo una marcatura specifica del DNA in fase di replicazione. I risultati ottenuti confermarono la replicazione semiconservativa anche negli eucarioti.