Appunti lezioni Biologia molecolare delle piante

DALL’AGRICOLTURA ........................................................................................................................ 6

Cosa si intende per DOMESTICAZIONE? ...................................................................................................................... 6

Quali sono i caratteri morfo-fisiologici fondamentali nella domesticazione? .............................................................. 6

Il meccanismo segnale delle GA e Norman Borlaug .................................................................................................... 6

Tecniche di selezione di una pianta con uno specifico carattere ................................................................................. 7

INCROCI - Molecular Breeding ....................................................................................................................................... 7

Agrobacterium tumefaciens: tecnica di infezione da vettori - Genetic Modification .................................................... 7

Genome editing con CRISPR/Cas .................................................................................................................................... 8

ARABIDOPSIS ................................................................................................................................... 9

Caratteristiche dei sistemi modello: ........................................................................................................................... 9

Caratteristiche A.t., Strategie e Tecniche di mutazione............................................................................................... 9

Forward and Reverse genetics: studio dei geni e la loro funzione ............................................................................... 12

Genoma vegetale caratteristiche ...............................................................................................................................13

POLIPLOIDIA .................................................................................................................................. 14

Definizione ................................................................................................................................................................14

Meccanismi di sviluppo .............................................................................................................................................14

Meccanismo citologico ..............................................................................................................................................14

Tipologie ....................................................................................................................................................................15

Effetti ........................................................................................................................................................................15

Pros ..........................................................................................................................................................................16

Eterosi .......................................................................................................................................................................... 16

Ridondanza Genica ....................................................................................................................................................... 16

Riproduzione ................................................................................................................................................................ 16

Cons ..........................................................................................................................................................................17

PLANT GENOME ............................................................................................................................ 18

Componenti del genoma delle piante ........................................................................................................................18

Junk DNA ...................................................................................................................................................................18

C-Value Paradox ........................................................................................................................................................18

DNA NUCLEARE ............................................................................................................................. 19

Come è organizzato il genoma nucleare? ...................................................................................................................19

Trasposoni .................................................................................................................................................................19

BARBARA McCLINTOK - scoperta dei TEs ..................................................................................................................... 19

CUT AND PASTE - trasposizione conservativa .............................................................................................................. 20

COPY AND PASTE - Trasposizione replicativa ............................................................................................................... 20

Regolazione e Vantaggi ................................................................................................................................................ 21

Impatto dei trasposoni sul genoma .............................................................................................................................. 21

DNA ORGANELLARE ....................................................................................................................... 22

Caratteristiche ...........................................................................................................................................................22

T. ENDOSIMBIONTICA................................................................................................................................................22

SIGNALLING RETROGRADO ........................................................................................................................................22

MITOCONDRI ................................................................................................................................ 23

DNA mitocondriale nelle Piante.................................................................................................................................23

DNA Mitocondriale Negli Animali ..............................................................................................................................23

Ossidasi alternativa ...................................................................................................................................................24

NADH deidrogenasi alternativa .................................................................................................................................24

Fissione e Fusione Mitocondriale...............................................................................................................................25

Fusione ......................................................................................................................................................................... 25

Fissione ......................................................................................................................................................................... 25

Processamento dell’RNA mitocondriale ....................................................................................................................26

Trascrizione .................................................................................................................................................................. 26

Editing mtRNA Vegetale ............................................................................................................................................... 26

Maturazione mtRNA Vegetale ...................................................................................................................................... 27

CLOROPLASTO ............................................................................................................................... 28

Genoma Cloroplasto ..................................................................................................................................................28

Trascrizione – RNA Polimerasi (NEP e PEP) ................................................................................................................28

REGOLAZIONE ...........................................................................................................................................................29

APOMISSIA .................................................................................................................................... 30

Riproduzione Sessuale ...............................................................................................................................................30

Formazione dei gameti ................................................................................................................................................. 30

Fecondazione ............................................................................................................................................................... 30

Embriogenesi ................................................................................................................................................................ 31

Apomissia ..................................................................................................................................................................31

Caratteristiche Apomissia ..........................................................................................................................................31

Tipologie di Apomittici ................................................................................................................................................. 32

Apomissia GAMETOFITICA ....................................................................................................................................... 32

Apomissia SPOROFITICA o Embrionia avventizia ..................................................................................................... 32

Controllo Genetico Apomissia ...................................................................................................................................... 33

Vantaggi ....................................................................................................................................................................34

Svantaggi ...................................................................................................................................................................34

AUTO-INCOMPATIBILITÀ ............................................................................................................... 35

Strategie per evitare Auto-Impollinazione .................................................................................................................36

Locus S .......................................................................................................................................................................36

Tipologie di Self-Incompatibilità ................................................................................................................................36

Gametofitica ................................................................................................................................................................. 36

Sporofitica .................................................................................................................................................................... 37

MASCHIOSTERILITÀ ....................................................................................................................... 39

Tipologie di MS ..........................................................................................................................................................39

MS Nucleare ................................................................................................................................................................. 39

MS Citoplasmatica ........................................................................................................................................................ 39

Il modello di deficienza energetica / The Energy Deficiency Model ...........................................................................41

MS Ingegnerizzata .....................................................................................................................................................41

SIGNAL TRANSDUCTION ................................................................................................................ 42

Recettori, Generalità .................................................................................................................................................42

1) CASCATA DI FOSFORILAZIONE/DEFOSFORILAZIONE della proteina......................................................................... 42

2) CASCATA DI SEGNALE MEDIATA DA CALCIO / Calcium Signalling ............................................................................ 42

Recettori di Membrana e Signalling legato alla Fosforilazione ...................................................................................43

1. RECETTORI LEGATI A PROTEINE G ....................................................................................................................... 43

2. RECETTORI CANALE ............................................................................................................................................. 43

3. RECEPTOR-LIKE PROTEIN KINASES (RLK) ............................................................................................................. 43

3.1 Leucine Reach-Repeat - Receptor-Like Kinases (LRR-RLK) ................................................................................. 44

3.2 S-domain RLK ..................................................................................................................................................... 44

3.3 Recettore WAKI – meccanosensori .................................................................................................................... 44

3.4 Recettore per l'etilene (C2H4) ........................................................................................................................... 44

3.5 Recettori delle citochine .................................................................................................................................... 45

3.6 Fitocromo ............................................................................................................................................................... 45

Fitocromo e Fotorecettori: Signal Transduction legato alla luce ................................................................................45

Fitocromo ..................................................................................................................................................................... 45

Vie di Segnalazione Nucleare del Fitocromo ................................................................................................................ 46

Calcium Signalling ......................................................................................................................................................47

1) Cascata di Fosforilazione/Defosforilazione della Proteina ....................................................................................... 47

2) Cascata Di Segnale Mediata Da Calcio / Calcium Signalling ..................................................................................... 47

Calcium Sgnalling .......................................................................................................................................................... 47

Sonde Del Calcio ........................................................................................................................................................... 48

Sonde Intensimetriche ............................................................................................................................................. 48

Sonde Raziometriche ............................................................................................................................................... 49

Sonde Proteiche - Equorina ..................................................................................................................................... 49

Förster Resonance Energy Transfer: FRET ............................................................................................................... 50

Esperimenti FRET ..................................................................................................................................................... 51

Calcium Signature ......................................................................................................................................................... 51

Proteine Che Rispondono Al Calcio: CDPK e CIPK/CBL ................................................................................................. 52

PROGRAMMED CELL DEATH: PCD .................................................................................................. 54

Piante vs Animali .......................................................................................................................................................54

Autofagia ...................................................................................................................................................................55

Elementi Tracheali (TE) ................................................................................................................................................. 55

DNA laddering .............................................................................................................................................................. 56

Aerenchima .................................................................................................................................................................. 56

Senescenza ................................................................................................................................................................56

Regolazione Ormonale della Senescenza ...................................................................................................................58

Etilene.......