Riassunto esame Genetica, Prof. Fabbrini Marco, libro consigliato Alberts , Alberts - Johnson - Lewis - Morgan - Raff - Roberts - Walter - Pagano

RETROTRASPOSONI

Retrovirus = capacità dei virus di invertire il flusso inusuale dell'informazione genetica. Una volta che la trascrittasi inversa ha prodotto una molecola di DNA a doppio filamento, sequenze specifiche di DNA vicine alle due estremità sono tenute insieme da una trasposasi codificata dal virus.

Integrasi = inserisce il DNA virale nel cromosoma.

RETROTRASPOSONI SIMILVIRALI: meccanismi simile a quello dei retrovirus ma non hanno la capacità intrinseca di lasciare la cellula in cui si trovano, ma sono trasmessi a tutti i discendenti. Si muovono per rottura e riunione del DNA.

RETROTRASPOSONI NON RETROVIRALI: si trovano in molti organismi e si muovono con un meccanismo distinto che richiede un complesso di endonucleasi e di trascrittasi inversa. Sono stati identificati movimenti recenti dell'elementi L1 (LINE) e anche Au (SINE) priva di endonucleasi e di trascrittasi inversa ma si amplifica con successo.

RICOMBINAZIONE

SITO-SPECIFICA CONSERVATIVA media riarrangiamenti di altri tipi di elementi mobili rottura e riunione avvengono in due siti speciali, uno su ciascuna molecola di DNA che partecipa. a seconda dell'orientamento dei due siti di ricombinazione si possono avere integrazione, escissione o inversione del DNA; conservativa ed è eseguita da diversi enzimi che tagliano e riuniscono due doppie eliche di DNA a livello di sequenze specifiche su ciascuna molecola di DNA. usato da virus per spostare i loro genomi all'interno di organismi dove il DNA virale viene replicato con quello dell'ospite. la ricombinazione sito specifica richiede sequenze specializzate di DNA sia sul DNA donatore che su quello ricevente; le sequenze contengono siti di riconoscimento per le RICOMBINASI che catalizzeranno il riarrangiamento. RICOMBINASI = formano legami covalenti con il DNA ad alta energia che usano per completare i riarrangiamenti del DNA può essere per accendere e spegnere i

geni VARIAZIONE DI FASE = inversione di un pezzo di DNA che cambia l'orientamento di un promotore (cambiando poi la trascrizione)

CAPITOLO 6

DAL DNA A PROTEINE

Dogma centrale della biologia >> DNA RNA proteine

TRASCRIZIONE

Copiare un informazione del DNA in un trascritto di RNA Polimero lineare che differisce dal DNA per:

1. Ha i ribonucleotidi (hanno il ribosio)
2. Ha l'Uracile

La trascrizione inizia con lo svolgimento di una parte dell'elica per esporre le basi. Poi c'è l'accoppiamento complementare delle basi se c'è una buona corrispondenza il nucleotide viene legato covalentemente alla catena di RNA in crescita in una reazione catalizzata enzimaticamente.

RNA POLIMERASI catalizzano la formazione dei legami fosfodiesterici che uniscono i nucleotidi per formare la catena lineare. L'idrolisi dei ribonucleotidi trifosfato forniscono alta energia per spingere avanti la reazione

Differenze

tra DNA Pol e RNA Pol RNA Pol catalizza l'unione dei ribonucleotidi.↳ à può dare inizio ad una catena senza primerà estremamente processiveà• mRNA = molecole copiate direttamente dal DNA• altri RNA non sono codificanti perché non codificano le proteine componenti enzimatici, strutturali eàregolatori • nRNA = dirigono lo splicing del pre-mRNA per dare origine all'mRNA • rRNA = RNA ribosomiale che forma il nucleo dei ribosomi • tRNA = RNA transfer che formano gli adattatori che scelgono gli aa e li tengono in posizione su uno ribosoma per incorporarli nelle proteine TRASCRIZIONE BATTERI RNA Pol batterica è un complesso multisubunità. Ha una subunità addizionata chiamata fattore che si associa al nucleo dell'enzima e lo assiste alla lettura dei segnali nel DNA che indicano dove iniziare a trascrivere RNA Pol oloenzima = aderisce solo debolmente al DNA batterico quando i due elementi si incontrano e

L'oloenzima scorre lungo alla molecola di DNA fino a dissociarsi di nuovo. Quando RNA Pol scivola sul promotore (= indica il punto di partenza di sintesi) la RNA Pol con il fattore riconosce la sequenza di DNA legandosi al DNA. Dopo che anche la RNA oloenzima si lega, la doppia elica del DNA si apre creando la BOLLA DI TRASCRIZIONE stabilizzata dai legami tra le basi e il fattore. L'altro filamento di DNA agisce da stampo per l'appaiamento complementare delle basi. I primi 10 nucleotidi di RNA vengono trascritti usando un meccanismo simile all'accorciamento RNA Pol rimane attaccata al promotore e tira il DNA a monte nel suo sito attivo espandendo la bolla trascrizionale genera stress e per questo vengono rilasciati brevi RNA. Alla fine questo processo di fine abortivo viene superato e lo stress generato dall'accartocciamento aiuta il nucleo dell'enzima dalle interazione con il DNA del promotore la Pol così riesce a

Scorrere sul DNA e sintetizzare fino a che non incontra il TERMINATORE

In che modo i segnali di terminazione nel DNA fermano la polimerasi in allungamento?

Un segnale di terminazione è formato da tante basi di A e T preceduta da una sequenza simmetrica di DNA che, quando viene trascritta in RNA, si ripiega ad una struttura a "forcina" mediante l'accoppiamento delle basi. Mentre le polimerasi trascrive attraverso un terminatore, la forcina può aiutare a estrarre il trascritto di RNA dal sito attivo.

I segnali di inizio e terminazione hanno sequenze nucleotidiche eterogenee.

Sequenze consenso = sono sequenze comuni che deriva confrontando sequenze con la stessa funzione di base, scegliendo il nucleotide più comune è la "media" di un gran numero di sequenze.

Le sequenze del DNA dei singoli promotori batterici differiscono in un modo che ne determina la forza. I promotori utilizzati nei trascritti sono più

forti. Le sequenze dei promotori sono asimmetriche assicurano che l'RNA si leghi al promotore solamente in una direzione à5' 3' à

TRASCRIZIONE EUCARIOTI

1. RNA Pol I trascrive i geni che codificano RNA transfer, RNA ribosomiale e altri RNA à
2. RNA Pol II trascrive maggioranza dei geni à
3. RNA Pol III trascrive i geni che codificano RNA transfer, RNA ribosomiale e altri RNA à

Differenze tra RNA batterica ed eucariotica:

• La RNA batterica richiede soltanto un singolo fattore di inizio della trascrizione per iniziare la trascrizione, la RNA eucariotica richiedono molte proteine definite fattori generali di trascrizione
• L'inizio della trascrizione eucariotica deve tener conto del compattamento del DNA nei nucleosomi e in forme di ordine superiore di struttura della cromatina

I fattori generali di trascrizione aiutano a posizionare l'RNA Pol correttamente sul promotore e a separare i due filamenti di DNA per permettere

l'inizio della trascrizione. sono proteine interagenti come TFIIA, TFIIB, TFIIC, TFIID svolgono la stessa funzione del fattore di trascrizione à s.batterico

il processo di assemblaggio inizia con TFIID (subunità TBP) e una breve sequenza di DNA a doppia elica composta da T e A TATA BOX à

Il promotore contiene una sequenza di DNA chiamata TATA BOX che viene riconosciuta dai fattori di trascrizione TFIID tramite la subunità TBP che rende possibile l'attacco a TFIIB

Il resto dei fattori generali di trascrizione si assembla al promotore

Il TFIIH usa quindi l'idrolisi dell'ATP per aprire la doppia elica di DNA al punto di inizio della trascrizione, esponendo il filamento stampo

TFIID fosforila anche la RNA Pol II, cambiandone la conformazione, per cui la polimerasi viene rilasciata dai fattori generali e può cominciare la fase di allungamento

Il fattore generale di trascrizione più complicato è TFIIH contiene una DNA

elicasi che rende possibile il passaggio nelàDNA idrolizzando ATP esponendo così il filamento stampo. la Pol II rimane sul promotore fino a quando, grazie a cambiamenti conformazionali si potrà spostare importanteàl’aggiunta di gruppi fosfato alla coda dell’RNA Pol (CTD) che permette alla Pol di staccarsi dai fattori trascrizionali Le proteine regolatrici chiamate attivatori trascrizionali si legano a sequenze specifiche di DNA (enhancer) e aiutano adattrarre la RNA Pol II al punto di inizio della trascrizione. Mediatore = complesso proteico che permette alle proteine attivatrici di comunicare in modo appropriato con la Pol II econ i fattori generali di trascrizione. l’inizio della trascrizione nella cellula eucariotica richiede il reclutamento locale di enzimi che modificano la cromatina,compresi i complessi di rimodellamento della cromatina e gli enzimi modificatori degli istoni. fosforilazione della coda CTD stacca l’RNA dal DNA e

permette a una nuova serie di proteine che hanno funzione nell'allungamento della trascrizione di associarsi all'RNA Pol.

MATURAZIONE RNA

• vengono eliminate le sequenze introniche dalla parte centrale del trascritto SPLICING.
• rimuove introni attraverso due reazioni sequenziali di trasferimento di fosfato (= transesterificazione rimuovono l'introne facendo il cappio tra due esoni).
• avviene grazie un complesso di 5 molecole addizionali di RNA idrolizza ATP per evento di splicing.
• il meccanismo di splicing prevede che riconosca siti specifici splicing 5'o splicing 3'o punto di ramificazione dell'introne che forma la base del cappio.
• avviene grazie a molecole di RNA che riconoscono le sequenze snRNA.

Sono 5 U1o U2o U4o U5o U6o snRNA = è un complesso di 7 subunità proteiche che forma snRNP = formano lo SPLICEOSOMA = grande complesso di molecole di RNA e proteine che esegue lo splicing dei pre-mRNA.

è una macchina complessa edinamica.il riconoscimento della giunzione in 5’, del sito di ramificazione e della giunzione di splicing 3’ avviene in granparte per accoppiamento di basi fra gli snRNA e le sequenze consenso di pre-mRNA.L’idrolisi di ATP non è necessaria per lo splicing tanto per i riarrangiamenti dello spliceosoma.i riarrangiamenti permettono alle snRNA di esaminare diverse volte i segnali di splicing sul pre-RNA durante losplicing. In più generano i siti attivi per le due reazioni di transesterificazione.Le snRNA restano legate al cappio. Il disassemblaggio di queste snRNA dal cappio richiede un’altra serie diriarrangiamenti RNA-RNA che necessitano di idrolisi di ATP, facendo così ritornare gli snRNA alla loroconfigur