Appunti di biologia animale e vegetale

SINTESI DA TRANSLESIONEMETODI RIPARAZIONE

DNA-polimerasi eta che interviene nei danni provocati da UV - dove vi è distorsione del filamento per timina - aggiungendo nucleosidi con basi azotate adenina.

Enzimi endonucleasi riconoscono il danno e introducono rotture che permettono di rimuovere il frammento danneggiato (parte colmata da DNA-polimerasi [usa come stampo filamento integro] allungando il filamento da 5' a 3') SISTEMI DI RIPARAZIONE PER ESCISSIONE (se è una riparazione dinucleotidi si dice ESCISSIONE di NUCLEOTIDI [NER], invece se si parla di basi ESESCIZIONE DI BASI).

RIPARAZIONE DI APPAIAMENTI SCORRETTI: quando ci sono appaiamenti errati tra basi azotate (riescono a capire quale dei due è sbagliato guardando il filamento parentale).

RIPARAZIONE PER RICOMBINAZIONE: enzimi che aggiustano rotture su entrambi i filamenti NON OMOLOGA: riattaccano le estremità rotte; OMOLOGA: risaldano il danno usando una coppia intatta.

Danno

1. filamento DNA→ escissione del DNA danneggiato→ polimerizzazione del DNA per riempire l'interruzione→ interruzione che rimane è saldata dalla DNA ligasi.
2. RNA→ acido ribonucleico→ 4 ribonucleotidi. Hanno gruppo fosfato, base azotata (A, G, C, U) e zucchero ribosio (uracile, a differenza di timina, non ha legame con CH). Tipi di RNA:
   1. RNA ribosomiale (rRNA) che costituisce i ribosomi;
   2. RNA di trasferimento (tRNA) che traduce la sequenza di basi nell'mRNA e porta gli AA al ribosoma (AA=amminoacidi);
   3. RNA messaggero (mRNA) porta il messaggio del DNA ai ribosomi;
   4. RNA trascritto primario (hnRNA);
   5. piccoli RNA nucleari (snRNA).
3. Principio di co-linearità di C. Yanofsky= le mutazioni nel gene batterico codificante la triptofano sintetasi correlavano con le corrispondenti posizioni delle sostituzioni amminoacidiche nella catena polipeptidica dell'enzima→ dimentica la correlazione tra geni mutanti e proteine alterate.
4. Un gene

È un’unità funzionale di DNA che codifica per la sequenza amminoacidica di uno o più polipeptidi o per uno o più tipi di RNA che svolgono funzioni diverse.

Alfabeto proteine= 20 lettere (20 amminoacidi) → RNA alfabeto di 4 lettere (A, C, G, 2U): parole con 1 lettera → 4 combinazioni, 4 possibilità; parola con 2 lettere → 4³ combinazioni (16 possibilità); parole con 3 lettere → 4³ combinazioni (64 possibilità).

ESPERIMENTO DI CRICK E BRENNER= studiano gli effetti delle acridine sul batteriofago T4 vi è un mutamento per scivolamento cornice di lettura → (mutazione frame-shift). Conclusioni= il codice genetico è a triplette, degenerato, non sovrapposto → come di dimostrò esiste una corrispondenza univoca tra amminoacido e codone (= 3 basi). Determinano che, prendendo le 4 basi a due a due, le combinazioni possibili sono 16, ma gli amminoacidi sono 20 (4 basi prese a 3 a 3 → 64 combinazioni che porta eccesso di triplette).

Prendono batteriofago T4 di E. Coli, la parte digene in cui è scritta l'informazione per la sintesi di un singolo polipeptide: una mutazione a monte delle triplette critiche determina la variazione della capacità infettiva del virus E. Coli. Se la sostituzione avveniva con basi analoghe (purina con purina, ecc) o con 3 basi diverse si parla di TRANSIZIONE o TRANSVERSIONE. Conseguenza= sintesi proteina con amminoacido diversomutazione dovuta alla rimozione di 1 o 2 basi cambia la sequenza successiva del DNA, provoca perdita infettività. Se invece vi è delezione di 3 basi a monte, la zona critica viene letta correttamente. Se c'è delezione di 1 o 2 basi risolvi aggiungendone rispettivamente 1 o 2. Codone di inizio del codice genetico AUG imposta la catena di lettura.

Ipotesi di vacillamento per la 3° base della tripletta.

TRASCRIZIONE PROCARIOTI= hanno una RNA-polimerasi che sintetizza tutte le forme di RNA (rRNA, tRNA, mRNA).

1. INIZIO= 1 RNA-polimerasi scivola (guidata da alcune proteine) lungo la doppia elica sino a quando incontra la regione del promotore di un gene, cioè una sequenza dei nucleotidi che indica il punto d’inizio della trascrizione;
2. riconoscimento e legame con il promotore. Questo processo è favorito da un fattore proteico dell’RNA-polimerasi chiamato fattore SIGMA (= Il legame). Avviene in modo orientato nella direzione della lettura (il legame in senso opposto è impossibile). Il legame con il promotore è importante per molti motivi: consente di individuare il sito d’inizio del gene da leggere e di modulare la velocità di lettura dell’RNA-polimerasi. Ci sono alcune sequenze altamente specifiche e critiche sul promotore, tali da determinare non solo la specificità del legame tra DNA e RNA-polimerasi, ma anche da influire sulla velocità di lettura di quest’ultima. Queste sequenze critiche

Potrebbe procedere nella lettura del DNA) e va avanti con la trascrizione, leggendo e sintetizzando il gene in questione, dall'inizio alla fine, senza staccarsi. Tutto procede a una velocità media di 50 nucleotidi al secondo (inferiore rispetto a quella di duplicazione del DNA - 800 nucleotidi al secondo). NB la direzione di trascrizione è sempre 5'-3' (riferita all'RNA e non al DNA!). FINE = quando finisce la lettura del gene, l'RNA-polimerasi si stacca dal DNA.

Questa operazione è imposta da elementi di controllo detti terminatori, che possono essere di due tipi: Rho-dipendenti e Rho-indipendenti. Rho-indipendenti = formati da due sequenze consecutive, la prima ricca di basi C e G, la seconda una poli-A. A causa della prima sequenza si forma la forcella che rallenta l'RNA-polimerasi; a causa della seconda sequenza l'RNA si stacca dal DNA, poiché il legame A-U è molto debole. Non vi sono fattori esterni - terminazione.

causata dalla formazione di strutture secondarie nell'RNA nascente. Queste strutture ("A FORCINA") impediscono all'RNA-polimerasi di procedere la forcina ha una struttura in cui i filamenti si appaiano per complementarietà, ricco di coppie G-C molto stabili. Rho-dipendenti= a differenza dei precedenti reclutano una specifica proteina, detta Rho (ATPasi ad anello), la quale effettua la separazione dell'RNA neosintetizzato dal DNA; questa proteina è a sua volta attivata da una sequenza ricca di basi G sul tratto di DNA letto.

TRASCRIZIONE EUCARIOTI= permette di produrre, a partire dal DNA, i vari tipi di RNA. Affinché questo avvenga, il DNA deve essere aperto, ed un enzima (=la RNA polimerasi) interviene per generare RNA. Uracile al posto di timina. 3 tipi di RNA-polimerasi:

1. RNA-polimerasi I sintesi rRNA 28S, 18S e 5,8S,
2. RNA-polimerasi II sintesi mRNA, snRNA, snoRNA, mRNA, vengono tagliati 10-35 nucleotidi a valle della sequenza

AAUAAA prima che la trascrizione siaterminata,3. RNA-polimerasi III→ segnali terminazione: corte sequenze di U, sintesi tRNA,rRNA 5S, scRNA.

INIZIO= per iniziare la trascrizione è necessario un promotore, una speciale- sequenza di DNA alla quale si lega la RNA-polimerasi. Per ogni gene c’è almenoun promotore— una parte del promotore è il SITO di INIZIO (da dove parte latrascrizione).Nei procarioti il promotore è una sequenza di DNA situata in prossimitàdell’estremità 5’ della regione che codifica una proteina. Negli eucarioti l’RNA-polimerasi si lega al DNA solo dopo che sul cromosoma si sono associatenumerose proteine regolatrici dette FATTORI DI TRASCRIZIONE— il 1° fattoredi regolazione si lega al TATA box (zona ricca di A-T) inducendo cambiamenticonformazionali sia al TATA box che al DNA, favorendo il legame di altri fattoridi trascrizione, compresa RNA-polimerasi. Si forma così il COMPLESSO

DITRASCRIZIONE.ALLUNGAMENTO= RNA polimerasi apre il DNA a circa 10 basi alla volta, legge- il filamento di stampo in direzione 3’-5’, aggiunge nuovi nucleotidi all’estremità3’, ma non necessita di un primer per dare inizio al processo nuovo RNA siallunga verso estremità 3’ partendo dalla prima base che costituisce l’estremità5’. L’RNA trascritto è quindi antiparallelo al filamento di stampo del DNA.

TERMINAZIONE= elementi di controllo, detti terminatori, indicano alla RNA-- polimerasi quando smette di trascrivere.

Controllo espressione genica in trascrizione

ENHANCER e SILENCER parti di sequenza di DNA a distanza minore/maggiore dalgene da trascrivere a cui si legano silenziatori (REPRESSORI) e attivatori, che hanno ilcompito di segnalare quale parte del tratto di DNA deve essere trascritto e quale no.

mRNA= RNA messaggero trasferisce informazioni codificate nel citoplasmacomplementare alla sequenza di DNA.