Appunti Genetica molecolare umana

NFKB

NFKB media una via che si attiva durante l'infiammazione. Gioca un ruolo centrale sia nel controllo della

risposta infiammatoria che nello sviluppo dei Tumori. È un fattore trascrizionale rapidamente attivato in

risposta stress indotta da virus, batteri sia stress chemioterapia danno al DNA citochine infiammatorie

regola Inoltre l'attivazione dei linfociti infiammazione inibisce l’apoptosi e stimola la crescita cellulare.

Nfkb è una proteina dimerica e presenta una subunità costante REL che dimerizza in P50 e P52. Il dimero

è inattivo, ma quando va nel nucleo diventa attivo e stimola la trascrizione. Questo perché è presente

una sequenza NLS che le permette di traslocare nel nucleo. Normalmente è sequestrato nel citoplasma.

Il dimero REL/P52 non è coinvolto nella risposta infiammatoria e dà origine a una via non Canonica che

viene attivato dagli organi linfoidi nello sviluppo di linfociti b. La via Canonica Porta alla formazione di

REL/P50 che trasloca nel nucleo. Il passaggio è facilitato dalla sequenza NLS. Affinché NFKB migri nel

nucleo bisogna rimuovere in suo inibitore, IKBalfa, che lo trattiene nel citoplasma e lo indirizza al

proteasoma. In presenza di stimolo IKB chinasi rimuovere l’inibitore e NFKB entra nel nucleo. I geni target

che vengono regolati da NFKB sono geni per le citochine, chemochine, molecole per l'adesione, effettori,

stress ossidativo, risposta immunitaria, proteasi, ma facilita la trascrizione di geni che sono coinvolti nella

proliferazione cellulare, MYC, ciclina d, geni anti-apoptotici. Nelle cellule tumorali risulta essere mutato

e promuove la loro crescita e proliferazione.

Tgfb

Tgfb da gioco un ruolo fondamentale durante i primi stadi dello sviluppo embrionale, la crescita cellulare,

differenziamento cellulare, motilità cellulare e apoptosi. Tgf-beta può essere attivato da proteasi,

integrine, ph, ROSS, e innescare processi infiammatori, reazioni anti-immuni, fibrosi, cancro. Il recettore

del tgf beta inizia trasduzione intracellulare del segnale attraverso la fosforilazione di fattori trascrizionali,

le proteine SMAD. Queste proteine presentano due regioni, N e C-terminali in omologia con MAD. In

condizioni basali Le proteine SMAD sono ancorate sotto forma di dimeri Alla proteina di membrana. La

fosforilazione viene a livello delle serine in una regione altamente conservata al C terminale. Una volta

fosforilate, le SMART si associano per costruire un complesso attivato e traslocare nel nucleo dove

medieranno le risposte trascrizionali a fattori di crescita. A livello del DNA, si legano a delle regioni definite

come SMARTBOX presenti nel promotore dei geni responsivi tgf Beta. Numerosi studi hanno dimostrato

che altre vie di segnalazione, come la cascata delle MAPK, l'attivazione della PI3K, della chinasi p70s

possono essere coinvolti nella trasduzione del segnale del tgf beta.

Recettori ad ormoni

L'ormone è una sostanza generato in un compartimento del corpo che agisce lunga distanza e serve

all'organismo per comunicare secondo meccanismo lento e duraturo. I primi Ad essere stati identificati

furono i glucocorticoidi e successivamente si è arrivati a conoscenza dell’acido retinoico e dei suoi

Agonisti. Da un punto di vista genetico, questi sistemi si levano a delle sequenze precise ripetuto AGGTCA-

---N-----AGGTCA In altri casi si legano a sequenze palindromiche ACTGGA---N---AGGTCA, oppure sequenze

palindromiche invertite. Legano Direct repeats con sequenze ripetute Distanziate da 1, 2, 3, 4, 6

nucleotidi. I recettori di molti ormoni sono fattori trascrizionali, come recettore dell'acido retinoico dove

l'acido retinoico è una molecola importante per lo sviluppo di Molti tessuti con un gruppo di recettori ben

caratterizzati definiti come retinor acid receptor RAR. Esistono diversi geni che codificano per questi: alfa,

Beta e gamma. In alcuni casi possono omodimerizzare ma più frequentemente eterodimerizzano con

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recettori simili definiti come RXR. Dal N terminale e al C terminale vi sono una serie di Domini come il

dominio A/B di attivazione trascrizionale con dominio di transattivazione, dominio C che contiene il DNA

binding domain, dominio di che media la dimerizzazione, dominio è che lega il ligando LBD e infine

dominio F. i domini F e AB possono essere siti di splicing alternativo e vengono legati da Fattori

trascrizionali come TF2H. Questi recettori sono costituiti da 12 Alfa eliche che si presentano in una

conformazione aperta quando non è legato l'acido retinoico, Ma quando la sua concentrazione aumenta

all'interno della cellula, se esiste un cambiamento conformazionale di alcune Alfa eliche che permettono

al recettore di diventare attivo. Si reprime il differenziamento in assenza del ligando, in presenza di acido

retinoico si lega al suo recettore e si assiste l'attivazione dei geni deputati al differenziamento. Nella

leucemia promielocitica acuta si assiste alla traslocazione del cromosoma 15 con il cromosoma 17,

portando alla formazione di una proteina di fusione. Se esiste alla fusione del Gene PML-RAR che formano

un oncogene. PML è normalmente deputato a organizzare i Nuclear Bodies come risposta agi stress

assieme p53. Quando si genera la proteina di fusione Questa ha un’azione di reclutamento del complesso

repressorio molto maggiore rispetto a RAR e la quantità di acido retinoico non è sufficiente per

l'attivazione dei geni. Si ha una downregolazione dell'acido retinoico, la cellula non differenzia, acquista

una maggior capacità di mutazione e quindi di dar luogo a leucemia. si è pensato di trattare i pazienti con

acido retinoico in modo da sbloccare i complesso di repressione, ma non è comunque sufficiente a curare

la malattia e per questo motivo vengono usati anche chemioterapici.

Un'altra categoria di recettori è data dai recettori degli ormoni steroidei. Gli ormoni steroidei Vengono

prodotti dalle ghiandole surrenali, sono lipidi e sono in grado di passare le membrane e si legano al

proprio recettore che si trova livello citosolico. Una volta legati al recettore migrano all'interno del nucleo.

Ad esempio, ER PR regolano il ciclo mestruale femminile portando la maturazione degli ovociti ogni 28

giorni.

Vitamina D

Durante l'esposizione alle radiazioni ultraviolette B dei raggi solari, la 7-deidrocolesterolo dalla cute viene

convertito in vitamina d3, che è immediatamente convertita in vitamina D3. La vitamina D2 invece è

quella che viene introdotta con la dieta e viene assorbita a livello intestinale. entrambe le forme di

vitamine D possono essere immagazzinate dagli Adipociti. La vitamina D in circolazione è legata ad una

proteina, che la trasporta il fegato, dove viene convertita dalla vitamina-D-25-idrossilasi in 25-

idrossivitamina D. questa forma di vitamina D è biologicamente inattiva e deve essere convertita dai reni,

dalla 25-idrossivitamina D 1 Alfa idrossilasi, nella forma biologicamente attiva, Cioè nella 1,25

diidrossivitamina D. Questa forma di vitamina D e biologicamente Attiva e diminuisce la propria sintesi

attraverso un feedback negativo e porta alla diminuzione della sintesi e della secrezione degli ormoni

paratiroidei da parte delle ghiandole paratiroidi. La 1-25 diidrossivitamina D aumenta l'assorbimento

intestinale di calcio nell'intestino tenue, interagendo con il complesso recettore della vitamina D

recettore dell'acido retinoico X, questo aumenta l'espressione dei canali epiteliali del calcio e della

calbidina 9k, una proteina legante il calcio. Inoltre, da 1 25 diidrossivitamina D è riconosciuta dal suo

recettore nell’osteoblasto, in modo da causare un aumento dell’espressione dell'attivatore del recettore

del ligando nucleare fattore kb. Il recettore RANK lega RANKL recettore presente su osteoclasti,

inducendo la maturazione dell’osteoblasto in osteoclasto maturo. L’osteoclasto maturo rimuovo il calcio

e il fosforo dall'osso, mantenendo i livelli necessari di calcio e fosforo nel sangue. Adeguati livelli di calcio

e di fosforo promuovono la mineralizzazione dello scheletro. La vitamina D agisce anche a livello del

sistema nervoso centrale causando alterazioni in persone che sono già predisposti a malattie psichiatriche

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Regolatori tessuto-specifici

MHC di classe 2 sono responsabili della presentazione degli antigeni. Sono codificati da geni dp, dq, Dr

che vengono espressi esclusivamente nelle cellule del sistema immunitario, pertanto sono geni tessuto

specifici. Sono espressi sui linfociti, macrofagi e cellule che mediano la funzione di riconoscimento degli

antigeni. Sono geni polimorfici pertanto variano da individuo a individuo. Gli antigeni vengono caricati

sulla subunità alfa e beta delle MHC di tipo 2 in modo da presentarlo alle cellule del sistema immunitario

in modo che inneschi una risposta. Questo fenomeno si verifica prevalentemente a livello dei macrofagi

che sono cellule APC, ossia deputato la presentazione dell'antigene. Il complesso MHC peptide viene

riconosciuto da parte del TCR CD4 a livello del linfocita T. Esistono anche gli MHC di classe 1 e quali sono

deputati all'espressione di peptidi di origine endogena e questi vengono riconosciuti dai TCR dei linfociti

T CD8.

Il promotore degli MHC di classe II presenta diversi elementi genici Chiamati X, Y eW. Il box viene

riconosciuto dal terzetto RFX, mentre il box Y è riconosciuto dal terzetto NFY. Queste proteine sono

insufficienti per attivare la trascrizione di questi geni perché necessitano di un coattivatore, C2TA, che

non lega il DNA ma riconosce il complesso. È stato visto che trasfettando C2TA in cellule che normalmente

non esprimono MHC, Si nota che iniziano ad esprimerlo. Questo Gene presenta quattro promotori e la

sua espressione è limitata. È una proteina molto grossa e ha una serie di domini, ma ad oggi non è stata

ancora purificata. I fattori necessari per il legame al DNA e CIITA sono stati identificati mediante dei

sistemi cellulari derivati dalla genetica molecolare umana, soprattutto da pazienti che non esprimono

MHC di classe 2. Mediante le analisi del sangue di questi pazienti si nota la mancanza di linfociti nel

sangue. La patologia prende il nome di BLS, che è una patologia ereditaria causata da mutazioni a livello

del sistema MHC di classe II, ma anche altri geni risultano essere implicati nella presentazione

dell'antigene e non sono direttamente connessi con MHC di classe 2. Sono stati effettuati dei test di

complementazione e in questo modo sono stati identificati i seguenti geni MHC II TA, che risulta essere

un master gene, anche RFX, che un fattore trascrizionale che forma un terzetto assieme RFXANK, risulta

essere implicato in questa patologia. 20

Riparazione del DNA-Xeroderma pigmentoso

Patologia autosomica recessiva che si manifestano nei primi anni di vita con alterazioni cutanee

soprattutto a livello del viso o comunque in zone particolarmente esposte la luce. È