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Basi cellulari e genetiche della medicina - Appunti Appunti scolastici Premium

Appunti di Basi cellulari e genetiche della medicina per l'esame del professor Ceccarelli. Gli argomenti trattati sono i seguenti: geni e informazioni genetiche, acidi nucleici, fosfato, gruppo ossidrile, primo nucleotide, solchi nell'ossatura, dogma del flusso delle informazioni.

Esame di Basi cellulari e genetiche della medicina docente Prof. A. Ceccarelli

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ESTRATTO DOCUMENTO

---> mediante REGOLAZIONE DELLA STABILITA quindi RNA risulta molto piu regolabile

di DNA .

-----------------------

ATTENZIONE : [NON TUTTO IL DNA VIENE TRASCRITTO E NON TUTTO

CONTEMPORANEAMENTE ]

STRUTTURA A ---->[UNITA TRASCRITTIVE]

ogni [UNITA TRASCRITTIVA] ha un inizio e una fine .

.[UNITA TRASCRITTIVA]

(INIZIO)

PROCARIOTI : vi è un [PROMOTORE] in siti specifici

[SITO -10] e [SITO -35] rispetto a nucleotide [+1]

.[SITO -10] e [SITO -35] contengono [SEQUENZE CONSERVATE]

----> [PROMOTORI ] piu o meno fissi,evolutivamente conservate.

EUCARIOTI: piu complessi, hanno promotori con sequenze riconosciute come [TATA

BOX]

ATTENZIONE: il segnale in ogni caso è PRECEDENTE e ESTERNO all unita trascrittiva !

perche la [RNA POLIMERASI] ci si attacca per poi iniziare a trascrivere

ATTENZIONE: sito -10 e -35 è dovuto al semplice INGOMBRO STERICO dell ENZIMA RNA

POLIMERASI

(TERMINAZIONE)

EUCARIOTI: Meccanismo complesso, coinvolto in interruzione per CODA DI POLIA con

sequenza piu o meno fissa

non ha eterogeneita al --> taglio netto

PROCARIOTI:

-Si verifica un RALLENTAMENTO dovuto a formazione di [STRUTTURA SECONDARIA A

STELO E ANSA ] durante la trascrizione

può essere:

-[RHO DIPENDENTE] se struttura [ricca in AT]--> poco densa

-[RHO INDIPENDENTE]se struttura [ricca in GC]-->molto densa

QUINDI il punto di termine NON è FISSO --> è VARIABILE in base a dove si arresta rna

polimerasi

---->[ETEROGENEITA DELL ESTREMITA 3']

ATTENZIONE: il segnale è quindi [INTERNO ALL UNITA TRASCRITTIVA] --> è "incontrato"

dall rna polimerasi in corsa a differenza di quello di inizio che e FUORI DAL SEGMENTO

TRASCRITTO

----------------------------------------------

.[RNA POLIMERASI]

è COMPOSTA STRUTTURALMENTE DA :

I [PENTAMERO] o [CORE] --> 5 SUBUNITA [2A 2B OMEGA]

---> è la parte che ha vera e propria [ATTIVITA ENZIMATICA]

+

II [SIGMA] --> consente di [RICONOSCERE PUNTO DI INIZIO]

Ci sono molte sigma diverse fra loro , ciascuna consente di riconoscere un punto di

inizio diverso da un altro

--> [SPECIFICITA DIVERSA PER I PUNTI DI INIZIO](-10/-35)

.Una volta che SIGMA SI E LEGATA e ha riconosciuto punto di inizio non serve piu ,

[PENTAMERO 2a 2 b omega] ha attivita enzimatica e procede autonomamente

---> [SIGMA ] si stacca e torna DISPONIBILE per le altre [PENTAMERO]

---> Cellula possiede quindi un POOL di [SIGMA ] specifiche che intercambia sui

PENTAMERI con attivita enzimatica

26-3-2014

[CONTROLLO TRASCRIZIONALE]

-procarioti-

.In risposta a variazioni ambientali (extracellulari) e esigenze intracellulari

.--> i batteri devono [OTTIMIZZARE IL METABOLISMO]

PROBLEMA:[COME SONO DISPOSTI I GENI NELLE UNITA TRASCRITTIVE?]

(I LIVELLO)

[MRNA POLICISTRONICI]

--> contengono in sequenza raggruppata TUTTI I GENI di una stessa via metabolica

--> i geni sono [CORDINATI] e tutti accorpati

.Le informazioni regolative (BOX -10/-35) sono presenti una sola volta per tutta la

sequenza

ATTENZIONE:

-->questo meccanismo viene usato anche per [RRNA RIBOSOMIALI] che non devono

essere tradotti ma che vanno a formare un unico ribosoma

DIFFERENZA: --> Gli RNA prodotti da [PRECURSORE POLICISTRONICO] devono poi

essere tagliati nelle varie unita che andranno a comporre il ribosoma perche non

devono essere tradotti.

--> vi è quindi un [PROCESSAMENTO DEL RRNA POLICISTRONICO]

-------------------------------

(I LIVELLO DI REGOLAZIONE)

[OPERONE] --> deve rispondere a variazioni ambientali

esempio

[OPERONE LATTOSIO]

.I geni sono tutti in sequenza preceduti da un [BOX -10/-35]

.A monte dei [GENI STRUTTURALI] vi è un gene per [REPRESSORE] che e sempre

espresso in condizioni basali

[OPERONE]--> è l unita trascrizionale che contiene GENI STRUTTURALI+REGOLATORI

tutti integrati

[FUNZIONAMENTO]

.il repressore è sempre presente

.in [ASSENZA DI LATTOSIO]--> repressore si lega a [OPERATORE] --> questo crea un

ingombro sterico che impedisce a RNA POLIMERASI di trascrivere la via metabolica

(non serve).

.arrivo del [LATTOSIO]

.[REPRESSORE] lega il [LATTOSIO]

--> legando il LATTOSIO è costretto a slegarsi da [OPERATORE]

perche ci sono [2 STATI MUTUALMENTE ESCLUSIVI]:

.[O il repressore è legato al DNA ]

.[O il repressore è legato al LATTOSIO]

---> [CONTROLLO NEGATIVO]

L'attivita di controllo consiste nella [DEREPRESSIONE] del gene che a livello basale non

viene trascritto

-->[CONTROLLO DI TIPO BINARIO]

.esiste o stato acceso o stato spento.--->uno esclude l altro

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[II LIVELLO DI CONTROLLO]

. A questo punto è necessario favorire le vie metaboliche che rendono di piu e inibire

quelle che rendono di meno

.Serve un controllo in relazione allo stato metabolico della cellula legato a controllo di

una [VARIABILE CONTINUA ] e non piu [BINARIA]

[AMP CICLICO] --> è l ultimo stadio della via metabolica

.Se aumenta significa che il [bilancio metabolico scende]

.Se diminuisce significa che il [bilancio metabolico aumenta]

.Il SENSORE di [AMP CICLICO] è [PROTEINA CAP]

[PROTEINA CAP]--> percepisce presenza di [AMP CICLICO]--> lo lega ---> si va a legare

in [SITO SPECIFICO LEGANTE PROTEINA CAP] sul DNA

--> [PROTEINA CAP] quindi [RICHIAMA SUBUNITA ALFA] della RNA polimerasi e --->

[FACILITA TRASCRIZIONE]

.Piu [AMP ciclico] vuol dire [piu proteina CAP attiva]-->[piu facilitazione]--> maggiore

numero di eventi di TRASCRIZIONE -->

.controllo non è piu "acceso-spento" ma avviene una maggiore o minore facilitazione e

quindi probabilita maggiore o minore di eventi di trascrizione

[CONTROLLO DI TIPO POSITIVO]

[CONTROLLO DI UNA VARIABILE CONTINUA]

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[III LIVELLO DI CONTROLLO]

esempio: [OPERONE TRIPTOFANO]

--> controlla la via per costruire il TRIPTOFANO qualora la cellula si renda conto che il

livello di triptofano disponibile sta calando dall esterno (rallentamento importante

della sintesi proteica)

ATTENZIONE: [è importante che il livello sia monitorato PRIMA che arrivi alla fine e che

non consenta piu produzione di enzimi per produrre lo stesso triptofano ! ]

STRUTTURA:

.Geni organizzati in sequenza

.preceduti da --> sequenza del [PEPTIDE LEADER] che presenta [3 triptofani]-->in

sequenza

.dopo [PEPTIDE LEADER] vi è [SEQUENZA DI TERMINAZIONE]--> determina la

formazione di [STRUTTURA STELO ANSA ] che fa arrestare la RNA polimerasi

.In presenza di normale triptofano RNA polimerasi sintetizza peptide leader,

procedendo incontra [SEQUENZA DI TERMINAZIONE] , si formano [STELO E

ANSA ]-->RNA POLIMERASI si stacca e via metabolica non viene trascritta

.In carenza di triptofano [RNA POLIMERASI] sintetizza [PEPTIDE LEADER], intanto inizia

la traduzione ma il [RIBOSOMA STALLA] per molto piu tempo nella sintesi del [peptide

leader] perche manca il TRIPTOFANO ---> deve aspettare molto di piu perche

casualmente uno si porti nel sito attivo

RISULTATO:--> ribosoma stalla per molto tempo tendendo l rna --> NON SI POSSONO

FORMARE STRUTTURE DI TERMINAZIONE STELO E ANSA --> [RNA POLIMERASI] intanto

procede e sintetizza tutta la sequenza genica

---> [VIA METABOLICA VIENE TRASCRITTA]

.La variabile CONTINUA della trascrizione è quindi connessa alla variabile TEMPO

TRASCORSO dal ribosoma sul RNA nascente a causa di CARENZA DI TRIPTOFANO

tempo è INVERSAMENTE PROPORZIONALE alla concentrazione cellulare di triptofano.

---------------------------------------------------------

[EUCARIOTI] --> i meccanismi sono i medesimi ma quello che cambia è l enorme

quantita di variabili diverse

[TRADUZIONE]

costruire [polimero di amminoacidi] da [polimero di nucleotidi]

Come si fa ?

-------------

[CODICE GENETICO]

---> [gruppi di 3 nucleotidi ]--> 64 combinazioni per 20 amminoacidi

-> esperimenti di laboratorio per vedere che sono costruiti a triplette

-------------------------------

ATTENZIONE:

-Ci sono gruppi di amminoacidi codificati addirittura da 6 codoni diversi

-[2 amminoacidi codificati da 1 solo codone] --> [METIONINA-TRIPTOFANO]

-3 codoni di STOP--> [codificano stop in modo attivo ]

ATTENZIONE: codoni che codificano per lo stesso amminoacido sono in parte comuni

(variano solo per una posizione di base e ne hanno 2 in comune)

ATTENZIONE: non ci sono spazi

----------------------------------

ATTENZIONE:

-Ci vuole qualcosa che dica dove iniziare --> [CORNICE DI LETTURA]

[3 DIFFERENTI CORNICI DI LETTURA]

--> [devo stabilire punto di inizio]

I-identificare cornice corretta

II-mantenerla senza saltare nessun nucleotide

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CORRISPONDENZA CODONE-AMMINOACIDO

[TRNA]--> 3 anse a singolo filamento

.[ANSA ANTICODON]--> si lega a [CODONE] 5'

---> in teoria dovrebbero esserci 61 trna

.[LEGAME AMMINOACIDO]--> 3'

PROBLEMA: [caricare amminoacido giusto su trna]

--> [AMMINOACILTRNA SINTETASI] --> riconoscono coppia [TRNA-AMMINOACIDO]

ENZIMA: [AMMINOACILTRNASINTASI]

[2 siti attivi] :

I-[POCO STRINGENTE]--> [trna-amminoacido]

II-[MOLTO STRINGENTE]-->[trna-amminoacido] verificato in modo piu rigido

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[RIBOSOMI]

--> RNA+proteine

[3 RNA procariotici]

[4 RNA eucariotici] --> complessissima struttura tredimensionale

--> [hanno intera funzione enzimatica]!

PROTEINE: servono ad [ASSISTERE] RNA catalitico

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[RIBOSOMA]

.[SUBUNITA MINORE]

.[SUBUNITA MAGGIORE]

---> insieme fanno il ribosoma completo [70 o 80S]

--> si formano strutture apposite :

I[CANALE] tra due subunita nella quale scorre mrna

II[SITI]--- > [A]-[P]-[E]

[A]--> amminoaciltrnasintetasi

[P]-->peptidiltrna

[E] --> EXIT

ATTENZIONE: [subunita maggiore e subunita minore si assemblano solo quando

servono per traduzione

non esistono ribosomi interi liberi]

ATTENZIONE: struttura: [molti ribosomi] su un unico mrna messaggero

-->[POLISOMI]

ATTENZIONE: ripiegamento della proteina corretto si ottiene solo sintetizzandola a

contatto con l ambiente piano piano --> [folding determinato anche da struttura del

ribosoma] ]-----------------------------------------------------------------------------------------------

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STRATEGIA:

-I[riconoscimento codone di inizio da subunita minore]

PROCARIOTI:--> subunita minore riconosce parzialmente [SEQUENZA DI SHINE

DALGARNO]

per [parziale complementarieta]

FATTORI DI INIZIO: [IF1]-[IF2]-[IF3]

[IF1]--> attiva [subunita minore]

[IF2]-->porta legato [TRNA INIZIATORE]-->[formilMETIONINA]

---> riconosce [AUG piu vicino]

[IF3]--> si stacca e permette attaccarsi di [subunita maggiore]

--> si forma ribosoma intero

--> ci sono piu sequenze di [shine dalgarno] --> [INGRESSI INTERNI] per sintetizzare

varie parti del policistrone, cosa che senno sarebbe impossibile

(ribosoma procedendo incontra sequenze di STOP e non puo procedere per tutti i

geni )

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EUCARIOTI:

-non hanno mrna policistronico quindi il meccanismo e differente

--> [SUBUNITA MINORE]--> riconosce [CAP 7 METILGUANOSINA] di [MRNA]

--> [Trna iniziatore]--> porta legata [METIONINA] associato a subunita minore

Riconosce [AUG] dopo [sequenza polipiridinica KOZAC]--> non perfettamente definita

ma con caratteristiche comuni

--> [IF3] si stacca --> [ribosoma completo]

[COMPLESSO TERNARIO]-->[EIF2] associato a subunita minore (43F)

complesso [43S] a [CODA DI POLIA]--> spiega degradazione del poliA

--> una volta degradato tutto mrna non è piu traducibile

[--> solo dopo viene riconosciuta estremita [5 CAP]

---> [ESSENZIALE]

--> [subunita maggiore arriva] --> [ribosoma completo]

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ATTENZIONE:

I-[AMMINOACILTRNA metionina] si lega a [sito P]

II[AMINOACILTRNA 2 ]si lega a [sito A]

III[RIBOSOMA]--> forma legame [carboammidico]

IV[PEPTIDILTRNA]--> trasloca su sito P

-->[SCORRIMENTO DEL RIBOSOMA "REGOLA SENZA SPAZI"]

ATTENZIONE:traslocazione --> si sposta INTERA CATENA non amminoacido nuovo

--> [il ribosoma si puo muovere] perche [AMMINOACILTRNA] diventa [PEPTIDILTRNA]

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[CODONE DI STOP]

--> si lega un [fattore di rilascio]--> [porta una molecola d acqua]

--> catena spostata su ossidrile di acqua ---> [ri-formazione COOH TERMINALE 3']

---> catena rilasciata nell ambiente(citosol o reticolo)

--> [il fatto che i trna rimangano legati garantisce il non saltare codoni] e mantenere

cornice di lettura --> ["non lasciare mai spazi"]

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Come mai ci sono 20 amminoaciltnrasintetasi e non 61?

[TRNA]sono meno di 61

--> fenomeno di [BASE OSCILLANTE] ---> lo stesso anticodone puo appaiarsi a piu

codoni

--> la terza base è relativamente oscillante

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.La consapevolezza della frequenza di utilizzo dei singoli codoni è importante per

stabilire se uno e un gene o no

--> ottimizzare utilizzo di sequenze in terapia genica

--> in ogni cellula hanno ovviamente vantaggio evolutivo le sequenze piu

utilizzate(con trna relativi piu presenti)

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[DNA MITOCONDRIALE]

--> effetto fenotipico delle mutazioni e piu o meno sentito in base a quanto prevalgono

mitocondri mutati o normali

--> eredita mitocondriale segue regole diverse

.Multiple copie sono sparse dappertutto

.Le proteine mitocondriali che origine hanno ?

endosimbiontica o nucleare?

---> c'è stato nell evoluzione un [FLUSSO] [DNA MITOCONDRIALE-DNA NUCLEARE]

ovviamente seguito da una creazione di promotori,isolatori,meccanismi di regolazione

Richiede tempo di adattare aspetti regolativi

[PROTEINE A FUNZIONE MITOCONDRIALE MA LOCAZIONE NUCLEARI]

---> non seguono ovviamente una trasmissione mitocondriale

ATTENZIONE:il ribosoma decide se puo esserci o no effetto wobble

---> è lui che determina siti A e P

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[DNA MITOCONDRIALE]---> 1 filamento pesante ricco [GC]/1 filamento leggero ricco

[AT]

.[molti geni nel tempo sono passati nel nucleo]

.è circolare

.[37 geni in tutto, molto compressi]

.[tutti usati per funzione mitocondriale]

-[RNA POLIMERASI MITOCONDRIALE]

.esiste un promotore [light ]e uno [heavy]

.una sola subunita--> aiutata da [TFA]->[fattore di riconoscimento del punto di inizio ]

.prodotto un unico rna policistronico poi tagliato

.[effetto wobble estremamente accentuato] -->[ ci sono meno Trna](20)

------------

[REPLICAZIONE]:

.rna polimerasi inizia

.[rnasi taglia] --> [si ottiene primer]

.inizia replicazione con una [dna polimerasi mitocondriale]

--> [su singolo filamento]

.[sito viene liberato su 2 filamento]

.inizia replicazione del 2 filamento

---> [la replicazione dei due filamenti è disaccoppiata]

ATTENZIONE: è stata dimostrata anche una replicazione simile al sistema del

replisoma

-->[trovati frammenti di okazaky nel mitocondrio]

--> [vuol dire che sicuramente anche mitocondri seguono replicazione con una specie

di replisoma]

----------------------------------

ATTENZIONE: [il codice genetico mitocondriale e differente]

--> [l origine e comune con il codice genetico classico]

-->i mitocondri sono tanti piccoli "vicoli ciechi" evolutivi perche hanno pressioni

evolutive diverse

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ATTENZIONE: eredita mitocondriale non è mendeliana

-->[ma puo esserlo perche alcuni geni mitocondriali sono nel nucleo]

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[TRASPOSONI]

.elemento genetico spostato da una parte all altra

ESISTE:

.[trasposizione replicativa]

.[trasposizione non replicativa]

--> il frammento stesso porta in se le informazioni per trasporsi

PROCARIOTI:

.[IS]--> codifica [TRASPOSASI]

.[TRASPOSASI] trascrive IS e basta

.[POLIMERASI BATTERICHE]-> [riparano e collegano il pezzettino ]

----------------

[TRASPOSONI VERI E PROPRI]

.hanno un vero e proprio gene al centro oltre a [IS laterali] (terminal repeat)

--> puo essere trasposto interamente e recare vantaggio evolutivo (portare nuove

funzioni)

.Delle due [IS] ne basta una perche trasposasi possa trasporre il trasposone

-->[ha una capacita funzionale autonoma]

-----------------------

-REGOLAZIONE DEL FENOMENO-

I-[promotori IN] e [promotori OUT]

--> promotore [out] mantiene silenziato [in]--> [trasposasi viene prodotta pochissimo]

(sintetizzato un maggiore numero di " out"

II-inibizione da [METILAZIONE]

.metilazione di un filamento [impedisce sintesi di trasposasi]

.quando dna viene replicato un filamento non è ancora metilato --> [trasposasi viene

sintetizzata]

---> [trasposizione esclusivamente connessa e limitata alla replicazione]

III- il funzionamento della trasposasi funziona meglio sullo stesso trasposone che l ha

codificata

-->forma di regolazione, [non basta una trasposasi per farli tutti]

---> [CONTROLLO]

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-EUCARIOTI-

I-trasposoni a DNA---> identici a IS

II- RETROTRASPOSONI

.LTR

.NON LTR

-line

-sine

----------------------------------------

[RETROTRASPOSONI]--> unica differenza dai retrovirus e che [non passano da una

cellula all altra] ma solo da una parte all altra del genoma

.replicazione con Trna

.i[RETROVIRUS] hanno [promotore forte] su U3 --> possono stimolare iperespressione

delle regioni circostanti

.Ci puo essere addirittura ricombinazione-->[possono attivare oncogeni]-->

[traspongono solo chinasi senza subunita regolativa]

--> [per il virus è vantaggioso se la cellula si replica in modo incontrollato]


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - 6 anni) (ORBASSANO - TORINO)
SSD:
Università: Torino - Unito
A.A.: 2014-2015

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher eugenio.micheli.9 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Basi cellulari e genetiche della medicina e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Torino - Unito o del prof Ceccarelli Adriano.

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