biologia molecolare

Processi trascrizionali

I processi trascrizionali possono avvenire mentre la trascrizione è ancora in atto. Questi processi includono:

• Capping: Aggiunta di un "cappuccio" di 7 metilguanosina all'estremità 5' dell'RNA trascritto, che protegge l'RNA dalle RNAasi.
• Poliadenilazione: Processo associato alla terminazione della trascrizione, consistente nella rimozione di segmenti di RNA.
• Splicing: Rimozione di segmenti di RNA tramite due meccanismi, legame 5'-5', che protegge l'RNA dai trascritti delle RNAasi.
• Inserzione/delezione di uridine: Modifica specifica del sito nell'mRNA, che coinvolge due basi e avviene tramite un meccanismo di conversione guidato da un RNA guida.
• Deaminazione: Reazione che coinvolge il primo nucleotide della sequenza di poliadenilazione (AAUAAA), deaminando ancora i 3 fosfati e idrolizzando il fosfato GU.

Nell'mRNA maturo esiste una sequenza consensus di poliadenilazione. In esperimenti di ibridazione utilizzando DNA, è stato osservato che quando si appaiavano, vi erano porzioni del DNA che non si appaiavano e formavano dei loop.

È il tipo che fu studiato per la prima volta nel RNA GUIDA: piccoli rna che contengonoINTRONI Trypanosoma sequenze anti senso che si appaia col DA CITOSINA A URACILE: nell'uomo si DA ADENINA A IPOXANTINA, fatta da unaContemporaneamente un GTP idrolizzato in trascritto che deve subire editing verifica nell'APOB: 100 e 48; avviene a livelloclasse di enzimi detta ADAR, di cui ci sono 2un PP e GMP La seq di poliadenilazione fa reclutare da dell'esone 26 nella tripletta CAA che diventaclassi.parte del CTD due fattori di taglio, CSTF ( UAA (codone di stop)lega GU) e CPSF (lega la sequenza di In un pre-mRNA vi è un'alternanza di Ha un solo grande mitocondrio i cui genipoliadenilazione) che fanno dei primi tagli al INTRONI ed ESONI: con lo splicing vengono producono RNA non funzionali, resi Ci sono delle basi che non si appaiano ed ètrascritto (tra AAUAAA e GU; a valle di GU la rimossi gli introni e abbiamo l'RNA maturoGMP attaccato alla

catena formando legame funzionali solo con l'aggiunta di uridine proprio lì che vengono rimosse o aggiunte le Un bersaglio è un canale ionico del cervello,trascrizione continua)fosfodiesterico 5'-5' dalla uridine di cui viene modificata la permeabilità alGUANILILTRANSFERASI calcioA monte del primo esone e a valle dell'ultimo I geni vengono definiti CRIPTOGENI perchéPoi interviene la POLI A POLIMERASI che esone abbiamo due regioni UTR (in cui ci sono difficilmente riconoscibili Questo tipo di editing prevedeaggiunge una coda di 10A al trascritto con sono info sulla localizzazione deiPoi metilazioni con adenosilmetionina come l'EDITOSOMA, un complesso enzimatico che Mutazione di ADAR: forma familiare di SLAun taglio definitivo , determinando la fine messaggeri): la 3' è più lunga della 5'donatore di CH3 (solo guanosina cap in 7' = riconosce queste regioni ed effettua l'editingdella

trascrizione perché invia segnale a RNACAP 0; anche 2' primo nucleotide = CAP 1; tramite una serie di enzimi: ENDONUCLEASI,POL che si dissocia dal DNAanche 2' secondo nucle = CAP 2) TERMINAL URIDIL TRANSFERASI, RNALIGASILo splicing può essere ALTERNATIVO, cioèle regioni esoniche vengono scelte di volta inEnzima coadiuvato nella sua azione da POLI volta e ciò consente di aumentare di molto laQuesto cappuccio viene poi riconosciuto dal A BINDING PROTEIN potenzialità codificante del genere umanoCAP BINDING COMPLEX 20 e 80 e ricopertoda esse già a livello del nucleo; fondamentalix trasporto fuori dal nucleo Vengono aggiunte rapidamente altre A Lo splicing viene effettuato dalloformando la coda, la cui lunghezza SPLICEOSOMA (componentedetermina L'emivita del messaggero ribonucleoproteica: molecole di snRNA moltoPoi sostituiti con EIF4E (fattore di inizio ricche di uracile U1, 2, 4, 5, 6 + moltetraduzione) fuori dal nucleo x fare

proteine tra cui 7 SM)circolarizzare l’mrna e farlo interagire concoda di poli-A

Il processo di splicing avviene in 5 fasi

U1 si aggancia al tratto iniziale dell’introne (caratterizzato da G e U)

U2 si aggancia al sito di BRANCH,caratterizzato da A

Significa Cambiamento Mutazione presente nell’1% popolazione

NEUTRALE = POLIMORFISMO: no

Positiva o negativa o neutrale cambiamenti nel fenotipo

Anche detta VARIANTE POLIMORFICAOMOLOGA (avviene durante la meiosi)

Alla base della biodiversità

Altra fonte di biodiversità: RICOMBINAZIONE SITO-SPECIFICA

Per rendere possibile ciò devono avvenirenelle cellule della linea germinale

Mutazione FIXED (è fissa cioè vienemantenuta di generaz in generaz)

Però se si accumulano 5/6 mutazioni si può

Se accade nella linea somatica non può avere un FENOMENO TUMORALE (e quindiessere trasmessa ai figli mutazione fissata solo nella massa tumorale)

GENOMICHE: variazione n cromosomi

CROMOSOMICHE: traslocaz,

delez e inserznei cromosomi

MUTAZIONE

TIPI DI MUTAZIONI

TRANSIZIONE: cambiamento pirimidina- Più frequente

pirimidina

TRANSVERSIONE: cambiamento pirimidina-purina

GENICHE PUNTIFORMI (interessano poche basi)

DELEZIONE

INSERZIONE

MUTAZIONE SILENTE (SINONIMA): la

tripletta non cambia di significato (stesso

amminoacido)

MUTAZIONE NON SILENTE (MISSENSO): il

significato della tripletta è diverso, diverso

amminoacido

Cadono soprattutto nelle regioni non

MUTAZIONE NON SENSO: trasformazione di

codificanti del genoma (per questione

una tripletta codificante in un codone di stop

probabilistica visto che introni>>esoni)

MUTAZIONE READ THROUGH: Mutazioni non rilevanti perché dopo un

trasformazione di un codone di stop in una

primo codone di stop ve ne sono altri; la

tripletta codificante proteina si allunga di pochi aa senza effetto

Inserz/delez di un n di nucleotidi multiplo di 3 Non cambia la finestra di lettura

MUTAZIONI

FRAME SHIFT: Inserzione o delezione di un numero di nucleotidi non multiplo di 3. Causa lo spostamento della finestra di lettura e può portare a mutazioni più dannose.

APLOINSUFFICIENZA: Perdita di funzione di un enzima o proteina a causa di una mutazione. Può verificarsi in eterozigosi.

GAIN OF FUNCTION: Mutazioni dominanti che conferiscono una nuova funzione alle proteine in eterozigosi. Ad esempio, l'espansione di triplette CAG nella Corea di Huntington codifica per una forma mutata dell'huntingtina.

ERRORI DI REPLICAZIONE: Mutazioni che si verificano durante il processo di replicazione del DNA. Nella seconda generazione, il 25% delle molecole di DNA saranno mutate.

MUTAZIONI ESOGENE ED ENDOGENE: Le mutazioni possono essere causate da agenti mutageni esterni o interni. Nella seconda generazione, il 50% delle molecole di DNA saranno mutate se l'agente mutageno è esterno.

CARCINOGENI: Agenti che provocano direttamente la trasformazione tumorale danneggiando il DNA.

DANNI AL DNA: I danni al DNA possono essere diretti o indiretti. I clastogeni provocano la frammentazione dei cromosomi.

SISTEMI DI RIPARAZIONE: I sistemi di riparazione del DNA possono riparare i danni al DNA causati da mutazioni.

TERATOGENI: Agenti che causano malformazioni durante lo sviluppo embrionale.

alterazioni del genoma

Es talidomide durante sviluppo embrionale

RAGGI UV: possono portare alla formazione dell'anello di CICLOBUTANO tra due pirimidine

Si usano ceppi mutanti di Salmonella che per Se dopo l'esposizione a una molecola

TEST DI AMES: usato per valutare l'amminoacido molecola è mutagena

ALCHILAZIONE

CAUSE DELLE MUTAZIONI AGENTI MUTAGENI DEAMINAZIONE che forma URACILE;

L'uracile a sua volta può essere sostituito dal 5-BROMOURACILE che forma 3 legami

La base più soggetta a danno è la GUANINA a idrogeno con la GUANINA anziché 2

Si sostituiscono alle basi e può subire introducendo mutazioni

Aggiunta di gruppi CH3 su ossigeno e azoto

COSA FANNO OSSIDAZIONE: formazione di 8 oxoguanosina

Interagiscono con DNA portando ad un aumento di ROS => danni ad altre molecole

Molti farmaci antitumorali sono agenti mutageni

Gli analoghi delle basi MUTS sono una pinza che scorre sul DNA, riconosce i mismatch e si blocca. MUTH crea un nick quando si associa a MUTS: ha attività endonucleasica e non si attiva in altre situazioni; successivamente ha attività esonucleasica 5-3 finché non si aggiunge MUTL che rimuove il mismatch. Poi interviene la DNA polimerasi e la ligasi. Il sistema di riparazione dei mismatch (MMR) si basa su tre proteine: MUTL, che riconosce l'emimetilazione nei batteri e consente di distinguere il filamento stampo da quello neosintetizzato. Nell'uomo il sistema è analogo ma ha molte proteine MSH omologhe di MUTS, MLH (omologa di MUTS) e TMS (omologa di MUTL). Le mutazioni in queste proteine sono associate al tumore del colon retto ereditario. Il sistema di riparazione dei danni al DNA causati da ROS (specie reattive dell'ossigeno) è un sistema intelligente perché rimuove le conseguenze del danno come deaminazione, depurinazione e ossidazione delle basi. I sistemi di riparazione del DNA lavorano per escissione. La glicosilasi è una proteina che taglia il legame glicosidico che tiene uniti lo zucchero e la base azotata. Nel genoma umano ci sono 11 tipi di glicosilasi.creando un sito apurinico/ frequenti le URACIL GLICOSILASI apirimidinico. In caso di mutazioni di piccola entità AP ENDONUCLEASI: riconosce il sito e taglia il DNA vicino. Non viene rimossa solo la mutazione ma un intero frammento di DNA. NER: NUCLEOTIDE EXCISION REPAIR Interviene quando ci sono grosse distorsioni della molecola. Anzi alcune regioni codificanti sono molto piccole (17k pb) e prive delle sequenze introniche sovrapposte. Complessi della catena respiratoria con 13 polipeptidi mitocondriali. Codifica per 2 mRNA, 22 tRNA e mtTFA. Nella matrice mitocondriale ilmtDNA ha associato cioè alla mmi tramite proteine cheun'associazione che ricorda il nucleoide mtSSB sonobatterico Twinkle (elicasi)
GENERALITÁ
OH: origine di replicazione
CSB 1,2,3: a monte di OH
Unica regione non codificante: D-LOOP; TAS: sequenza associata alla terminazione
contiene sequenze con funzioni regolative HSP: promotore trascrizione filamento H
FILAMENTO H (heavy): ricco di guanine, LSP: promotore trascrizione filamento L
ricco dal pdv informazionale quindi molto codificante
Contiene 14 geni per codifica tRNA 12S
Circ