Note di genetica umana

GENETICA GENOMA

insieme completo di informazioni genetiche (nucleo + DNA mitocondriale [0,5%]) di una cellula o Massa totale di DNA cellulare (di solito più complesso è l'individuo maggiore è la quantità di informazioni genetiche)

Genoma aploide: 3,2 miliardi di coppie di basi (il cromosoma 1 è il più grande, il cromosoma 21 il più piccolo)

32%: geni per proteine (l'1% è effettivamente tradotto)

15%: geni per RNA non codificanti

7%: sequenze ripetute in tandem

46%: sequenze ripetute intervallate (trasposoni = LINE, SINE, LTR, TRASPOSONI DI DNA)

La variabilità genica è di 3 tipi:

1. polimorfismi a singolo nucleotide (SNP): differenze di coppie di basi singole
2. sequenze ripetute in tandem: sequenze di basi ripetute più volte
3. varianti strutturali submicroscopiche: del cromosoma che modificano la sua struttura

Possono essere il guadagno (CNV) possono anche avere inversioni più comuni (o la

splicing)• TERMINATORE: segnala la fine della trascrizione (la sequenza stessa non è trascritta)REGIONE CODIFICANTE (regione dell'RNA che codifica per una proteina):• CODONE DI INIZIO: segnala l'inizio della traduzione (codifica per l'amminoacido metionina)• CODONE DI STOP: segnala la fine della traduzione (non codifica per alcun amminoacido)

splicing; quasi sempre inizia con GT (GU in pre-mRNA) e termina con AG (questi sono indicati come introni classici / canonici)

Gli introni possono modulare altri geni e consentire una grande variabilità del prodotto (grazie allo splicing alternativo) [trascrizione]

Trascritto primario: prodotto grezzo costituito da un filamento di mRNA→[maturazione] mRNA (serie di esoni saldati insieme, 3500 coppie di basi [dimensione media])

5' cap 3'-poliadenilazione splicing

mRna è composto da:

• 5’ (5'REGIONE NON TRADOTTA UTR): sequenza che si estende dal cap al 5’ alla base che procede START (AUG) il codone di
• CODING SEQUENCE (CDS): include codone di START (AUG) e STOP (UAA/UAG/UGA), è una successione di codoni che codificano per una sequenza di amminoacidi (polipeptide)
• 3’ REGIONE NON TRADOTTA (3' UTR): sequenza che si estende dalla prima base dopo il codone di STOP fino alla coda poli-A

Geni non codificanti:

- RNA ribosomiale

(rRNA): rDNA per 28S, 5.8S e 18S si trova sui cromosomi13,14,15,21,22, per 5S su tutti i cromosomi; nucleolo si assembla attorno a rDNA; l'85% dell'RNA è rRNA

Transfer RNA (tRNA): traduttore, in grado di legare uno specifico amminoacido ericonoscere il suo codone di mRNA complementare; il 10% dell'RNA

RNA non codificanti (ncRNA): RNA spliceosomiale (uRNA), piccoli RNA nucleari(snRNA), piccoli RNA nucleolari (snoRNA), microRNA (miRNA), piccoli RNAinterferenti (siRNA); mRNA + ncRNA è il 5% di tutti gliRNA

A partire dallo stesso locus si possono generare più prodotti alternativi (plasticità)

Trascrizione alternativa: Splicing alternativo: →Uso di diversi promotori Siti alternativi per lo splicingdiversi isoforma(l'accessibilità è determinatadalla struttura della cromatina)

Poliadenilazione alternativa: Traduzione alternativa:riconosciuti per l'aggiuntaSiti diversi Diversi codoni AUG riconosciuti(solitamente

all'interno della coda poli-A Sequenze di Kozak)

FAMIGLIE DI GENI: gruppo di geni con sequenza di DNA simile, trascrittamente attivo, dialmeno 2 membri Somiglianza: 2 sequenze sono similiOmologia: 2 sequenze hanno un antenato comuneTipi:

1. la somiglianza è mantenuta in tutta l'estensione del gene (le famiglie più tipiche): le proteine sintetizzate sono simili paralogia tra loro nei genomi della: i geni sono similistessa specie & ortologia: geni codificanti per proteine con la stessa funzione ma inspecie diverse
2. simile solo in una regione (dominio): le proteine si piegano in modo caratteristico
3. geni sono simili solo per un piccolo motivo (piccola sequenza)alcuni membri delle famiglie geniche sono dispersi mentre altri possono essere raggruppati (sullostesso cromosoma o su quelli diversi)

PSEUDOGENI: Sequenze di DNA che assomigliano a un gene inattivo (alcune possonoeffettivamente essere riattivate). Esistono 3 tipi:

1. pseudogeni solitari: il

singolo gene ha perso la capacità di funzionare probabilmente a seguito di un accumulo di mutazioni. 2) pseudogeni non funzionanti/duplicati: derivano dalla sequenza del DNA che è mutata (copia degenerata del gene attivo e presente nel genoma). 3) pseudogeni trasformati/retrotrasposti: mRNA che è stato retrotrascritto nel DNA e derivano da un mRNA inserito nel genoma. Famiglie di sequenze ripetitive di DNA non genico: SEQUENZE RIPETITIVE TANDEM (la sequenza ripetuta si trova in più righe): - DNA satellite: dopo la centrifugazione del DNA, le molecole "orbitano" attorno a una banda principale e formano bande secondarie; le bande contengono sequenze molto specifiche; si trovano principalmente nel centromero. - DNA minisatellite: l'unità di ripetizione è più piccola e anche il numero di ripetizioni (include peritelomerico) nel DNA. - DNA microsatellite: coppie di basi singole o un paio di ripetizioni di coppie di basi. SEQUENZE RIPETUTE INTERSPERSE: sequenze ripetute che si trovano sparsi nel genoma.

ripetute nel genoma non trovate una→ consistono trasponibili: LINE, SINE, LTR [questi sono tuttidopo l'altra in elementiretrotrasposoni] e TRASPOSONI DI DNA [non attivi nel genoma umano; codificano per la“tagliatrasposasi (azione e incolla")]

CONTROLLO DELL'ESPRESSIONE GENICA

CONTROLLO PRE-TRASCRIZIONALE: modifica della struttura della cromatina e di quanto ècompatta

EUCROMATINA: Trascrizione presente, meno condensata

ETEROCROMATINA: Trascrizioni non presente, piùcondensata

COSTITUTIVA: FACOLTATIVA: