Corso di Biologia molecolare

Inizio traduzione nei procarioti

1. Subunità 30S si associa a IF1 e IF3 per evitare legami prematuri.

2. La sequenza Shine-Dalgarno a monte di AUG dell mRNA si appaia con rRNA 16S →

allineamento del codone AUG nel sito P.

3. tRNA iniziatore con formil-metionina (fMet) entra nel sito P grazie a complesso IF2-GTP.

4. Rilascio di IF1 e IF3, idrolisi di GTP in GDP da parte di IF2 → unione della subunità 50S →

formazione del ribosoma 70S attivo.

Inizio traduzione negli eucarioti

1. Subunità 40S si associa a eIF1, eIF1A, eIF3 e al tRNA iniziatore (Met) legato a eIF2-GTP →

formazione del complesso 43S.

2. L mRNA viene preparato dal complesso eIF4: eIF4E riconosce il cap 5′, eIF4A/B svolgono

strutture secondarie, eIF4G funge da impalcatura.

3. Il complesso 43S si lega all estremità 5′ e scansiona fino al codone AUG in un contesto di

sequenza di Kozak ottimale.

4. eIF5 stimola l idrolisi di GTP → rilascio dei fattori di inizio → unione della subunità 60S →

formazione del ribosoma 80S attivo.

Codice genetico mitocondriale nei vertebrati. Vi sono quattro differenze rispetto al codice universale: AUA (Ile > Met) e UGA (Stop > Trp)

evidenziate in verde, e AGA (Ser > Stop) e AGG (Ser > Stop) evidenziate in rosso. Tra parentesi è indicato il relativo anticodone. Si noti che

ci sono quattro codoni di stop.

’ ’ ’ ’ Controllo combinatorio della trascrizione negli eucarioti

Cos è il controllo combinatorio? Il controllo combinatorio è il modo in cui le cellule

eucariotiche usano più proteine insieme per decidere se un gene deve essere trascritto o

meno. Anziché un singolo fattore che attiva o spegne un gene, in eucarioti pluricellulari si

forma un “team” di proteine che si assemblano sulla regione regolatrice del DNA.

Questo meccanismo rende la regolazione genica molto precisa e adatta a rispondere a

segnali diversi contemporaneamente.

Componenti principali

-Fattori trascrizionali :Proteine che si legano direttamente a sequenze specifiche del DNA

(siti cis-regolatori).

- Coregolatori (coattivatori e corepressori) :Proteine che non toccano il DNA ma si uniscono

ai fattori trascrizionali per modulare l attività.

- Sequenze cis-regolatrici :Tratti di DNA (es. enhancer, silencer) che determinano quali

proteine riescono a legarsi.

Meccanismo di azione

1. I fattori trascrizionali e i coregolatori presenti nel nucleo cercano le loro sequenze cis-

regolatrici sul DNA.

2. Quando una proteina si lega, modifica la conformazione della cromatina e facilita l arrivo di

altri regolatori.

-Controllo trascrizionale: consiste nel controllo di quando e quanto spesso un gene viene 3. Il legame è cooperativo: la presenza di un fattore rende molto più facile il fissaggio di

trascritto; negli eucarioti è regolato anche dal rimodellamento della cromatina, che rende il quello successivo (tutto o nulla).

DNA più o meno accessibile alla trascrizione. 4. Una volta assemblato il complesso completo, l RNA polimerasi può iniziare la trascrizione

-Controllo della maturazione dell mRNA, tramite il controllo di splicing e altre modificazione con grande efficienza.

dell RNA. Caratteristiche chiave

-Controllo del trasporto e della localizzazione dell RNA, tramite la selezione degli mRNA - Cooperatività tutto o nulla :Le sequenze regolatrici sono o quasi libere o quasi

maturati nel nucleo, che devono essere esportati nel citosol e determinando la loro completamente occupate, con pochissime vie di mezzo.

localizzazione citosolica. - Sinergia tra attivatori :L effetto combinato di più attivatori supera di gran lunga la somma

-Controllo traduzionale: selezione degli mRNA che devono essere tradotti dai ribosomi. dei loro singoli contributi.

-Controllo della degradazione degli mRNA, cioè destabilizzando selettivamente alcune - Modularità del segnale :Ogni gene risponde solo se arrivano tutti i segnali che richiedono

molecole di RNA. la presenza di ciascun membro del complesso di regolazione.

-Controllo sull attività delle proteine stesse, attivando o inattivando proteine specifiche dopo

la loro sintesi.

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modificazioni ereditabili che variano l'espressione genica pur non alterando la sequenza del DNA.

Con termini più tecnici, dunque, si definiscono epigenetici quei cambiamenti che influenzano il fenotipo

senza alterare il genotipo.

Benché questi cambiamenti vengano spesso tramandati alle diverse generazioni cellulari attraverso la mitosi e in molti casi attraverso la

meiosi, non sono permanenti, ma possono essere cancellati o modificati in risposta a diversi stimoli, inclusi i fattori ambientali

Su fenomeni epigenetici si basa la maggior parte dei processi di differenziamento cellulare.

Nell'uomo sono noti 3 enzimi necessari per il processo di metilazione del DNA, le DNA metil-transferasi 1, 3a, e 3b (DNMT1, DNMT3a, "de novo metil-

transferasi" e DNMT3b di "mantenimento",).

> (la metil-transferasi "mancante", DNMT2, sembra invece metilare un piccolo RNA).