Capitolo 4: Genetica Molecolare- PARTE 3/4 Flashcards
Cos’è una mutazione genetica?
Un mutamento improvviso del patrimonio ereditario. Interessa un solo gene.
Quali sono le mutazioni genetiche più semplici?
Quelle che interessano un solo nucleotide
Come si chiamano le mutazioni che interessano un solo nucleotide?
Mutazioni puntiformi
Come funzionano le mutazioni puntiformi?
C’è una perdita, aggiunta o sostinuzione di un nucleotide, che si traduce nello spostamento della griglia di lettura
Come si chiamano le mutazioni che interessano uno spostamento della griglia di lettura?
Mutazioni frame shift
Che cos’è una mutazione frame shift?
Una mutazione che interessa lo spostamento della griglia di lettura
Le mutazioni frame shift hanno effetti gravi o no?
Sì, perché alterano tutto il filamento polipeptidico
In cosa si possono dividere le mutazioni che interessano un singolo nucleotide?
In perdita o aggiunta di un nucleotide o in sostituzione
Che tipo di sostituzione può avvenire in una mutazione?
Sostituzione con un codone sinonimo, con un codone diverso dall’originario o con un codone di stop
Come si chiama la mutazione che interessa la sostituzione con un codone sinonimo?
Mutazione silente
Come si chiama la mutazione che interessa la sostituzione con un codone diverso dall’originario?
Mutazione missenso
Come si chiama la mutazione che interessa la sostituzione con un codone di stop?
mutazione non senso
Che cos’è l’emoglobina?
La proteina che porta ossigeno nel sangue
Da quante subunità è formata l’emoglobina?
4: due catene alfa e due beta
Che cos’è l’anemia falciforme?
una malattia per cui molecole di emoglobina si aggregano tra loro deformando i globuli rossi
Da che tipo di mutazione è causata l’anemia falciforme?
Da una mutazione missenso nel gene della catena beta (in valina l’acido glutammico)
Qual è il tasso di mutazione nei mammiferi?
un gene per 500.000 gameti
Come possono essere le mutazioni (basandosi sul tipo di danno che provocano)?
Vantaggiose, svantaggiose o neutre
Come possono essere le mutazioni (basandosi sul tipo di area che interessano)?
Geniche, cromosomiche o genomiche (intero patrimonio)
In cosa si possono distinguere gli agenti mutageni?
In fisici o chimici
Quali sono alcuni esempi di agenti mutageni di natura fisica?
Raggi X, raggi ultravioletti, radiazioni
Quali sono alcuni esempi di agenti mutageni di natura chimica?
Alcuni pesticidi o diserbanti che aumentano la frequenza di mutazioni (per esempio HNO2 o acido nitroso cambia la citosina in uracile)
Tutti i geni della cellula sono espressi contemporaneamente?
No, la cellula traduce in proteine solo i geni necessari.
Qual è un esempio del fenomeno per cui la cellula traduce in proteine solo i geni necessari?
L’escherichia coli, che usa il glucosio, ma se nell’ambiente c’è solo lattosio, allora produce enzimi che servono a usare il lattosio.
Quando avviene la regolazione dell’espressione genica nei procarioti?
Durante la trascrizione: vengono trascritti in mRNA solo i tratti di DNA che corrispondono a sequenze geniche che devono essere tradotte in proteine
Da chi è controllata la trascrizione nei procarioti?
Da proteine di regolazione, codificate da geni regolatori
In cosa si dividono le proteine di regolazione nei procarioti?
In repressori (bloccano la trascrizione del gene) o in attivatore (facilitano l’attacco dell’RNA polimerasi al promotore)
La trascrizione nei procarioti è un sistema semplice o complesso?
Piuttosto semplice perché non c’è nucleo, quindi l’mRNA è tradotto dai ribosomi prima che la sua sintesi sia finita. L’RNA polimerasi trascrive in un’unica molecola di mRNA gruppi di geni che codificano proteine implicate nel funzionamento delle vie metaboliche. Le sequenze di questa molecola di mRNA corrispondenti a diverse proteine, sono adiacenti o distanti solo 100-200 nucleotidi, quindi il controllo sulle vie metaboliche è efficiente
Che cos’è un operone?
un tratto del cromosoma batterico fatto da promotore, operatore e uno o più geni strutturali
A chi dobbiamo il modello dell’operone?
a Jacob e Monod, anni ‘70, lavorando con l’escherichia coli
Che cos’è il promotore nell’operone?
Il sito di attacco dell’RNA polimerasi
Che cos’è l’operatore nell’operone?
una breve sequenza di basi a cui si lega la proteina corepressore o attivatore (codificata da un gene regolatore)
A cosa servono i geni strutturali nell’operone?
A codificare per specifiche proteine
In cosa si dividono gli operoni?
Operone inducibile e operone reprimibile
Cosa sono gli operoni inducibili?
Sono operoni non espressi: la loro trascrizione richiede una sostanza induttore, che inattiva il repressore
Cosa avviene con gli operoni inducibili?
Il repressore di solito è legato all’operatore e impedisce all’RNA polimerasi di legarsi al promotore per trascrivere i geni strutturali. Il repressore è attivo finché si lega all’induttore. Il complesso repressore-induttore si stacca dall’operatore e così l’RNA polimerasi si lega al promotore e inizia la trascrizione. L’induttore è il substrato su cui i geni strutturali codificano per certi enzimi: gli enzimi sono sintetizzati solo quando è presente il loro substrato, cioè solo quando sono necessari
Cosa avviene con gli operoni reprimibili?
Sono normalmente espressi, tranne quando un corepressore attiva un repressore. Un corepressore è spesso il prodotto finale della via biosintetica che esso controlla
Qual è un esempio di operone reprimibile?
L’operone TRP che codifica gli enzimi che sintetizzano l’amminoacido triptofano nell’escherichia coli. Senza triptofano, l’operone è attivo e i geni degli enzimi necessari per la biosintesi dell’amminoacido vengono trascritti. Se c’è il triptofano, gli enzimi che lo producono non sono più necessari e smettono di funzionare, perché il triptofano si lega al repressore e blocca la trascrizione
I geni degli eucarioti sono raggruppati in operoni?
No, gli operoni sono propri dei procarioti
A cosa serve la regolazione dell’espressione genica negli eucarioti?
è importante per il differenziamento: tutte le cellule hanno l’intero programma genetico, ma col differenziamento ogni cellula esprime solo i geni che codificano per le sue proteine caratteristiche
Quali sono i modi in cui avviene la regolazione dell’espressione genica negli eucarioti?
1) controllo conformazionale
2) controllo della trascrizione
3) controllo della maturazione e del trasporto dell’RNA
4) controllo della traduzione
5) controllo delle modificazioni post traduzionali
Come avviene il controllo conformazionale?
La cromatina può essere eucromatina (meno condensata) e eterocromatina (più condensata). L’eterocromatina non viene trascritta perché è troppo compatta e inaccessibile all’RNA polimerasi (è piena di sequenze ripetute di DNA). L’eucromatina è invece accessibile come stampo e viene trascritta.
Come avviene il controllo della trascrizione (espressione genica degli eucarioti)?
Ci sono proteine regolatrici (fattori di trascrizione) e modificazioni chimiche del DNA, in particolare la metilazione di alcune citosine sui nucleotidi nelle sequenze geniche che non vengono trascritte.
La trascrizione dipende anche da sequenze dette intensificatori (enhancer), a volte molto lontane dal gene trascritto, che aumentano la velocità di sintesi del RNA. I Silencer allo stesso modo agiscono a distanza per inibire la trascrizione.
Come avviene il controllo della maturazione e del trasporto dell’RNA?
Il precursore dell’mRNA è modificato prima di migrare nel citoplasma. La regolazione è nella maturazione selettiva dell’RNA precursore: i trascritti primari di mRNA modificati migrano, gli altri restano nel nucleo dove poi sono degradati. Lo stesso trascritto primario di mRNA può essere elaborato in modi diversi, assemblando diversamente gli esoni e producendo quindi più di una proteina a partire dallo stesso mRNA
Come avviene il controllo della traduzione?
Legando l’mRNA a proteine inibitrici presenti nel citoplasma che si legano all’estremità 5’, si impedisce il legame con il ribosoma
Come avviene il controllo delle modificazioni post-traduzionali?
La durata delle proteine sintetizzate e la loro attivazione dipende da alcune modifiche che le proteine subiscono una volta sintetizzate.
Che cos’è l’epigenetica?
modifiche di controllo dell’attività genica che non alterano la sequenza dei nucleotidi e si verificano durante la vita di un organismo. Queste modifiche di solito interessano la regolazione dell’attività dei genomi.
Qual è un esempio di epigenetica?
La condensazione della cromatina coinvolge modifiche epigenetiche, come la metilazione, che agisce a livello del DNA. Altri meccanismi agiscono su istoni o enzimi che li regolano. Si crede che modifiche epigenetiche siano coinvolte nello sviluppo embrionale o nei tumori.
Quale percentuale di DNA eucariote codifica per proteine?
il 7%: il resto è inglobato nei geni come introni oppure sono sequenze ripetute (forse coinvolte nei processi di regolazione dell’espressione genica)
Cosa sono i trasposoni?
Tratti di DNA che si possono spostare da un punto all’altro del cromosoma, modificando le sequenze originarie
Chi possiede i trasposoni?
Tutti i geni eucariotici, ma sono presenti anche nei procarioti
Come fanno i trasposoni a spostarsi da un punto all’altro del cromosoma?
Grazie a un gene nel trasposone che codifica per l’enzima trasposasi
Cosa può causare un trasposone nel DNA?
Una mutazione che distrugge la capacità del gene di codificare una proteina funzionale (frame shift)
Chi ha studiato i trasposoni?
Barbara McClintock, studiando il mais.
Come funzionano i trasposoni nei batteri?
Passano dal genoma batterico ai plasmidi, che poi possono trasferirsi ad altri batteri per coniugazione. è così che si sono formati plasmidi che portano geni che danno resistenza ai farmaci
Cosa sono i telomeri?
Sequenze di nucleotidi ripetute, alle estremità dei cromosomi
Qual è il ruolo dei telomeri?
Hanno funzione protettiva: quando il DNA si replica, si perdono tratti di DNA alle estremità del filamento: il telomero si accorcia a ogni replicazione, a meno che ci sia l’enzima telomerasi
Dove si trova l’enzima telomerasi e a che serve?
Serve a non far accorciare i telomeri durante la replicazione e si trova nelle cellule riproduttive e staminali, nonché spesso nei tumori
Senza enzima telomerasi, dopo quante divisioni la cellula muore?
50-70 divisioni
Come fanno i virus ad attaccarsi alle cellule?
Tramite certe proteine del capside
Cosa fa il virus una volta nella cellula?
replica il suo genoma, produce proteine (suoi elementi costitutivi) e si autoassembla
I virus si replicano tutti allo stesso modo?
No: virus a DNA e virus a RNA si replicano in modo diverso
Come si replicano i virus a DNA?
Il DNA virale si duplica normalmente e viene trascritto sottoforma di mRNA che poi dirige la sintesi delle proteine per il virus usando la DNA polimerasi, l’RNA polimerasi, i nucleotidi e gli amminoacidi della cellula ospite
Come si replicano i virus a RNA?
In alcuni, l'RNA è replicato da un enzima detto RNA replicasi, che sintetizza nuovo RNA usando come stampo l'RNA virale. In altri (retrovirus) l'RNA virale viene usato come stampo per copiare un filamento di DNA complementare (cDNA) grazie a un enzima detto trascrittasi inversa, entrato nella cellula con l'acido nucleico del virus. Poi il filamento di cDNA fa da stampo per un filamento complementare di DNA, formando una doppia elica di cDNA, che si integra nel genoma della cellula ed è trascritta per fare mRNA e nuove molecole di RNA virale. I virus escono dalla cellula con la lisi della cellula ospite o con un processo simile all'esocitosi, che non uccide la cellula
Come si replicano i virus a RNA detti retrovirus?
l’RNA virale viene usato come stampo per copiare un filamento di DNA complementare (cDNA) grazie a un enzima detto trascrittasi inversa, entrato nella cellula con l’acido nucleico del virus. Poi il filamento di cDNA fa da stampo per un filamento complementare di DNA, formando una doppia elica di cDNA, che si integra nel genoma della cellula ed è trascritta per fare mRNA e nuove molecole di RNA virale. I virus escono dalla cellula con la lisi della cellula ospite o con un processo simile all’esocitosi, che non uccide la cellula
Cosa sono i viroidi?
Piccole molecole circolari di RNA a singolo filamento (agenti patogeni). Fanno ammalare le piante via contatto con lesioni o da una generazione all’altra.
Cosa sono i prioni?
Particelle proteiche senza acidi nucleici che provocano malattie del sistema nervoso, es la malattia di Jakob- Creutzfeldt o l’encefalopatia spongiforme bovina
Che cos’è il ciclo litico?
Il normale ciclo riproduttivo virale, che ha come conseguenza la lisi della cellula
Che cos’è il ciclo lisogenico?
il ciclo riproduttivo del virus che però non uccide la cellula: il suo genoma si integra nel cromosoma batterico e si replica a ogni divisione cellulare
Cos’è un profago?
Un virus integrato nel cromosoma batterico
Cosa sono i batteri lisogeni?
Batteri che contengono profagi
Come si chiamano i virus integrati nel cromosoma batterico?
Profagi
Come si chiamano i batteri che contengono profagi?
Batteri lisogeni
I profagi possono restare per sempre nel cromosoma batterico?
Sì, oppure possono uscire e riprendere il ciclo litico, spontaneamente o indotti (per esempio dai raggi x)
Cosa sono i provirus?
Virus integrati nei cromosomi eucarioti
Quali sono le caratteristiche dei provirus?
Di solito non danneggiano il DNA ospite, ma possono provocare mutazioni. Possono diventare provirus alcuni virus a DNA e i retrovirus.
Che tipo di virus è HIV?
rertovirus a RNA
In che malattie sono implicati alcuni retrovirus?
in alcuni tumori
Perché alcuni tumori sono un esempio di fallimento del controllo della trascrizione?
Perché molti tumori sono collegati a variazioni anomale nella metilazione del DNA.
