Lezione 6 Flashcards
Qual è la differenza principale tra la trascrizione e la replicazione del DNA riguardo all’apertura della doppia elica?
Durante la replicazione del DNA, l’intera doppia elica viene aperta completamente, mentre nella trascrizione solo una piccola ‘bolla’ di circa 11 coppie di basi viene aperta alla volta.
Come viene mantenuta la stabilità dell’RNA messaggero durante il processo di trascrizione?
L’RNA messaggero è mantenuto stabile attraverso l’appaiamento delle sue basi in strutture secondarie e tramite la protezione offerta da proteine che legano e stabilizzano il filamento di RNA.
In che modo la RNA polimerasi riconosce e si lega al promotore di un gene?
La RNA polimerasi riconosce il promotore tramite specifici segnali sequenziali e interazioni con fattori di trascrizione che legano il promotore, preparando il sito di inizio per la trascrizione.
Quali sono le differenze nella modalità di trascrizione tra eucarioti e procarioti?
Nei procarioti, la trascrizione avviene nel citoplasma e il processo è relativamente semplice, senza un’ulteriore fase di modifica dell’RNA. Negli eucarioti, la trascrizione avviene nel nucleo e include fasi di modifiche post-trascrizionali come capping, poliadenilazione e splicing.
Come funziona il meccanismo di proofreading durante la trascrizione dell’RNA?
Durante la trascrizione, l’RNA polimerasi ha una capacità di proofreading limitata rispetto alla DNA polimerasi. Il controllo della qualità si basa principalmente sulla correzione delle errori attraverso un meccanismo di retroattivazione e la rimozione di ribonucleotidi non corretti.
Qual è il ruolo dei fattori di trascrizione nel processo di trascrizione e come influenzano l’efficienza della trascrizione?
I fattori di trascrizione sono proteine che si legano a specifiche sequenze del DNA promotoriche e regolatrici, facilitando o inibendo il legame della RNA polimerasi al promotore e quindi influenzando l’efficienza e la regolazione della trascrizione.
Come si forma la ‘bolla di trascrizione’ e quali meccanismi assicurano che rimanga di dimensioni costanti durante l’elongazione?
La ‘bolla di trascrizione’ si forma quando la RNA polimerasi apre la doppia elica del DNA. La sua dimensione costante di circa 11 coppie di basi è mantenuta grazie all’azione coordinata della RNA polimerasi che continuamente aggiunge ribonucleotidi mentre il DNA si richiude dietro di essa.
Qual è la funzione del capping e della poliadenilazione nell’RNA messaggero e quando avvengono questi processi?
Il capping aggiunge una cappetta di 7-metilguanosina all’estremità 5’ dell’RNA messaggero per proteggerlo dalla degradazione e facilitare la traduzione. La poliadenilazione aggiunge una coda di adenine all’estremità 3’ per aumentare la stabilità e regolare l’esportazione dell’RNA dal nucleo.
Che cosa sono i frammenti di Okazaki e come si relazionano con la trascrizione?
I frammenti di Okazaki sono brevi segmenti di DNA sintetizzati discontinuamente durante la replicazione del filamento lagging. Sebbene non direttamente coinvolti nella trascrizione, illustrano come i processi di sintesi di nucleotidi possono differire tra la replicazione e la trascrizione.
Qual è l’importanza della sequenza TATA-box nel riconoscimento del promotore?
La TATA-box è una sequenza conservata situata vicino al sito di inizio della trascrizione che serve da sito di ancoraggio per il complesso di pre-trascrizione e la RNA polimerasi II, facilitando l’inizio della trascrizione.
Quali sono le conseguenze di un errore nel riconoscimento del promotore da parte della RNA polimerasi?
Un errore nel riconoscimento del promotore può portare a una trascrizione inefficace o errata, con la RNA polimerasi che potrebbe legarsi al punto sbagliato o iniziare la trascrizione nel sito non corretto, influenzando negativamente l’espressione genica.
Come avviene la fase di terminazione della trascrizione negli eucarioti rispetto ai procarioti?
Negli eucarioti, la terminazione della trascrizione è spesso seguita dalla produzione di un segnale di terminazione e dalla rimozione di sequenze non codificanti. Nei procarioti, può avvenire tramite un meccanismo di terminazione intrinseca o dipendente da proteine come la rho.
Quali sono i ruoli delle proteine di chaperone durante la trascrizione?
Le proteine di chaperone assistono nella corretta piegatura e assemblaggio di altre proteine coinvolte nella trascrizione, come la RNA polimerasi e i fattori di trascrizione, e garantiscono che il processo di trascrizione avvenga in modo efficiente e corretto.
Qual è il ruolo preciso del fattore sigma nel processo di trascrizione nei batteri?
Il fattore sigma è una proteina che guida l’RNA polimerasi al promotore specifico sul DNA. Esso si lega a sequenze specifiche del promotore, facilitando l’attacco della polimerasi e l’apertura del DNA per iniziare la trascrizione.
Quali sequenze specifiche all’interno del promotore batterico sono riconosciute dal fattore sigma e quale è la loro funzione nel processo di trascrizione?
Il fattore sigma riconosce le seguenti sequenze nel promotore: Pribnow box (-10), che è una sequenza di ‘TAATAT’ e facilita l’apertura del DNA; Sequenza -35, con la sequenza ‘TTGACA’, che è coinvolta nel riconoscimento iniziale del promotore; Sequenza discriminator (-1) che aiuta a posizionare il sito di inizio della trascrizione; e Sequenza Ext, che include sequenze meno specifiche e contribuisce al legame della polimerasi.
Come influisce la somiglianza della sequenza del promotore con la sequenza ottimale sulla frequenza di trascrizione di un gene?
La somiglianza tra la sequenza del promotore e la sequenza ottimale determina l’affinità del fattore sigma per il promotore. Maggiore è la somiglianza, più efficace è il legame del fattore sigma e maggiore è la frequenza di trascrizione, poiché la polimerasi si lega più facilmente e trascrive più frequentemente.
Quali sono le subunità dell’RNA polimerasi batterica e come contribuiscono al suo funzionamento?
L’RNA polimerasi batterica è composta da: due subunità Alfa (α) che partecipano alla formazione del core e all’interazione con i promotori; una subunità Beta (β) e una Beta’ (β’) che espletano l’attività catalitica e l’apertura del DNA; una subunità Omega (ω) che aiuta a assemblare Beta e Beta’, ma viene rilasciata durante il processo.
Che cosa accade durante il complesso di inizio della trascrizione (scrunched complex) e quale è il suo significato nella fase di elongazione?
Durante il complesso di inizio, o scrunched complex, la RNA polimerasi supera la fase iniziale di sintesi di circa 10 nucleotidi di RNA, stabilizzando il complesso di inizio. Successivamente, il fattore sigma viene rilasciato e la polimerasi inizia l’elongazione continua dell’RNA.
Quali sono i principali problemi topologici che il DNA affronta durante la trascrizione nei batteri e come vengono risolti?
Durante la trascrizione, il DNA può formare superavvolgimenti a causa dell’apertura della doppia elica. Questi problemi sono risolti dalle girasi che rilasciano la tensione superavvolta e da proteine che stabilizzano la struttura del DNA, prevenendo l’instabilità durante la trascrizione.
Qual è la differenza tra la fase di inizio della trascrizione e la fase di elongazione in termini di attività della RNA polimerasi?
Nella fase di inizio, la RNA polimerasi sintetizza brevi segmenti di RNA (2-9 nucleotidi) e verifica la stabilità dell’ambiente prima di procedere. Nella fase di elongazione, la RNA polimerasi sintetizza lunghe catene di RNA e mantiene la bolla trascrizionale stabile grazie alle girasi.
Come avviene la terminazione della trascrizione mediante il meccanismo rho-indipendente e quale è il ruolo della struttura a forcina?
Nel meccanismo rho-indipendente, la RNA polimerasi incontra una sequenza palindromica ricca di GC che forma una struttura a forcina nell’mRNA. Questa struttura, seguita da una coda di uracile, causa il distacco della polimerasi dal DNA, interrompendo la trascrizione.
Qual è il meccanismo attraverso il quale la proteina Rho contribuisce alla terminazione della trascrizione e quali sono le condizioni necessarie per il suo funzionamento?
La proteina Rho, un esamero, si lega alla sequenza RUT sull’mRNA e scorre lungo il trascritto. Quando raggiunge la RNA polimerasi, la spinge via dal DNA, terminando la trascrizione. Questo processo è stocastico e dipende dalla velocità relativa di Rho e della polimerasi; se Rho è abbastanza veloce, può raggiungere e staccare la polimerasi prima che il trascritto diventi troppo lungo.
Come può una mutazione nella proteina Rho influenzare la resistenza agli antibiotici nei batteri e quali sono le implicazioni per il trattamento delle infezioni batteriche?
Una mutazione nella proteina Rho può alterare la sua capacità di terminare la trascrizione in modo efficiente, rendendo i batteri resistenti agli antibiotici che mirano a bloccare la trascrizione. Questa resistenza può rendere più difficile il trattamento delle infezioni batteriche, richiedendo lo sviluppo di nuovi antibiotici o terapie alternative.
Qual è la funzione precisa della TATA box nel contesto del complesso di pre-inizio della trascrizione negli eucarioti?
La TATA box serve come sito di legame per il fattore di trascrizione TFIID, in particolare la subunità TBP (TATA-box Binding Protein). Questo legame è fondamentale per il reclutamento dell’RNA polimerasi II e per l’assemblaggio del complesso di pre-inizio della trascrizione, che comprende altri fattori di trascrizione e cofattori.
Quali sono le principali sequenze che possono sostituire la TATA box nei promotori TATA-less
e come influenzano il riconoscimento del promotore da parte della RNA polimerasi II?
Come il dominio CTD (Carboxy-Terminal Domain) della RNA polimerasi II influenza le fasi di inizio
allungamento e terminazione della trascrizione?
In che modo le RNA polimerasi I
II e III differiscono nella loro composizione di subunità e come ciò riflette le loro funzioni specializzate?
Come la fosforilazione del dominio CTD della RNA polimerasi II regola la transizione dalla fase di inizio a quella di allungamento della trascrizione?
Durante la fase di inizio della trascrizione, il dominio CTD della RNA polimerasi II è prevalentemente ipo-fosforilato, il che favorisce l’assemblaggio del complesso di pre-inizio. Con l’inizio della trascrizione, il dominio CTD viene progressivamente fosforilato, il che facilita il passaggio alla fase di allungamento permettendo l’interazione con i fattori di elongazione e il processamento dell’RNA.
Qual è l’importanza del dominio CTD della RNA polimerasi II nella regolazione dell’efficienza della trascrizione e del processamento co-traduzionale dell’mRNA?
Il dominio CTD regola l’efficienza della trascrizione attraverso la fosforilazione di serine, che recluta fattori di trascrizione e di processamento. Questa fosforilazione sincronizza l’allungamento della trascrizione con il processamento co-traduzionale dell’mRNA, inclusa la capping, il tagging e il splicing, migliorando la qualità e l’efficienza della sintesi dell’mRNA.
In che modo i promotori dei geni trascritti dalla RNA polimerasi III differiscono da quelli riconosciuti dalla RNA polimerasi II
e quali sequenze specifiche sono coinvolte?
Qual è il ruolo del nucleolo nella trascrizione dell’RNA ribosomiale da parte della RNA polimerasi I e come influisce sulla produzione dei ribosomi?
Il nucleolo è il sito in cui avviene la trascrizione dell’RNA ribosomiale da parte della RNA polimerasi I. Il nucleolo organizza i geni dell’rRNA in unità ripetute e fornisce un ambiente altamente specializzato per la sintesi e la successiva maturazione dell’rRNA. La produzione di rRNA nel nucleolo è cruciale per la formazione delle subunità ribosomiali, che sono essenziali per la sintesi proteica.
Quali sono i meccanismi che garantiscono la correzione degli errori durante la trascrizione negli eucarioti e come si confrontano con quelli utilizzati nella replicazione del DNA?
Nei eucarioti, i meccanismi di correzione degli errori durante la trascrizione includono la fosforilazione dei residui CTD, l’interazione con fattori di controllo della qualità e il proofreading durante il processamento dell’mRNA. Questi meccanismi sono diversi dai sistemi di proofreading della DNA polimerasi, che sono più direttamente integrati nel processo di replicazione del DNA e includono attività di esonucleasi per correggere gli errori durante la sintesi del DNA.
Qual è la funzione dell’Upstream Element nel promotore della RNA polimerasi I e quale proteina si lega a questo segmento?
L’Upstream Element è una regione del promotore della RNA polimerasi I che lega la proteina chiamata Upstream Binding Factor (UBF). Questa interazione è cruciale per il corretto funzionamento del promotore e per il reclutamento dell’RNA polimerasi I.
Quali sono i due segmenti principali del promotore della RNA polimerasi I e quali proteine sono coinvolte nel riconoscimento e nel reclutamento della RNA polimerasi I?
Il promotore della RNA polimerasi I è composto da due segmenti principali: l’Upstream Element, che lega la proteina Upstream Binding Factor (UBF), e un secondo segmento riconosciuto da fattori di trascrizione come TIF-1B, SL-1 e Rib1. Senza questi fattori, UBF non potrebbe reclutare l’RNA polimerasi I.
Come interagiscono l’UBF e il complesso SL-1 per avviare la trascrizione con la RNA polimerasi I?
L’UBF e il complesso SL-1 interagiscono per reclutare la RNA polimerasi I al promotore. SL-1, che include diverse subunità tra cui TBP (TATA Box Binding Protein), è essenziale per il legame della RNA polimerasi I al promotore e per l’inizio della trascrizione.
Qual è il ruolo della proteina RRN3 nel complesso SL-1 e perché è considerata cruciale per la trascrizione della RNA polimerasi I?
RRN3 è una proteina contenuta nel complesso SL-1 che ha il compito di reclutare l’RNA polimerasi I al promotore. Senza RRN3, l’RNA polimerasi I non può legarsi efficacemente al promotore e iniziare la trascrizione.
Quali sono i principali componenti del complesso SL-1 e quale proteina di questo complesso è associata alla funzione di reclutamento della RNA polimerasi I?
Il complesso SL-1 è composto da diverse subunità, tra cui TBP (TATA Box Binding Protein). RRN3 è la proteina del complesso SL-1 che gioca un ruolo cruciale nel reclutamento dell’RNA polimerasi I al promotore.
