Lezione 8

Question 1

Che cosa è la traduzione nella biologia molecolare?

Answer 1

La traduzione è l’ultima parte del dogma centrale della biologia in cui la sintesi proteica avviene nei ribosomi, composti da proteine e RNA.

Question 2

Dove avviene la sintesi proteica nella cellula?

Answer 2

La sintesi proteica avviene nei ribosomi, che si trovano nel citoplasma o attaccati al reticolo endoplasmatico ruvido (RER).

Question 3

Qual è la differenza tra i ribosomi procariotici e eucariotici?

Answer 3

I ribosomi procariotici sono 70S, composti da subunità di 50S e 30S, mentre i ribosomi eucariotici sono 80S, composti da subunità di 60S e 40S.

Question 4

Quali sono le componenti delle subunità dei ribosomi procariotici?

Answer 4

La subunità maggiore (50S) contiene 34 proteine e rRNA 23S e 5S, mentre la subunità minore (30S) contiene 21 proteine e rRNA 16S.

Question 5

Quali sono le componenti delle subunità dei ribosomi eucariotici?

Answer 5

La subunità maggiore (60S) contiene 49 proteine e rRNA 28S, 5S, 5.8S, mentre la subunità minore (40S) contiene 33 proteine e rRNA 18S.

Question 6

Come sono organizzati i geni che codificano per i ribosomi?

Answer 6

I geni per i ribosomi sono sequenze ripetute in tandem su cromosomi acrocentrici (13, 14, 15, 21, 22), con circa 400 unità nel genoma umano.

Question 7

Quali RNA polimerasi trascrivono gli rRNA?

Answer 7

Gli rRNA dei ribosomi sono trascritti dall’RNA-Pol-I, mentre l’RNA 5S è trascritto dall’RNA-Pol-III.

Question 8

Quali sono gli ingredienti della traduzione?

Answer 8

Gli ingredienti della traduzione sono: ribosomi, tRNA e mRNA.

Question 9

Qual è la funzione dell’rRNA 16S nei ribosomi?

Answer 9

L’rRNA 16S interagisce con l’mRNA e gli anticodoni dei tRNA per controllare il corretto appaiamento mRNA-tRNA nei siti A e P.

Question 10

Qual è la funzione dell’rRNA 25S nei ribosomi?

Answer 10

L’rRNA 25S ha attività peptidil-transferasica, essenziale per la formazione dei legami peptidici durante la sintesi proteica.

Question 11

Qual è la funzione del tRNA durante la traduzione?

Answer 11

Il tRNA trasporta gli amminoacidi al ribosoma e decodifica l’informazione presente sull’mRNA per costruire la proteina.

Question 12

Qual è l’orientamento dell’mRNA durante la traduzione?

Answer 12

L’mRNA è orientato in direzione 5’ → 3’ durante la traduzione.

Question 13

Come avviene il riconoscimento tra codone e anticodone?

Answer 13

Il riconoscimento avviene tramite l’anticodone del tRNA, che si appaia con il codone complementare sull’mRNA.

Question 14

Quali sono i tre siti presenti nei ribosomi?

Answer 14

I ribosomi presentano tre siti: Sito A (arrival), Sito P (peptidil), Sito E (exit).

Question 15

Qual è la funzione del sito A nei ribosomi?

Answer 15

Nel sito A entra il tRNA che riconosce il codone sull’mRNA.

Question 16

Qual è la funzione del sito P nei ribosomi?

Answer 16

Nel sito P si forma il legame peptidico tra due amminoacidi.

Question 17

Qual è la funzione del sito E nei ribosomi?

Answer 17

Nel sito E si lega il tRNA scarico che poi si allontana dal ribosoma.

Question 18

Come avviene l’attivazione dell’amminoacido nel tRNA?

Answer 18

L’amminoacido è legato al tRNA dall’amminoacil-tRNA-sintetasi, che seleziona l’amminoacido corretto e lo lega all’estremità 3’ del tRNA.

Question 19

Cos’è il complesso amminoacil-tRNA?

Answer 19

È il complesso formato da un tRNA carico con l’amminoacido corretto, pronto per riconoscere un codone sull’mRNA.

Question 20

Qual è la funzione della posizione vacillante (wobbling position)?

Answer 20

La posizione vacillante si riferisce alla terza base del codone che può appaiarsi in modo non canonico con l’anticodone del tRNA.

Question 21

Quali sono le tre fasi della traduzione?

Answer 21

Le tre fasi della traduzione sono: Inizio, Allungamento e Terminazione.

Question 22

Qual è la funzione dei poliribosomi/polisomi negli eucarioti?

Answer 22

I poliribosomi/polisomi consentono di ricominciare rapidamente la traduzione della stessa proteina grazie alla vicinanza dei ribosomi, formando una struttura circolare.

Question 23

Quali sono le principali componenti che formano la struttura circolare dei poliribosomi negli eucarioti?

Answer 23

La struttura circolare è formata dal CAP 5’ che si lega alla coda di poli-A 3’ tramite PABP e il fattore di traduzione eIF4E, che recluta eIF4G.

Question 24

Qual è il ruolo del CAP 5’ e della coda di poli-A nella traduzione?

Answer 24

Il CAP 5’ e la coda di poli-A formano un ciclo grazie alla connessione mediata da PABP e eIF4G, facilitando l’inizio della traduzione e l’efficienza della sintesi proteica.

Question 25

Quali sono i passaggi principali dell’inizio della traduzione negli eucarioti?

Answer 25

1. Formazione del complesso met-tRNA e fattori di inizio (eIF2 ed eIF3). 2. Caricamento del complesso 43S nella subunità ribosomiale minore sul sito P. 3. Riconoscimento dell’estremità 5’ dell’mRNA e legame alla subunità minore. 4. Scivolamento dell’mRNA fino al primo AUG e formazione del complesso ribosomico.

Question 26

Che cos’è la sequenza di Kozak e qual è la sua funzione?

Answer 26

La sequenza di Kozak (G/ANNAUGGC) è una sequenza di basi che facilita il riconoscimento del codone AUG da parte della subunità ribosomiale piccola e migliora l’efficienza della traduzione.

Question 27

Qual è il ‘degree of conservation’ nella sequenza di Kozak?

Answer 27

Il ‘degree of conservation’ si riferisce alla conservazione particolare delle basi A o G nella sequenza di Kozak.

Question 28

Come funziona la traduzione negli eucarioti una volta che la proteina è sintetizzata?

Answer 28

Dopo la sintesi della proteina, il ribosoma si stacca e le due subunità si dissociano, formando un pool di ribosomi liberi che possono avviare una nuova traduzione.

Question 29

Come viene regolata la produzione di proteine negli eucarioti?

Answer 29

La produzione di proteine è regolata dalla quantità di mRNA presente nella cellula; l’mRNA può essere degradato, influenzando la produzione proteica.

Question 30

Quali sono le differenze nella traduzione tra batteri e eucarioti?

Answer 30

Nei batteri, il primo amminoacido è formil-metionina e non vi è riconoscimento del CAP; si utilizza invece la sequenza Shine-Dalgarno per il riconoscimento dell’mRNA.

Question 31

Cos’è la formil-metionina e come differisce dalla metionina normale?

Answer 31

La formil-metionina è una metionina modificata con un gruppo formilico, bloccando l’NH terminale, a differenza della metionina normale che non ha questo gruppo.

Question 32

Che cos’è la sequenza Shine-Dalgarno?

Answer 32

La sequenza Shine-Dalgarno (AGG-AGG) è una sequenza di riconoscimento nei batteri, situata a circa 10 basi dall’AUG, e facilita l’inizio della traduzione.

Question 33

Come funzionano gli mRNA policistronici nei batteri?

Answer 33

Gli mRNA policistronici nei batteri codificano per più proteine correlate, sintetizzate indipendentemente l’una dall’altra, consentendo una produzione proteica efficiente con un singolo mRNA.

Question 34

Qual è il ruolo dei fattori di inizio della traduzione eIF2 ed eIF3 nel primo passaggio dell’inizio della traduzione negli eucarioti?

Answer 34

eIF2 ed eIF3 aiutano a formare il complesso iniziale con il met-tRNA e preparano la subunità ribosomiale minore per il riconoscimento dell’mRNA.

Question 35

Qual è la funzione del complesso 43S nella traduzione eucariotica?

Answer 35

Il complesso 43S, formato dal met-tRNA e dai fattori di inizio, viene caricato nella subunità ribosomiale minore e si lega al sito P per avviare la scansione dell’mRNA.

Question 36

Come avviene il riconoscimento dell’mRNA da parte della subunità ribosomiale minore?

Answer 36

La subunità ribosomiale minore riconosce l’estremità 5’ dell’mRNA grazie a un complesso formato dal CAP 5’ e dai fattori di inizio della traduzione, e si lega all’mRNA.

Question 37

Qual è il meccanismo di scivolamento dell’mRNA fino al primo AUG durante l’inizio della traduzione?

Answer 37

Il complesso ribosomico scivola lungo l’mRNA in direzione 5’ à 3’ fino a trovare il primo AUG, dove si forma il complesso ribosomico e la traduzione inizia.

Question 38

Quali sono le differenze specifiche nella sequenza Shine-Dalgarno rispetto alla sequenza di Kozak?

Answer 38

La sequenza Shine-Dalgarno nei batteri è AGG-AGG e si trova a circa 10 basi dall’AUG, mentre la sequenza di Kozak negli eucarioti è G/ANNAUGGC e si trova vicino al codone AUG per facilitare il riconoscimento.

Question 39

Come influenzano le sequenze regolatorie nella traduzione dei batteri?

Answer 39

Le sequenze regolatorie, come Shine-Dalgarno, influenzano l’inizio della traduzione riconoscendo e legandosi all’mRNA, facilitando l’inizio della sintesi proteica nei batteri.

Question 40

Quali tecniche sono utilizzate per identificare le sequenze di riconoscimento dei ribosomi nei batteri?

Answer 40

La tecnica di ribosome sequencing viene utilizzata per identificare le sequenze di riconoscimento; comporta l’estrazione dei ribosomi e la degradazione del materiale sporgente con nucleasi.

Question 41

Qual è il ruolo del peptidil-tRNA nel sito P durante la traduzione?

Answer 41

Il peptidil-tRNA nel sito P del ribosoma trasporta la catena polipeptidica in crescita e forma legami peptidici con il nuovo amminoacido portato dal tRNA nel sito A.

Question 42

Come funziona l’enzima peptidil-transferasi nella formazione del legame peptidico?

Answer 42

La peptidil-transferasi catalizza la formazione del legame peptidico tra il C-terminale del nuovo amminoacido e l’N-terminale della catena polipeptidica esistente, rompendo il legame estere tra il tRNA e il peptide e formando un legame ammidico.

Question 43

Qual è il meccanismo dettagliato della traslocazione del ribosoma durante l’allungamento?

Answer 43

Durante la traslocazione, il ribosoma si sposta di 3 basi lungo l’mRNA. Il tRNA con la catena peptidica si sposta dal sito A al sito P, mentre il tRNA scarico si sposta dal sito P al sito E e viene rilasciato. Questo movimento è facilitato da GTP e dagli EF-Tu e EF-G nei batteri, o dagli eEF-1 e eEF-2 negli eucarioti.

Question 44

Qual è la funzione del sito A del ribosoma durante l’allungamento della traduzione?

Answer 44

Il sito A del ribosoma è il sito di accoglienza per il tRNA carico di amminoacido. Qui, il tRNA si lega al codone corrispondente sull’mRNA e contribuisce alla formazione del legame peptidico.

Question 45

Qual è la differenza tra i tRNA nel sito P e quelli nel sito A durante la traduzione?

Answer 45

Il tRNA nel sito P trasporta la catena peptidica in crescita e mantiene il peptide legato, mentre il tRNA nel sito A porta il nuovo amminoacido e si lega al codone corrispondente sull’mRNA per formare un nuovo legame peptidico.

Question 46

Come avviene il meccanismo di verifica del codone-anticodone durante l’allungamento?

Answer 46

Il tRNA nel sito A deve avere un anticodone che corrisponde esattamente al codone dell’mRNA nel sito A. Questa interazione è verificata tramite l’allineamento tra codone e anticodone, garantendo che il giusto amminoacido venga aggiunto alla catena peptidica.

Question 47

Qual è il ruolo dell’rRNA 16S nei batteri durante l’inizio della traduzione?

Answer 47

L’rRNA 16S dei ribosomi batterici interagisce con il codone di inizio dell’mRNA e con l’anticodone del tRNA iniziatore per garantire l’allineamento corretto del tRNA e l’mRNA.

Question 48

Come viene gestito il primo amminoacido della catena nei batteri rispetto agli eucarioti?

Answer 48

Nei batteri, il primo amminoacido è la formil-metionina, che ha un gruppo formile aggiunto all’N-terminale. Negli eucarioti, il primo amminoacido è la metionina senza modifiche aggiuntive.

Question 49

Qual è la funzione della sequenza di Kozak nella traduzione degli eucarioti?

Answer 49

La sequenza di Kozak, che comprende la sequenza G/ANNAUGGC, facilita il riconoscimento del codone AUG di inizio da parte della subunità ribosomiale minore e aumenta l’efficienza della traduzione.

Question 50

Che cosa avviene se la sequenza di Kozak è assente o non ottimale?

Answer 50

Se la sequenza di Kozak è assente o non ottimale, la traduzione può essere meno efficiente, ma non viene completamente bloccata. La traduzione può comunque avvenire, ma con una minore efficienza.

Question 51

Qual è la differenza nei meccanismi di terminazione tra eucarioti e procarioti?

Answer 51

Negli eucarioti, un unico fattore di rilascio (RF) riconosce tutti e tre i codoni di stop. Nei procarioti, due fattori di rilascio (eRF-1 e eRF-2) sono responsabili della riconoscenza dei diversi codoni di stop.

Question 52

Come agiscono i fattori di rilascio nella terminazione della traduzione?

Answer 52

I fattori di rilascio si legano al sito A del ribosoma quando un codone di stop è presente. Questo impedisce la formazione di legami peptidici aggiuntivi e induce la peptidil-transferasi a idrolizzare la catena polipeptidica, causando il rilascio della proteina.

Question 53

Che cosa succede al ribosoma e all’mRNA dopo la terminazione della traduzione?

Answer 53

Dopo la terminazione, la catena polipeptidica viene rilasciata, l’mRNA viene dissociato dal ribosoma, e le due subunità ribosomiali si separano, ricostituendo un pool di ribosomi liberi.

Question 54

Qual è l’effetto della sequenza destabilizzante sull’mRNA nella terminazione della traduzione nei batteri?

Answer 54

Le sequenze destabilizzanti causano la dissociazione rapida del ribosoma dall’mRNA, poiché queste sequenze rendono l’mRNA instabile e accelerano il processo di terminazione.

Question 55

Come contribuiscono gli eIF alla fase di inizio della traduzione negli eucarioti?

Answer 55

Gli eIF (fattori di inizio della traduzione) reclutano la subunità ribosomiale piccola, il tRNA iniziatore e la subunità ribosomiale grande, facilitano l’inizio della traduzione e assicurano che il ribosoma si leghi correttamente all’mRNA.

Question 56

Che ruolo ha l’acido formico nella modificazione della metionina nei batteri?

Answer 56

L’acido formico si lega al gruppo amminico della metionina per formare la formil-metionina, che è il primo amminoacido incorporato durante la traduzione nei batteri.

Question 57

Qual è la funzione del fattore eIF4G nel ciclo della traduzione eucariotica?

Answer 57

Il fattore eIF4G si lega sia al CAP 5’ dell’mRNA che alla coda di poli-A tramite PABP, facilitando la formazione di un anello di poliribosoma e accelerando la traduzione della stessa proteina.

Question 58

Cos’è un Internal Ribosome Entry Site (IRES)?

Answer 58

L’IRES è una sequenza di RNA presente nell’mRNA che consente ai ribosomi di legarsi e iniziare la traduzione direttamente su questa sequenza, senza passare attraverso il CAP 5’ dell’mRNA.

Question 59

Qual è la funzione principale dell’IRES negli mRNA virali?

Answer 59

Negli mRNA virali, l’IRES permette la traduzione di più proteine da un singolo mRNA, facilitando l’espressione di proteine polifunzionali o multi-cistroniche tipiche dei virus.

Question 60

Come può l’IRES essere utilizzato come strumento di monitoraggio della traduzione?

Answer 60

L’IRES può essere utilizzato per inserire una proteina reporter, come la GFP, in un mRNA. Questo consente di monitorare l’espressione della proteina reporter in relazione alla traduzione della proteina principale, poiché entrambe vengono tradotte con uguale efficienza.

Question 61

In quali condizioni l’IRES diventa particolarmente utile per la cellula?

Answer 61

Durante la mitosi, quando la traduzione del CAP 5’ è ridotta a causa della defosforilazione di eIF4E, l’IRES consente la traduzione di proteine essenziali che potrebbero essere bloccate in altre fasi del ciclo cellulare.

Question 62

Qual è la funzione difensiva dell’IRES contro le infezioni virali?

Answer 62

Quando i virus distruggono eIF4G per impedire la traduzione dell’mRNA cellulare, l’IRES permette la traduzione di proteine cellulari essenziali, facilitando risposte anti-virali, come l’apoptosi o la produzione di proteine antivirali.

Question 63

Cos’è il Nonsense Mediated mRNA Decay (NMD)?

Answer 63

Il NMD è un meccanismo di controllo della qualità dell’mRNA che distrugge gli mRNA che contengono codoni di stop prematuri, generalmente causati da splicing errato o mutazioni.

Question 64

Qual è il ruolo delle proteine che marcano i bordi esone-esone durante lo splicing?

Answer 64

Le proteine che marcano i bordi esone-esone servono a garantire che l’mRNA maturo sia corretto. Queste proteine rimangono attaccate ai bordi esone-esone mentre l’mRNA è nel citoplasma.

Question 65

Cosa accade quando il ribosoma incontra uno stop-codon prima dell’ultimo esone?

Answer 65

Se il ribosoma incontra uno stop-codon prima dell’ultimo esone, segnala che l’mRNA è difettoso. Il ribosoma recluta esonucleasi per degradare l’mRNA, prevenendo la produzione di proteine errate.

Question 66

Come il NMD riconosce e distrugge gli mRNA contenenti mutazioni nonsense?

Answer 66

Il NMD identifica mRNA contenenti codoni di stop prematuri, che si trovano prima dell’ultimo esone. Questi mRNA vengono degradati perché indicano errori di splicing o mutazioni che portano a proteine incomplete o non funzionali.

Question 67

Qual è la differenza principale tra la gestione degli mRNA normali e quelli con mutazioni nonsense?

Answer 67

Gli mRNA normali hanno codoni di stop posizionati correttamente e vengono tradotti completamente. Gli mRNA con mutazioni nonsense hanno codoni di stop prematuri e sono distrutti dal NMD per prevenire la produzione di proteine difettose.

Question 68

In quali casi il NMD non interviene anche se ci sono codoni di stop?

Answer 68

Il NMD non interviene se il codone di stop si trova dopo l’ultimo esone dell’mRNA. In questi casi, l’mRNA è considerato corretto, anche se contiene un codone di stop non previsto.

Question 69

Come contribuisce il NMD alla qualità dell’mRNA?

Answer 69

Il NMD aiuta a mantenere la qualità dell’mRNA eliminando trascritti con errori di splicing o mutazioni che potrebbero produrre proteine non funzionali o dannose per la cellula.

Question 70

Qual è un esempio pratico dell’uso dell’IRES nella ricerca scientifica?

Answer 70

L’IRES è usato per costruire vettori di espressione che includono reporter fluorescenti, come la GFP, per monitorare l’attività di geni e la traduzione di proteine in diverse condizioni cellulari o sperimentali.

Question 71

Perché l’IRES è importante durante la mitosi?

Answer 71

Durante la mitosi, la traduzione basata sul CAP è inibita, ma l’IRES permette comunque la traduzione di proteine essenziali che sono necessarie per la divisione cellulare e altre funzioni mitotiche.

Question 72

Come il NMD gestisce le anomalie dell’mRNA derivanti da errori di splicing?

Answer 72

Il NMD riconosce e distrugge mRNA che contiene segnali di errore derivanti da splicing improprio, prevenendo l’espressione di proteine che potrebbero risultare da trascritti incompleti o mal elaborati.

Question 73

Qual è la funzione principale dell’RNA interference (iRNA) nei meccanismi cellulari?

Answer 73

L’RNA interference (iRNA) è un meccanismo di regolazione genica che riduce o silenzia l’espressione di geni specifici tramite degradazione dell’mRNA o inibizione della traduzione, utilizzando piccole molecole di RNA come miRNA e siRNA.

Question 74

Quali sono i principali tipi di RNA coinvolti nell’RNA interference?

Answer 74

I principali tipi di RNA coinvolti sono i miRNA (microRNA) e i siRNA (small interfering RNA). I miRNA sono RNA non codificanti che regolano l’espressione genica attraverso appaiamenti imperfetti, mentre i siRNA derivano da RNA a doppio filamento e sono noti per la loro complementarità completa con l’mRNA target.

Question 75

Che cosa scoprì Richard Jorgenson riguardo al fenomeno della co-soppressione?

Answer 75

Richard Jorgenson scoprì che cercando di over-esprimere un gene per il colore nei fiori, si ottenevano risultati inattesi di fiori bianchi o variegati a causa di un fenomeno chiamato co-soppressione, che è una forma di silenziamento genico post-trascrizionale (PTGS).

Question 76

Quale fu la scoperta principale di Fire e Mello nel 1993 riguardo alla silenzianza genica nei vermi C. elegans?

Answer 76

Fire e Mello scoprirono che l’introduzione di RNA a doppio filamento in C. elegans portava alla degradazione dell’mRNA corrispondente e all’inattivazione del gene di interesse. Questo fenomeno, chiamato RNA interference (iRNA), si propagava alle generazioni successive e fu fondamentale per il riconoscimento del meccanismo.

Question 77

Come funziona il complesso RISC nell’RNA interference?

Answer 77

Il complesso RISC (RNA-Induced Silencing Complex) contiene piccoli RNA come miRNA e siRNA associati alla proteina AGO2. Questo complesso riconosce e si lega all’mRNA target, inducendo il silenziamento genico attraverso la degradazione dell’mRNA o l’inibizione della traduzione.

Question 78

Qual è la differenza tra miRNA e siRNA in termini di origine e funzione?

Answer 78

I miRNA (microRNA) derivano da pre-miRNA che formano strutture a stem-loop e regolano l’espressione genica attraverso appaiamenti parziali con l’mRNA target. I siRNA (small interfering RNA) derivano da RNA a doppio filamento e hanno una complementarità completa con il loro mRNA target, inducendo la sua degradazione.

Question 79

Come viene generato un miRNA e quali sono le sue principali fasi di processamento?

Answer 79

Un miRNA viene inizialmente trascritto come parte di un pre-miRNA con una struttura a stem-loop. Questo pre-miRNA viene processato dal complesso Drosha/DGCR8 nel nucleo per formare un pre-miRNA a doppio filamento, che poi viene esportato nel citoplasma e ulteriormente processato da Dicer per generare il miRNA maturo a singolo filamento.

Question 80

Che cosa sono i mirtroni e quale ruolo giocano nella biogenesi dei miRNA?

Answer 80

I mirtroni sono miRNA che si trovano all’interno degli introni e sono trascritti come parte di RNA primario con una struttura a stem-loop. Questi mirtroni vengono poi processati per formare miRNA maturo. Questo processo consente la produzione di miRNA a partire da sequenze introniche.

Question 81

Come i miRNA regolano più mRNA diversi e qual è il concetto di ‘complementarità imperfetta’?

Answer 81

I miRNA possono regolare più mRNA diversi grazie alla complementarità imperfetta tra il miRNA e l’mRNA target. Questo significa che i miRNA non devono essere perfettamente complementari all’intero mRNA target ma possono riconoscere e silenziare più mRNA attraverso regioni non completamente complementari, particolarmente nella zona 3’ UTR dell’mRNA.

Question 82

Qual è il ruolo della regione 3’ UTR nell’interazione tra miRNA e mRNA?

Answer 82

La regione 3’ UTR dell’mRNA è importante per l’interazione con i miRNA perché contiene le sequenze target per il miRNA. Una lunga 3’ UTR fornisce ampio spazio per il legame del miRNA e per l’efficace silenziamento dell’espressione genica tramite il complesso RISC.

Question 83

Come è stato scoperto il primo esempio di miRNA endogeno e quale gene è stato studiato?

Answer 83

Il primo esempio di miRNA endogeno è stato scoperto studiando il gene lin-4 in C. elegans. Lin-4 produce un miRNA di circa 22 nucleotidi che regola l’espressione del gene lin-14, dimostrando che i miRNA possono bloccare la traduzione di mRNA specifici all’interno della cellula.

Question 84

Quali sono le principali applicazioni dell’RNA interference nella medicina e nella ricerca scientifica?

Answer 84

L’RNA interference è utilizzata per sviluppare terapie geniche, studiare il ruolo di geni specifici in malattie, progettare modelli cellulari per malattie genetiche e oncologiche, e creare farmaci. È anche impiegata per modulare l’espressione genica in esperimenti e per studi su risposte cellulari e meccanismi patogenetici.

Question 85

Come i miRNA sono catalogati e studiati nella ricerca genica?

Answer 85

I miRNA sono catalogati in database specializzati che forniscono informazioni sulle loro sequenze, funzioni e target. Programmi bioinformatici e strumenti di sequenziamento sono utilizzati per identificare e predire nuovi miRNA, analizzare le loro interazioni con mRNA e comprendere il loro ruolo nella regolazione genica.

Question 86

Qual è l’impatto dei miRNA sull’espressione della proteina p21 e quale esempio di miRNA regola la p21?

Answer 86

La proteina p21, che è coinvolta nel controllo del ciclo cellulare e nella risposta all’invecchiamento, è regolata da almeno 28 miRNA diversi. Questi miRNA influenzano l’espressione della p21 sia attivandola che disattivandola, dimostrando l’effetto combinatorio e complesso della regolazione da parte dei miRNA.

Question 87

Quali sono i passaggi specifici nella prima fase della biogenesi dei miRNA?

Answer 87

Nella prima fase della biogenesi dei miRNA, un gene per miRNA è trascritto dalla RNA polimerasi II per formare un Pri-miRNA. Questo trascritto primario contiene una struttura a stem-loop, che è successivamente processata da Drosha (o DCGR8 nei mammiferi) in Pre-miRNA. Drosha riconosce il tratto ad anello e conserva la struttura stem-loop, aggiungendo un 5’P, 3’OH e un overhang di due nucleotidi al 3’.

Question 88

Qual è la funzione specifica di Drosha e DCGR8 nella biogenesi dei miRNA?

Answer 88

Drosha e DCGR8 sono endonucleasi che riconoscono e tagliano il Pri-miRNA per formare il Pre-miRNA. Drosha agisce nel nucleo, mentre DCGR8 collabora con Drosha in mammiferi. Questi enzimi rimuovono il loop dell’anello e formano il Pre-miRNA con una sporgenza di due nucleotidi al 3’.

Question 89

Come avviene il trasporto del Pre-miRNA al citoplasma e qual è il ruolo dell’Esportina 5?

Answer 89

Il Pre-miRNA viene trasportato dal nucleo al citoplasma grazie all’Esportina 5, una proteina che riconosce e lega il Pre-miRNA e medica il suo passaggio attraverso il poro nucleare. L’Esportina 5 funziona in collaborazione con RanGTP per facilitare il trasporto.

Question 90

Qual è il ruolo specifico di DICER nella fase di processamento del miRNA nel citoplasma?

Answer 90

DICER, in associazione con il cofattore TRBP, processa il Pre-miRNA nel citoplasma, rimuovendo il loop e generando piccoli frammenti di RNA a doppio filamento (miRNA duplex). DICER taglia l’RNA in pezzi di circa 20-25 nucleotidi di lunghezza, preparando i miRNA per l’inclusione nel complesso RISC.

Question 91

Che cosa avviene dopo la formazione dei piccoli segmenti di miRNA e come si lega AGO2 al miRNA?

Answer 91

Dopo la formazione dei piccoli segmenti di miRNA, uno dei due filamenti del duplex viene selezionato come filamento guida (guide RNA strand) e viene incorporato nel complesso RISC insieme alla proteina AGO2. AGO2 è responsabile della selezione e del rilascio del filamento guida, mentre l’altro filamento viene degradato.

Question 92

Come si differenzia l’azione dei miRNA dal processo di mRNA cleavage mediato dai siRNA?

Answer 92

I miRNA, quando si appaiono in modo imperfetto con il loro mRNA target, portano principalmente a una repressione della traduzione e talvolta alla degradazione dell’mRNA. Invece, i siRNA si legano in modo altamente specifico e perfetto all’mRNA target, portando alla sua degradazione (cleavage) senza influenzare il gene stesso.

Question 93

Qual è il significato della ‘high stringency’ nei siRNA rispetto ai miRNA?

Answer 93

La ‘high stringency’ nei siRNA si riferisce al loro appaiamento preciso e completo con l’mRNA target, che porta alla degradazione diretta dell’mRNA. Al contrario, i miRNA operano con una complementarità imperfetta, influenzando la traduzione e talvolta la stabilità dell’mRNA senza una degradazione completa.

Question 94

Che cosa sono i mirtroni e come si formano rispetto ai miRNA canonici?

Answer 94

I mirtroni sono una classe di miRNA non canonici che derivano dagli introni. Essi sono processati come pri-miRNA, ma provengono da una struttura intronica con esoni. Dopo lo splicing, il lariat dell’introne viene staccato e processato in modo simile ai pri-miRNA, formando il mirtron maturo che interagisce con RISC.

Question 95

Quali sono le differenze specifiche tra i miRISC e l’activated RISC in termini di meccanismo di azione?

Answer 95

miRISC è un complesso che può causare degradazione dell’mRNA tramite esonucleasi come CCR4 e CAF1, che agiscono sulla coda del poli-A. Activated RISC, invece, può bloccare la traduzione dell’mRNA target senza degradarlo, agendo tramite un’interazione imperfetta con il miRNA.

Question 96

Quali sono i nove meccanismi di inibizione che RISC può utilizzare per influenzare l’espressione genica?

Answer 96

I nove meccanismi di inibizione da parte di RISC includono: 1) degradazione dell’mRNA; 2) repressione della traduzione; 3) inibizione della trascrizione; 4) aumento della stabilità dell’mRNA; 5) competizione per il legame a fattori di trascrizione; 6) alterazione dell’accesso al sito di traduzione; 7) blocco del legame di proteine di traduzione; 8) regolazione negativa di trascrittori; 9) regolazione della disponibilità di mRNA per il legame ai ribosomi.

Question 97

Come i miRNA contribuiscono al mantenimento della stemness nelle cellule staminali?

Answer 97

I miRNA regolano il mantenimento della stemness nelle cellule staminali controllando l’espressione di fattori di trascrizione e proteine che sono cruciali per la pluripotenza e la capacità di auto-rinnovamento. Regolano anche il bilanciamento tra la proliferazione e la differenziazione delle cellule staminali.

Question 98

Qual è l’effetto fenotipico della delezione di un singolo miRNA rispetto alla sua famiglia?

Answer 98

La delezione di un singolo miRNA di una famiglia generalmente ha un effetto fenotipico minimo a causa della ridondanza funzionale. Tuttavia, la delezione simultanea di tutti i miRNA di una stessa famiglia può avere effetti più marcati, dimostrando l’importanza della completa famiglia di miRNA per la regolazione fenotipica.

Question 99

Quali sono le conseguenze della mancanza di miRNA nella regolazione dei trasposoni?

Answer 99

La mancanza di miRNA può portare a una mobilità eccessiva dei trasposoni, che può causare instabilità genetica e problemi nella segregazione cromosomica. I miRNA sopprimono la mobilità dei trasposoni per prevenire la loro dispersione e l’integrazione in regioni geniche critiche.

Question 100

Che cosa sono i ceRNAs e quale ruolo svolgono nella regolazione genica?

Answer 100

I ceRNAs (competing endogenous RNAs) sono RNA che competono con i mRNA per il legame con i miRNA. Funzionano come ‘spugne’, legandosi ai miRNA e impedendo loro di regolare i loro target mRNA. Questo può portare alla sovraespressione dei geni target dei miRNA che sono legati ai ceRNAs.

Question 101

Come i ceRNAs influenzano la regolazione dei miRNA e dei geni target?

Answer 101

I ceRNAs attraggono i miRNA attraverso legami di complementarità, riducendo la quantità di miRNA disponibile per interagire con altri mRNA. Questo può sollevare la repressione sui geni target dei miRNA, permettendo la loro espressione e codifica.

Question 102

Che cosa sono gli RNA circolari e come si formano?

Answer 102

Gli RNA circolari sono una classe di RNA che si formano quando l’estremità 3’ di un esone si unisce all’estremità 5’ di un altro esone, creando una struttura ad anello anziché una linea retta. Questo avviene tramite uno splicing alternativo che connette le estremità lontane tra loro.

Question 103

Qual è la differenza principale tra RNA circolari e RNA lineari?

Answer 103

Gli RNA circolari differiscono dagli RNA lineari per la loro struttura a forma di anello, risultante dall’unione delle estremità 3’ e 5’ di esoni diversi. Questa struttura li rende meno suscettibili alla degradazione da parte delle esonucleasi, rispetto agli RNA lineari.

Question 104

In che modo gli RNA circolari possono influenzare la regolazione dei miRNA?

Answer 104

Alcuni RNA circolari funzionano come ceRNAs, assorbendo i miRNA in eccesso e prevenendo che essi regolino i loro target mRNA. Per esempio, nei neuroni, gli RNA circolari possono legarsi ai miR-7, permettendo la produzione di proteine che altrimenti sarebbero bloccate dai miR-7.

Question 105

Qual è il ruolo del Ribosome Profiling nella differenziazione tra trascrittoma e proteoma?

Answer 105

Il Ribosome Profiling permette di identificare quali mRNA sono effettivamente tradotti in proteine. Questo metodo consiste nel purificare l’mRNA legato ai ribosomi, rimuovere l’RNA in eccesso, e sequenziare i frammenti di RNA bloccati dai ribosomi, fornendo una visione della traduzione reale e del turnover proteico.

Question 106

Come il Ribosome Profiling contribuisce a capire la quantità di proteina prodotta da un gene?

Answer 106

Il Ribosome Profiling consente di determinare la quantità di mRNA che è attivamente tradotto in proteina in un momento dato, offrendo informazioni su quali mRNA sono legati ai ribosomi e quanto spesso vengono tradotti, quindi differente dalla semplice misurazione del trascrittoma.

Question 107

Quali sono i passaggi fondamentali nel processo di Ribosome Profiling?

Answer 107

1. Purificazione dell’mRNA legato ai ribosomi. 2. Rimozione dell’RNA in eccesso tramite nucleasi. 3. Sequenziamento dei frammenti di RNA protetti dai ribosomi, utilizzando il footprinting per allineare questi frammenti sulla sequenza del genoma e identificare la traduzione dei geni.

Question 108

Che cosa si intende per turnover proteico e perché è importante?

Answer 108

Il turnover proteico si riferisce alla vita utile di una proteina dalla sua sintesi fino alla sua degradazione. È importante perché influenza la quantità e la disponibilità delle proteine nella cellula, fornendo informazioni su come le proteine vengono regolate e mantenute nel tempo.

Question 109

Quali sono le tecniche di laboratorio utilizzate per studiare l’effetto dei miRNA sulla traduzione delle proteine?

Answer 109

1. Loss-of-function study: utilizza iRNA per silenziare la produzione di una proteina. 2. In vitro transcription: produce RNA chimicamente. 3. Antagomeri/anti-miR/blockmir: piccoli oligonucleotidi progettati per inibire i miRNA e ripristinare la traduzione dell’mRNA target.

Question 110

Come possono essere utilizzati i miRNA e i ceRNAs nella terapia genica?

Answer 110

I miRNA e i ceRNAs possono essere utilizzati per regolare l’espressione genica attraverso l’uso di antagomeri per silenziare miRNA specifici, o inserendo ceRNAs per alterare l’equilibrio miRNA e promuovere l’espressione genica desiderata. Alcune malattie genetiche possono essere trattate con queste tecniche per correggere la disregolazione genica.

Question 111

Quali sono i metodi per creare un fenocopia della mutazione tramite miRNA?

Answer 111

Per creare una fenocopia della mutazione, si può introdurre un miRNA specifico nella cellula che blocca la traduzione del gene target, imitando gli effetti di una mutazione genetica senza alterare il gene stesso. Questo può essere fatto sintetizzando nuovi miRNA o modificando quelli esistenti per mirare a specifici messaggeri.