Lezione 9 Flashcards
Cos’è una mutazione?
Una mutazione è un cambiamento nella sequenza di una o più coppie di basi del DNA rispetto alla sequenza standard del genoma umano. Essa può essere sia il cambiamento stesso (allele mutante) sia il processo attraverso il quale questo cambiamento avviene.
Qual è la differenza tra una mutazione e un allele mutante?
Una mutazione è il cambiamento nella sequenza del DNA, mentre un allele mutante è la versione modificata di un allele originariamente presente nel genoma, risultante da tale mutazione.
Che cosa si intende per sequenza standard del genoma umano?
La sequenza standard del genoma umano, oggi definita attraverso il sequenziamento del DNA, è il riferimento per identificare le mutazioni. In passato, la sequenza standard era definita come quella più frequente nella popolazione, nota come tipo ‘wild type’ o ‘selvatico’.
Qual è la differenza tra una variante comune e una rara nella genetica umana?
Una variante comune è quella che si presenta con una frequenza superiore all’1% nella popolazione, mentre una variante rara è meno frequente, con una presenza di circa 1 su 50.000 individui o meno.
Che cosa è il polimorfismo genetico?
Il polimorfismo genetico è una variante genetica che è relativamente comune nella popolazione, definita come una variante che si presenta con una frequenza maggiore dell’1%.
Qual è l’importanza di identificare varianti comuni rispetto a varianti rare?
Le varianti comuni tendono a essere meno patologiche e meno impattanti sulla salute rispetto alle varianti rare, che possono essere più frequentemente associate a malattie genetiche gravi o incompatibili con la vita.
Quali furono le conclusioni dell’esperimento di Luria e Delbrück del 1943?
L’esperimento dimostrò che le mutazioni nei batteri non erano causate dalla necessità, ma avvenivano casualmente prima del contatto con il virus. I batteri mutanti erano già presenti prima dell’inoculazione con il virus, confermando che le mutazioni sono casuali.
Come è stato progettato l’esperimento di Luria e Delbrück?
Luria e Delbrück inocularono un numero limitato di batteri sensibili ai batteriofagi in tubi di coltura separati e, dopo una crescita, li esaminarono per determinare se la resistenza ai virus fosse casuale o preesistente. Osservarono una variabilità nella resistenza, confermando che le mutazioni erano già presenti prima dell’esposizione ai fagi.
Cos’è la Sib-Selection e come viene utilizzata per studiare le mutazioni?
La Sib-Selection è una tecnica per identificare batteri mutanti che non possono crescere in assenza di un amminoacido essenziale. Si trasferiscono colonie di batteri da una piastra con amminoacidi su una piastra senza amminoacidi, utilizzando uno stampo di velluto. Le colonie che non crescono sono quelle mutanti.
Qual è l’obiettivo della tecnica Sib-Selection?
L’obiettivo della Sib-Selection è identificare batteri mutanti che non possono sintetizzare un amminoacido essenziale, confrontando la crescita delle colonie in terreni con e senza amminoacidi, per isolare e confermare la presenza di mutazioni specifiche.
Qual è la conclusione principale degli esperimenti di Luria e Delbrück e della Sib-Selection?
Entrambi gli esperimenti dimostrarono che le mutazioni avvengono casualmente e non sono causate dalla necessità ambientale. L’ambiente seleziona semplicemente le mutazioni che conferiscono un vantaggio, come la resistenza a un virus o la capacità di crescere senza un amminoacido specifico.
Quali sono i due principali tipi di errori di incorporazione durante la replicazione del DNA?
I due principali tipi di errori di incorporazione durante la replicazione del DNA sono i mismatches (appaiamenti errati di basi) e gli slippage (scivolamenti di lettura che causano inserzioni o delezioni di basi).
Come avviene un mismatch durante la replicazione del DNA?
Un mismatch avviene quando una base errata viene incorporata durante la replicazione del DNA, ad esempio una timina al posto di una citosina. Questo errore crea una distorsione nella doppia elica che può essere corretta dal sistema di riparazione del mismatch.
Qual è il ruolo della funzione di proofreading della DNA polimerasi?
La funzione di proofreading della DNA polimerasi rileva e corregge le basi errate appena incorporate durante la replicazione, riducendo il tasso di errore della replicazione.
Cos’è il replication slippage e come contribuisce a mutazioni?
Il replication slippage è un fenomeno in cui la DNA polimerasi perde temporaneamente il suo allineamento durante la replicazione di sequenze di basi ripetute, causando inserzioni o delezioni di basi e provocando mutazioni chiamate frameshift.
Qual è la differenza tra un mismatch e un frame-shift?
Un mismatch è un errore di appaiamento di basi in cui una base errata è incorporata nella sequenza, mentre un frame-shift è causato da un inserimento o una delezione di nucleotidi non divisibile per 3, alterando la lettura del codice genetico.
Qual è la frequenza tipica degli errori di incorporazione di basi durante la replicazione del DNA?
La frequenza degli errori di incorporazione di basi durante la replicazione è di circa 1 ogni milione di basi, ma i meccanismi di proofreading riducono questo tasso a circa 1 ogni miliardo di basi.
Come funziona il sistema di correzione del mismatch nei batteri?
Il sistema di correzione del mismatch nei batteri utilizza le proteine MutS, MutL e MutH per riconoscere e correggere le basi errate. MutS riconosce il mismatch, MutL attiva MutH, e MutH taglia il filamento neosintetizzato non metilato, che viene poi riparato dalla DNA polimerasi I.
Perché il sistema di riparazione del mismatch nei batteri può riconoscere il filamento neosintetizzato?
Il sistema di riparazione del mismatch nei batteri riconosce il filamento neosintetizzato grazie alla metilazione del DNA: il filamento stampo è metilato, mentre il filamento neosintetizzato non lo è immediatamente dopo la replicazione.
Qual è la funzione della DAM-metilasi nella riparazione del mismatch?
La DAM-metilasi metila le adenine nella sequenza GATC del DNA. Questo processo di metilazione distingue tra il filamento vecchio (già metilato) e il filamento neosintetizzato (non ancora metilato), aiutando così il sistema di riparazione a riconoscere il filamento da correggere.
Come avviene la correzione dei mismatch nella sequenza GATC?
Nella sequenza GATC, il sistema di riparazione utilizza MutS per legarsi al mismatch, MutL per reclutare MutH, che poi taglia il filamento neosintetizzato non metilato. La DNA polimerasi I riempie il gap e la ligasi chiude il DNA riparato.
Che cosa sono i trasposoni e quali tipi di trasposoni esistono?
I trasposoni sono elementi genetici mobili che possono spostarsi all’interno del genoma. Esistono due principali tipi di trasposoni: quelli a DNA, che si spostano direttamente, e quelli a RNA, che vengono trascritti in RNA e poi retrotrascritti in DNA per essere integrati in una nuova posizione.
Come influiscono i trasposoni sul genoma?
I trasposoni possono influire sul genoma causando mutazioni sia nella posizione di origine (dove vengono rimossi) sia nella posizione finale (dove vengono inseriti). Questo può alterare la sequenza genica e la funzione dei geni vicini.
Quali sono le principali classi di trasposoni e come differiscono tra loro?
Le principali classi di trasposoni sono i trasposoni a DNA (come i trasposoni di tipo I e II) che si spostano direttamente e i retrotrasposoni che si spostano tramite un intermediario a RNA. I retrotrasposoni includono i LINEs e i SINEs.
Come vengono studiati i trasposoni nei laboratori?
I trasposoni vengono studiati nei laboratori utilizzando tecniche di mutagenesi per inserire trasposoni in genomi di interesse e analizzare le conseguenze sulla funzione genica e la struttura del DNA.
Qual è il ruolo dei trasposoni nella variabilità genetica?
I trasposoni contribuiscono alla variabilità genetica introducendo mutazioni nel genoma, che possono avere effetti fenotipici variabili e influenzare l’evoluzione e l’adattamento delle specie.
Quali sono le principali funzioni delle proteine MutSα e MutSβ negli eucarioti?
MutSα (MSH2/MSH6) è coinvolta nella correzione dei mismatch di singole basi e dei piccoli inserimenti/delezioni. MutSβ (MSH2/MSH3) gestisce principalmente i danni da frameshift causati da lunghe sequenze ripetitive di nucleotidi.
Qual è la funzione di MutLα
MutLβ e MutLγ negli eucarioti?
Come avviene il riconoscimento del filamento neosintetizzato durante la riparazione del mismatch negli eucarioti?
Nella riparazione del mismatch negli eucarioti, il filamento neosintetizzato è riconosciuto grazie alla presenza di un nick creato dalla rimozione dei primer. Questo nick è più frequente nella lagging strand e si trova entro qualche kb dalla forcella di replicazione nella leading strand.
Che cosa succede se il gene MLH2 è mutato?
Una mutazione nel gene MLH2 compromette la funzione delle proteine MutSα e MutSβ, aumentando drasticamente la frequenza degli errori di replicazione del DNA, poiché MLH2 è una componente cruciale di entrambe le proteine.
