PROCESSI Flashcards
REPLICAZIONE/ DUPLICAZIONE SEMI CONSERVATIVA
Attraverso questo processo — durante la FASE S (prima che la cellula si divida) — si ottengono 2 doppie eliche formate da 1 filamento originale + 1 nuovo.
FASE 1: i filamenti si separano
Nei procarioti avviene in 1 punto, negli eucarioti in diversi, grazie ad una serie di enzimi:
— girasi = topoisomerasi, distende l’elica avvolta, il dna è despiralizzato
— elicasi = rompe i legami a idrogeno tra le basi azotate e i filamenti si separano
— SSBP single strand binding proteins = evita che i filamenti si appaiano di nuovo
FASE 2: i filamenti divisi “di stampo” fungono da base per un nuovo filamento
Si formano delle BOLLE DI REPLICAZIONE —-> si generano 2 FORCELLE DI REPLICAZIONE in alto e in basso
FASE 3: la DNA polimerasi aggiunge i nucleotidi ( 5’ -3’ )
filamento guida (dalla madre), corre 3’ - 5’
avviene in maniera continua e senza interruzioni
il punto di attacco è unico, si trova all’inizio
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filamento in ritardo (di neoformazione) , corre 5’ - 3’
in modo discontinuo, viene assemblato a ritroso dalla forcella di replicazione. I segmenti sintetizzati sono chiamati frammenti di okazaki
I primer sintetizzati dalla primasi, contrassegna dove iniziare ad aggiungere
FASE 3: i primer sono eliminati dall’ RNAsi e i frammenti legati attraverso DNA ligasi
TRASCRIZIONE EUCARIOTI
Il messaggio del DNA che viene copiato deve essere trasportato ai RIBOSOMI per la sintesi delle proteine attraverso l’mRNA che deve essere sintetizzato.
E’ catalizzata dall’ enzima RNA polimerasi e si svolge in tre fasi
INIZIO
– la RNA polimerasi si lega al PROMOTORE, in particolare al TATA BOX
– Si sposta lungo il filamento di stampo
ALLUNGAMENTO
– taglia il DNA e aggiunge nucleotidi in direzione 5’ - 3’
– si sposta lungo il filamento stampo.
= SI forma un pre mRNA
TERMINE
L’RNA polimerasi raggiunge il SITO DI TERMINAZIONE e viene rilasciato
MATURAZIONE DELL’ mRNA
L’Mrna formato è un pre - mrna perché non è maturo, per diventare maturo e quindi arrivare ai ribosomi deve:
1 – CAPPING= modifica all’ ESTREMITÀ 5’.
Viene aggiunto un GRUPPO METILE alla GUANINA
(per far si che l’Mrna uscito dal nucleo venga riconosciuto dai ribosomi)
2 – CODA POLI A modifica all’ ESTREMITÀ 3’,
viene aggiunta la CODA POLI A = sequenza di adenine
(per stabilizzare l’Mrna e non farla quindi degradare dagli enzimi del citoplasma + per poterla riutilizzare)
3 – SPRICING= vengono eliminati gli INTRONI
Ora l’mRNA è maturo e può andare al RIBOSOMA contenendo le informazioni per la sintesi delle proteine: il linguaggio dei nucleotidi deve essere TRADOTTO in amminoacidi
TRADUZIONE EUCARIOTE
Ora l’mRNA è maturo e può andare al RIBOSOMA contenendo le informazioni per la sintesi delle proteine: il linguaggio dei nucleotidi deve essere TRADOTTO in amminoacidi
raggiunge i ribosomi e viene decodificato: la successione di codoni determina la SEQUENZA LINEARE FINALE degli amminoacidi della proteina
Il tRNA trasporta l’amminoacido al ribosoma affinchè si inserisca nella catena polipeptidica.
Tale associazione tRNA - CODONE è possibile grazie all’anticodone complementare sul tRNA.
INIZIO = deve formarsi un COMPLESSO DI INIZIO:
1– la SUBUNITÀ MINORE scorre sull’ mRNA (5’ - 3’) finché non trova il CODONE DI INIZIO A U G e si lega ad un FATTORE DI INIZIO
2 – si associa il tRNA che trasporta la METIONINA che come ANTICODONE ha U A C
3 – il complesso di inizio è completo quando le due subunità del ribosoma si uniscono: la SUBUNITÀ MAGGIORE, ha 3 siti E P A
E = exit / P= formazione el legame peptidico / A= attacco/ aggancio
ALLUNGAMENTO
– il 1^ tRNA scorre nella SUBUNITÀ’ MAGGIORE
– il 2^ tRNA entra nel SITO A
– la PEPTI-DILTRANSFERASI catalizza la scissione tRNA - AMMINOACIDO e la formazione del LEGAME PEPTIDICO tra gli amminoacidi
– il 1^ tRNA si stacca
– il 2^ tRNA scorre di una tripletta
– il 3^ tRNA entra nel ribosoma
il processo si ripete man mano
TERMINAZIONE
– nel SITO A del ribosoma entra uno dei tre CODONI DI STOP (UAA - UAG - UGA )
– All’mRNA si lega un FATTORE DI RILASCIO che separa il polipeptide dal ribosoma
il processo continua finché l’intero mRNA non è stato totalmente tradotto. Completata la sintesi della catena polipeptidica,
l’ mRNA si stacca dai ribosomi e viene degradato.
LA STRUTTURA DEI CROMOSOMI (PROCARIOTI)
hanno un patrimonio genetico piuttosto semplice:
– UNICO CROMOSOMA CIRCOLARE in un’area della cellula irregolare detta NUCLEOIDE
– il DNA a doppio filamento a forma di anello
– contiene quasi 4,7 milioni di paia di basi azotate
– completamente svolto è lunga circa un millimetro
la cellula batterica (che contiene il cromosoma) è lunga meno di due micrometri. E’ quindi indispensabile che il dna sia compattato per occupare meno spazio
LA STRUTTURA DEI CROMOSOMI (EUCARIOTI)
Nelle cellule EUCARIOTE il patrimonio genetico
– è in più cromosomi
– all’interno del nucleo
il DNA
– in un unica molecola lineare con due estremità
– completamente svolto è lungo circa 3 - 4 centimetri
– più complesso
– avviene l’ associazione dna - proteine (che svolgono un ruolo strutturale)
– sono presenti numerosi segmenti ripetuti
REGOLAZIONE TRASCRIZIONE EUCARIOTI
i geni degli eucarioti non sono raggruppati in operoni, ogni gene strutturale viene trascritto con sistemi di controllo specifici
L’ RNA polimerasi non prende direttamente il contatto con il DNA, avviene grazie a proteine specifiche ossia 5 FATTORI DI TRASCRIZIONE (GTF) – proteine di regolazione della trascrizione che si legano al promotore per consentire l’attacco dell’ RNA polimerasi
= si forma il COMPLESSO DI PRE - INIZIO, struttura molecolare indispensabile perché cominci la transizione
Esistono geni regolatori: ENHANCER e SILENCER = affinché la trascrizione abbia inizio, occorre che un attivatore si leghi al ENHANCER – che favorisce l’attacco di un FATTORE DI TRASCRIZIONE al TATABOX e quindi la formazione del COMPLESSO DI INIZIO
REGOLAZIONE NELLA TRASCRIZIONE (PROCARIOTI)
La regolazione dell’espressione genica avviene prevalentemente durante la trascrizione. (sintesi di una molecola di mRNA a partire di un DNA di stampo )
I FATTORI DI REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE – PROTEINE CODIFICATE dai geni regolatori, possono agire come repressori o attivatori
REPRESSORI: controllo negativo – impediscono la trascrizione dell’ mRNA
ATTIVATORI: controllo positivo – favoriscono la trascrizione dell’ mRNA
REGOLAZIONE GENICA (EUCARIOTI)
E’ più complessa. I geni non sono praticamente mai organizzati in operoni. La necessità di controllare singolarmente i vari geni, fornisce la possibilità di riutilizzarne alcuni in processi molto differenti.
Esistono
— GENI COSTITUTIVI EUCARIOTICI che codificano proteine sono indispensabili durante l’intero arco della vita cellulare ( es. che codificano x gli ISTONI, per le DNA e RNA polimerasi, per le proteine del CITOSCHELETRO, per i RIBOSOMI e MITOCONDRI ).
— GENI TESSUTO - SPECIFICI che sono implicati nel percorso di differenziamento cellulare o sono tipici delle diverse linee cellulari
LA RELAZIONE TRA CONDENSAZIONE DELLA CROMATINA E GRADO DI ESPRESSIONE GENICA
l’espressione genica dipende dal livello di condensazione della cromatina in stretta relazione con il grado di espressione genica.
La colorazione rivela due tipi di cromatina
— EUCROMATINA: - condensata, colorata debolmente
— ETEROCROMATINA: + condensata, colorata + intensamente
DIVISIONE CELLULARE
Durante la DIVISIONE CELLULARE, tutta la cromatina si presenta in forma compatta x consentire un movimento più agevole dei cromosomi, ma risulta bloccata ogni attività di trascrizione.
INTERFASE
La trascrizione di DNA in RNA avviene durante l’INTERFASE perché la cromatina (eucromatina) è meno condensata ed accessibile all’ RNA polimerasi – durante l’ INTERFASE, l’eucromatina è prevalentemente in molte regioni del DNA dove può avvenire la trascrizione.
TRADUZIONE
la regolazione genica avviene anche a livello della TRADUZIONE
TRASCRIZIONE PROCARIOTI
Nel cromosoma batterico i GENI STRUTTURALI codificano per polipeptidi con funzioni correlate, e sono quindi trascritti in un mRNA
INIZIO
L’ RNA polimerasi aderisce al DNA in un PROMOTORE – sito specifico – e apre l’ elica
ALLUNGAMENTO
l’ RNA in crescita rimane legato allo stampo di DNA attraverso legami a idrogeno
TERMINE
l’ RNA si stacca come filamento singolo
TRADUZIONE PROCARIOTI
Avviene in direzione ( 5’ - 3’ ) della molecola di mRNA.
L’operone è una unità trascrizionale che consente risposte molto rapide
Comprende:
il promotore
l’operatore
uno o più geni strutturali
IL NUCLEOSOMA
Nel nucleo delle cellule EUCARIOTE è presente la CROMATINA condensata nei NUCLEOSOMI
In base alla condensazione della cromatina distinguiamo
EUCROMATINA
Attraversa fasi di condensazione e decondensazione
= Contiene i geni che possono essere trascritti/tradotti
ETEROCROMATINA
sempre condensata e abbondante
= svolge funzioni strutturali e non è MAI trascritta
ETEROCROMATINA COSTITUTIVA: permanentemente condensata
ETEROCROMATINA FACOLTATIVA: può variare il suo stato (condensata= inattiva / rilassata = trascritta).
Questo cambiamento avviene
in base alle diverse fasi embrionali
in base ai diversi tipi cellulari che costituiscono i tessuti
es. CORPO DI BARR:
Durante lo sviluppo embrionale nelle cellule somatiche femminili è presente un doppio cromosoma sessuale X. Sui due cromosomi identici c’è la stessa informazione, quindi è presente un’informazione ridondante. Viene quindi silenziato e diventa eterocromatina facoltativa (chiamato corpo di Barr).
JUNK DNA, dna spazzatura
Il dna dei BATTERI (procarioti) esprime praticamente tutto il genoma – tranne le SEQUENZE SEGNALE e DI REGOLAZIONE
Il dna dell’ UOMO (eucarioti) esprime solo una parte del genoma
solo il 10% del dna codifica per le proteine, circa 21 mila geni codificanti (il 2% del genoma)
la maggior parte del dna è definito JUNK DNA, che sembra inutile o le funzioni sono ancora sconosciute
si può trovare sottoforma di
TRASPOSONI o jumping genes = tratti di dna che si spostano da una parte all’altra del genoma in maniera libera. sono indice di alcune patologie e tumori
PSEUDOGENI = hanno subito trasformazioni, a causa di mutilazioni passate hanno perso la loro funzione originaria e ora non codificano più per le proteine
ci sono ESONI = sequenze codificanti che vengono trascritte in rna / intervallate da INTRONI = sequenze non codificanti che consentono un particolare processo di regolazione dell’espressione genica che sarà analizzata più avanti
sequenze di basi azotate che regolano l’espressione genetica (ad esempio i PROMOTORI che consentono il legame del rna polimerasi al dna per svolgere la trascrizione)
DNA PROFILING
In base alla LUNGHEZZA e al NUMERO DI VOLTE che le sequenze ripetitive si presentano, si distinguono in
— DNA MICROSATELLITE: poche 3-5 basi azotate che si ripetono fino a 100 volte
— DNA MINISATELLITE: più lunghe e si ripetono migliaia di volte (ad esempio il dna che costituisce le estremità di cromosomi – i TELOMERI)
Le ripetizioni in tandem variano all’interno della popolazione, quindi sono utilizzate per creare un profilo del dna – DNA PROFILING – per distinguere gli individui.
Il confronto può avvenire infatti in base alla lughezza dei microsatelliti – POLIMORFISMO DI RIPETIZIONE .
Ogni individuo – tranne i gemelli omozigoti – ha un proprio GENOTIPO (che dipende dalla variabilità genetica dei gameti e la casualità del loro incontro durante la fecondazione).
II genoma di ognuno è sempre differente da quello delle altre persone.
La specificità della sequenza di basi del DNA viene chiamata IMPRONTA GENETICA o dna fingerprinting
Vengono utilizzati ENZIMI DI RESTRIZIONE per tagliare specifici tratti di dna
= si ottengono frammenti di lunghezza diversa ( a causa del differente numero di RIPETIZIONI IN TANDEM). Tali differenze sono messi in evidenza tramite gli ELETTROFORESI SU GEL che separano le molecole.
