MUTAZIONI. -Spontanee. -appaiamenti vacillanti*, depurinazione, deaminazione e sequenze ripetute portano ad errori durante la replicazione

Transcript

1 MUTAZIONI -Spontanee -appaiamenti vacillanti*, depurinazione, deaminazione e sequenze ripetute portano ad errori durante la replicazione -errori durante il riparo -errori durante la meiosi -Indotte -agenti fisici: radiazioni ionizzanti, raggi UV -agenti chimici: analoghi di basi, modificatori, intercalanti -virus oncogenetici ** * **

2 (fanno fronte ai diversi tipi di danno del DNA, utilizzando enzimi per compiere le correzioni) E fondamentale che le cellule possiedano dei meccanismi di riparazione del DNA che permettano di eliminare immediatamente eventuali danni spontanei o indotti che il DNA subisce continuamente, garantendo così la stabilità genetica degli individui. CORREZIONE DI BOZZE Rimozione degli errori che si verificano durante la replicazione ad opera della attività esonucleasica 3 5 della DNA- POLIMERASI. RIPARO DEL DNA CORREZIONE DI BOZZE CORREZIONE DEGLI ACCOPPIAMENTI SBAGLIATI RIPARO PER ESCISSIONE

3 CORREZIONE DEGLI ACCOPPIAMENTI SBAGLIATI -Rimuove gli errori del processo di replicazione sfuggiti alla correzione di bozze. -Riconosce la distorsione dell'elica quando si affrontano 2 basi non complementari -Il sistema riconosce e rimuove il nucleotide sbagliato soltanto sul nuovo filamento dove è avvenuto l'errore perchè le basi sono meno metilate (CH 3 ) che sul filamento stampo

4 RIPARO PER ESCISSIONE 1) Escissione di nucleotidi Rimozione di un piccolo tratto di DNA contenente qualche grossa lesione (reazioni del DNA con grossi idrocarburi, dimeri di pirimidina, etc ) -taglio -escissione -riempimento del tratto - ricongiunzione

5

6 Capacità di esprimersi dell informazione genetica DNA (linguaggio chimico=nucleotidi) TRASCRIZIONE RNA (linguaggio chimico=nucleotidi) TRADUZIONE PROTEINE (linguaggio chimico=aminoacidi) PROCARIOTI EUCARIOTI TRASCRIZIONE (citoplasma) (nucleo) (RNA) TRADUZIONE (citoplasma) (citoplasma) (PROTEINE)

7

8 Confronto DNA/RNA: RNA = 1 solo filamento (con strutture secondarie) zucchero RIBOSO anzichè desossi-riboso basi: A, C, G, e U (uracile) al posto di T Tipi di RNA mrna (messaggero): porta l'informazione precisa di come sarà costituita la proteina cioè la sequenza degli aminoacidi trna (trasporto): i diversi trna trasportano i diversi amminoacidi (specificità tra trna e aminoacidi) rrna (ribosomiale): insieme alle proteine ribosomiali costituiscono i RIBOSOMI officina funzionale dove vengono sintetizzate le proteine.

9 La trascrizione è sintetizzati RNA. una reazione di polimerizzazione per mezzo della quale vengono Gli RNA vengono sintetizzati copiando un singolo filamento di DNA (detto filamento di stampo) secondo la legge della complementarietà (con l unica eccezione che A è complementare ad U). Il filamento di RNA sarà complementare al filamento di stampo e uguale al filamento non copiato detto di senso. Per semplicità il gene viene indicato come il filamento di senso. La sintesi avviene in direzione 5' 3'. 5 CCGGAAGGCT 3' filamento di senso 3 GGCCTTCCGA 5' filamento di stampo 5 CCGGAAGGCU 3' RNA L'enzima che sintetizza RNA è la RNA-POLIMERASI capace di iniziare la sintesi dal primo nucleotide (la RNA-polimerasi non necessita quindi del primer. Vengono utilizzati nucleotidi trifosfati per fornire energia (ATP, UTP, CTP, GTP).

10

11 La polimerasi deve trascrivere una determinata sequenza di DNA corrispondente ad un gene. A monte della zona che dovrà essere trascritta esiste una zona di regolazione per il preciso e corretto attacco dell'rna polimerasi. Tale zona di regolazione è detta PROMOTORE. I nucleotidi del promotore a partire dal sito di inizio di trascrizione vengono numerati con numeri negativi (-1, -2, -3, ). I nucleotidi trascritti a partire dal sito di inizio di trascrizione vengono numerati con numeri positivi (+1, +2, +3, )

12 Il processo di trascrizione ha le seguenti caratteristiche: a) il DNA è complessato con proteine istoniche che devono essere temporaneamente allontanate per permettere la trascrizione; b) la trascrizione avviene nel nucleo c) Esistono 3 tipi di RNA-polimerasi: RNA-polimerasi I per rrna 28S*, 18S*, 5,8S* (nel nucleolo) RNA-polimerasi II per mrna (nel nucleo) EUCARIOTI RNA-polimerasi III per trna e rrna 5S* (nel nucleo) d) è richiesta la presenza di Fattori Trascrizionali Generali perché le RNA-polimerasi possano iniziare la trascrizione, in quanto non esiste il corrispondente del fattore sigma; e) gli RNA trascritti (PRIMARI) debbono subire delle trasformazioni (MATURAZIONE) prima di passare nel citoplasma ed essere funzionali. f) trascrizione e traduzione non sono contemporanee perché la traduzione avviene nel citoplasma dove migrano i trascritti maturi *I ribosomiali si misurano in unità Svenberg che misurano la massa poiché non è possibile determinare l'alto numero di nucleotidi. Sono molto grandi e presentano una struttura secondaria

13 RNA-POLIMERASI I Si trova nel nucleolo 1) Il DNA contenente i geni per gli rrna si trova nel nucleolo. 2) Trascrive nel nucleolo un filamento precursore 45S da cui vengono poi ritagliati i tre rrna: 28S, 18S, 5,8S. 3) Le proteine ribosomiali vengono prodotte nel citoplasma e successivamente rientrano nel nucleo e quindi nel nucleolo dove si assemblano con i rispettivi rrna per dare le due subunità ribosomiali.

14 RNA-POLIMERASI II INIZIO Si trova nel nucleo. Trascrive RNA primari (hnrna) che verranno modificati (maturazione) per dare mrna funzionanti. Trascrive alcuni snrna interessati nella maturazione -Per iniziare ha bisogno di fattori trascrizionali generali (D, B, F, E, H). -Tali fattori si legano al promotore (TATAbox) e alla RNA Polimerasi II mediando il corretto posizionamento della polimerasi stessa. Regolazione della trascrizione: In eucarioti fattori trascrizionali specifici si legano a sequenze presenti distalmente sul DNA (promotori distali) e regolano l inizio di trascrizione andando ad interagire con i fattori trscrizionali generali costringendo il DNA a ripiegarsi

15 RNA-POLIMERASI III Si trova nel nucleo. 1)Trascrive i diversi trna e l' rrna 5S (unico ribosomiale non prodotto nel nucleolo dove poi migrerà). Trascrive inoltre alcuni snrna. 2) Le zone regolatrici di attacco dei fattori trascrizionali e RNA-polimerasi non sono a monte del trascritto ma a valle: Promotori Interni. RNA polimerasi I, II, III RNA polimerasi Localizzazione Prodotti I Nucleolo rrna 28S, 18S, 5.8S II Nucleo hnrna (RNA immaturi) mrna alcuni snrna (piccoli RNA nucleari) III Nucleo trna rrna 5S alcuni snrna Molte polimerasi si legano in sequenza al DNA per cui molti filamenti di RNA vengono trascritti dallo stesso gene in breve tempo

16 MATURAZIONE del trascritto primario (hnrna) Durante l allungamento e la terminazione iniziano i processi di maturazione che porteranno all mrna 1) Al 5' viene aggiunto un nucleotide (7-metilguanosina) detto Cappuccio con funzione di protezione dalla degradazione e funzione specifica nella traduzione. 2) Una polimerasi specifica aggiunge al 3' una lunga catena: ( ) nucleotidi di A (poli A) con funzione di protezione dalla degradazione. 3) L'hnRNA è costituito da sequenze dette esoni (codificanti) e sequenze dette introni (non codificanti). Grazie ad un complesso (spiliceosoma) che prevede l'intervento di ribonucleoproteine, piccoli e grandi RNA gli introni vengono escissi e gli esoni vengono saldati tra loro.

17 ALLUNGAMENTO e 1) aggiunta del Capuccio TERMINAZIONE e 2) Poliadenilazione Aggiunta del cappuccio Poliadenilazione

18 3) Rimozione degli introni e saldatura degli esoni (All'estremità 5' e 3' esistono sequenze specifiche e una A a circa 3/4 dell introne che sono punti di riconoscimento per l'escissione delle sequenze introniche). Avviene dapprima un taglio al 5 e la formazione di un laccio tra il 5 e la A Successivamente avviene un taglio al 3 e i due esoni vengono uniti N degli Esoni = N degli Introni -1. Es. 6 esoni e 5 introni: --esone-introne-esone-introne-esone--