REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA"

Transcript

1 REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA

2 Solo una piccola parte dei 4000 geni che costituiscono il genoma batterico o dei circa geni del genoma umano viene espressa in maniera costante (GENI COSTITUTIVI) La quantità dei prodotti genici varia a seconda della specializzazione funzionale e del momento della vita della cellula La modulazione dell espressione genica è importante per la regolazione del metabolismo cellulare e per la creazione ed il mantenimento delle differenze funzionali esistenti tra le cellule durante lo sviluppo Dato l elevato costo energetico della sintesi proteica, la regolazione dell espressione genica è essenziale se la cellula deve utilizzare al meglio l energia disponibile Lo studio della regolazione dell espressione genica nei batteri è progredito più rapidamente rispetto ad altri organismi sperimentali Molto di ciò che si è imparato dai sistemi procarioti si è dimostrato importante per lo studio della regolazione genica negli eucarioti

3 La regolazione della concentrazione intracellulare di una proteina richiede l equilibrio di numerosi processi Ci sono almeno 6 potenziali punti di regolazione

4 PRINCIPI GENERALI DELLA REGOLAZIONE GENICA I geni per prodotti che sono costantemente necessari, come quelli che codificano enzimi che catalizzano le principali vie metaboliche, sono espressi ad un livello costante in tutte le cellule di un dato organismo. Sono i GENI COSTITUTIVI (housekeeping). L espressione costante, non sottoposta a regolazione, di questi geni è detta ESPRESSIONE GENICA COSTITUTIVA. I livelli cellulari di altri prodotti genici variano in risposta a vari segnali molecolari. Si parla di ESPRESSIONE GENICA REGOLATA. PRODOTTI GENICI INDUCIBILI (INDUZIONE) la concentrazione aumenta in risposta a segnali molecolari PRODOTTI GENICI REPRIMIBILI (REPRESSIONE) la concentrazione diminuisce in risposta a segnali molecolari. L attività genica è regolata da interazioni tra proteine e sequenze specifiche del DNA.

5 Regolazione dell inizio della trascrizione La trascrizione ha inizio a livello dei siti promotori sul DNA stampo, a livello dei quali di lega l RNA polimerasi. La regolazione dell inizio della trascrizione si basa molto spesso su cambiamenti dell interazione tra RNA polimerasi e promotore.

6 Sequenze consenso del promotore di E.coli La variazione delle sequenze dei diversi promotori influenza l affinità di legame delle RNA polimerasi e conseguentemente la frequenza di inizio della trascrizione. Mutazioni a livello della sequenza riducono in genere la funzione del promotore. L interazione tra RNA polimerasi e promotore è regolata da proteine 1) Fattori di specificità - alterano la specificità della RNA polimerasi per un promotore o un gruppo di promotori 2) Repressori - si legano ad un promotore impedendo l accesso della RNA polimerasi 3) Attivatori - si legano vicino ad un promotore favorendo l interazione RNA polimerasi-promotore. Aumentano l affinità di RNA polimerasi per il promotore

7 Un esempio di fattore di specificità è la subunità σ 70 dell oloenzima di RNA polimerasi di E.coli che media il riconoscimento del promotore. In condizioni di shock termico, σ 70 viene sostituita da σ 32. In queste condizioni RNA polimerasi non si lega ai comuni promotori di E.coli, ma si associa ad un gruppo specializzato di promotori che controllano l espressione di un gruppo di geni che governano la risposta allo shock termico Sequenze consenso di promotori che regolano l espressione dei geni coinvolti nella risposta allo shock termico in E.coli Questo sistema risponde ad aumenti di temperatura e ad alcuni stress ambientali. Induzione della sintesi di un gruppo di proteine E uno dei meccanismi per mezzo dei quali un insieme di geni correlati può essere regolato in modo coordinato

8 COMUNI SISTEMI DI REGOLAZIONE DELL INIZIO DELLA TRASCRIZIONE

9

10

11

12

13 REGOLAZIONE DELL INIZIO DELLA TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI

14 MOLTI GENI PROCARIOTICI SONO REGOLATI NELL AMBITO DI UNITA GENETICHE CHIAMATE OPERONI Nei batteri geni correlati sono raggruppati sul cromosoma, possiedono un unico promotore, e vengono trascritti insieme. Le molecole di mrna sono policistroniche. L insieme di geni, promotore e altre sequenze che hanno funzione di regolazione sono complessivamente chiamati OPERONE. Gli operoni più comuni contengono da 2 a 6 geni, alcuni ne contengono più di 20. (geni strutturali)

15 OPERONE lac Molti principi che regolano l espressione genica nei batteri sono stati definiti in studi sulla regolazione del metabolismo del lattosio in E.coli. E.coli può utilizzare il lattosio come fonte di unità carboniose e di energia in alternativa al glucosio. L operone lac è stato il primo sistema di questo tipo individuato e caratterizzato

16 OPERONE lac La trascrizione dei geni LacZYA è controllata da una proteina regolatrice sintetizzata dal gene LacI LacZ: codifica per la β-galattosidasi che scinde i β-galattosidi nei loro componenti. Es. lattosio in glucosio e galattosio. LacY: codifica per la β-galattoside permeasi, una proteina di 30kDa legata a membrana che costituisce il sistema di trasporto dei β-galattosidi nella cellula. LacA: codifica per la β-galattoside transacetilasi, che trasferisce un gruppo acetile dall acetil-coa ai β-galattosidi (è possibile che la reazione di acetilazione costituisca un vantaggio quando i batteri crescono in presenza di certi analoghi di β-galattosidi che non possono essere utilizzati; l acetilazione comporta detossificazione ed escrezione).

17

18 LacI nella sua forma attiva è costituita da 4 subunità di 38kDa

19 LacI, legandosi alle sequenze operatore, impedisce l accesso della polimerasi al promotore Quindi, i geni lac sono controllati da REGOLAZIONE NEGATIVA: sono trascritti solo se non disattivati dalla proteina laci. Mutazioni in grado di disattivare laci causano il permanere dei geni strutturali nella condizione espressa. LacI è chiamata REPRESSORE LAC perché la sua funzione è di prevenire l espressione di geni strutturali

20 In assenza di lattosio il gene regolatore è trascritto ed i geni strutturali sono repressi

21 Quando alle cellule viene fornito lattosio l operone viene INDOTTO L induttore è allolattosio, che si forma non appena il lattosio penetra nella cellula ad opera delle poche copie di β-galattosidasi presenti nella cellula Dopo la dissociazione del repressore la concentrazione intracellulare di β-galattosidasi aumenta di un fattore 1000 IPTG è un induttore non metabolizzabile

22 L OPERONE LAC È SOGGETTO ANCHE A UNA REGOLAZIONE POSITIVA Se sono presenti sia glucosio che lattosio, per evitare che la cellula metabolizzi zuccheri diversi dal glucosio, si attiva un meccanismo regolatorio chiamato REPRESSIONE DA CATABOLITA o REPRESSIONE CATABOLICA (il glucosio media la repressione dei geni per il catabolismo del lattosio) L effetto repressivo del glucosio è mediato da camp e dalla proteina CRP: camp Receptor Protein - Proteina Recettore per camp CAP: Catabolite gene-activator Protein - proteina che attiva i geni per i cataboliti

23 REPRESSIONE DA CATABOLITA CRP è un omodimero (2 x 22000) contenente siti di legame per il DNA e per camp. Quando il glucosio è assente, CRP si lega ad un sito specifico vicino al promotore lac e incrementa di 5 volte la frequenza di trascrizione. Le differenze tra la sequenza del promotore lac e la sequenza consenso comportano minore affinità di RNA polimerasi nei confronti del promotore lac L affinità aumenta quando CRP si lega al DNA. CRP attiva RNA polimerasi (attivazione allosterica)

24 EFFETTI COMBINATI DI GLUCOSIO E LATTOSIO SULL ESPRESSIONE DELL OPERONE lac L effetto del glucosio su CRP è mediato da camp Bassi livelli di glucosio (alti livelli di camp): camp si lega a CRP che in questa forma si lega al DNA Alti livelli di glucosio (bassi livelli di camp): CRP non si lega all operone, che viene espresso in quantità molto minore Quindi l induzione dell operone richiede sia la presenza di lattosio (per inattivare il repressore) sia l assenza o bassa concentrazione di glucosio (per aumentare la concentrazione di camp e facilitare il legame di CRP)

25 CRP è un elemento regolatore positivo, che risponde alla concentrazione di glucosio, mentre il repressore Lac è un elemento regolatore negativo che risponde ai livelli di lattosio. CRP e camp sono coinvolti nella regolazione coordinata di molti operoni, principalmente quelli che codificano enzimi del metabolismo di zuccheri secondari come galattosio e arabinosio. Questa rete di operoni con un regolatore comune è detta REGULON REGULON : meccanismo che coordina grandi cambiamenti delle funzioni cellulari in risposta a modificazioni ambientali Può controllare la funzione di centinaia di geni Altri esempi di regulon: sistema genico dello shock termico risposta SOS agli agenti che danneggiano il DNA

26 Operone Trp di E.coli Nei procarioti i geni necessari per sintetizzare un aa sono in genere raggruppati in un solo operon che viene espresso ogni volta che le riserve di quell aa sono insufficienti al fabbisogno cellulare mrna dell operon ha un emivita di circa 3 minuti: la cellula reagisce rapidamente alle modificazioni del fabbisogno cellulare dell aa

27 L operone Trp è sottoposto a 2 sistemi di regolazione: Per alte concentrazioni intracellulari di Trp: REGOLAZIONE NEGATIVA da repressore. Trp è il segnale molecolare Il repressore è un omodimero (2 subunità di 107 aa) Questo sistema on/off risponde alle variazioni di [Trp] e aumenta o diminuisce la velocità di sintesi degli enzimi di circa 700 volte

28 Quando la repressione è rimossa e la trascrizione riprende, la velocità del processo viene finemente regolata da un secondo meccanismo di regolazione detto ATTENUAZIONE DELLA TRASCRIZIONE La frequenza di trascrizione dipende dalla [Trp] e dallo STRETTO ACCOPPIAMENTO TRA TRASCRIZIONE E TRADUZIONE, tipico dei sistemi procariotici

29 Il meccanismo dell attenuazione utilizza segnali codificati da 4 sequenze contenute all interno di una regione leader di 162 nt al 5 di mrna (a monte del codone di inizio del primo gene strutturale)

30 Attenuazione perché la trascrizione inizia normalmente ma si arresta prima della trascrizione dei geni strutturali dell operon

31

32 Molti operoni che contengono geni che codificano per la biosintesi di aa utilizzano strategie di attenuazione simili Operone phe peptide guida di 15 aa con 7 Phe Operone leu peptide guida di 15 aa con 4 Leu Operone his peptide guida di 15 aa con 7 His Per la maggior parte di questi operoni l attenuazione è l unico sistema di regolazione

33 La risposta SOS di E.coli Esempio di regolazione coordinata di numerosi geni non adiacenti I geni SOS vengono indotti quando il cromosoma batterico viene severamente danneggiato; sono coinvolti nei processi di riparazione del DNA Gli elementi regolatori principali sono il repressore LexA e la proteina RecA a) Circa 1000 monomeri di proteina RecA sono normalmente presenti nella cellula b) Quando il DNA è danneggiato si arresta la replicazione e aumenta il numero di intervalli del DNA a singola elica c) RecA si lega al DNA a singola elica; si attiva la funzione proteasica della proteina Scissione proteolitica e inattivazione di LexA d) Induzione dei geni SOS, compreso reca (la concentrazione della proteina RecA aumenta di volte)

34 REGOLAZIONE DELL INIZIO DELLA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI

35 In vivo e in assenza di sequenze regolatrici, l attività dei promotori e del macchinario di trascrizione viene definito Stato trascrizionale di base Nei batteri l RNA polimerasi ha in genere accesso a qualsiasi promotore e può legarsi e iniziare la trascrizione con un certo livello di efficienza in assenza di attivatori o repressori Lo stato trascrizionale di base non è restrittivo Negli eucarioti, in assenza di sequenze regolatrici, i forti promotori eucariotici sono in genere inattivi in vivo Lo stato trascrizionale di base è restrittivo Questa differenza porta ad alcune caratteristiche rilevanti che distinguono la regolazione dell espressione genica negli eucarioti e nei procarioti

36 - l accessibilità ai promotori eucariotici è limitata dalla struttura della cromatina e l attivazione della trascrizione è associata a modificazioni nella struttura della cromatina nella regione trascritta (gli effetti della struttura cromosomica sulla regolazione genica degli eucarioti non hanno un corrispettivo nei procarioti). - nei sistemi eucariotici studiati fino ad oggi predominano i meccanismi di regolazione positivi. - dato che lo stato trascrizionale di base è restrittivo, ogni gene eucariotico richiede un attivazione per essere trascritto. - maggiore complessità delle grandi proteine regolatrici multimeriche presenti negli eucarioti - negli eucarioti la trascrizione nucleare è temporalmente e fisicamente separata dalla traduzione citosolica.

37 La trascrizione di un gene eucariotico è fortemente repressa quando il DNA è condensato all interno della cromatina. Le regioni cromosomiche attivate per la trascrizione contengono siti di legame per le proteine regolatrici, il cui legame al DNA è facilitato dalla mancanza di strutture nucleosomiche. I nucleosomi sono assenti in regioni trascritte attivamente come i geni degli rrna. Nella cromatina trascrizionalmente attiva in genere c è poco H1 e gli altri istoni sono probabimente modificati per acetilazione e in seguito a legame con ubiquitina. Mentre il DNA eucariotico è in genere metilato a livello di residui di citosina in 5 in sequenze CG, la cromatina trascrizionalmente attiva tende ad essere sottometilata. Inoltre, nello stesso organismo multicellulare, particolari geni hanno diversa entità di metilazione a livello dei siti CG a seconda delle diverse cellule.

38 La cromatina attiva viene preparata alla trascrizione mediante la rimozione di barriere strutturali RIMODELLAMENTO DELLA CROMATINA

39 Le RNA polimerasi eucariote hanno in genere scarsa affinità per i loro promotori. L inizio della trascrizione dipende quasi sempre dall azione di uno o più attivatori proteici. Perché negli eucarioti predomina il meccanismo di regolazione positivo? -la struttura della cromatina rende molti dei promotori inaccessibili, per cui i geni, in assenza di regolazione, sono normalmente silenti. -l impossibilità di accesso ai promotori rende la funzione di eventuali repressori, legati al DNA per impedire l accesso della polimerasi, ridondante.

40 - le grandi dimensioni del genoma degli eucarioti aumentano la probabilità di aspecificità delle proteine regolatrici nei confronti del DNA. La specificità può essere aumentata se aumenta il numero dei siti regolatori di un singolo gene (il numero medio in un organismo multicellulare è 5). Ogni sito è riconosciuto da un fattore specifico che con gli altri forma un complesso che attiva la trascrizione. Con un meccanismo di questo tipo la regolazione positiva è la più efficace perché consente alla cellula di sintetizzare solo un gruppo selezionato di attivatori proteici necessari per attivare la trascrizione solamente dei geni necessari per quella data cellula, mentre la maggior parte dei geni è inattiva.

41 RNA Polimerasi II: enzima responsabile della sintesi di mrna eucariotico Oltre alle sequenze TATA box e alla sequenza di inizio (Inr) i promotori di RNA polimerasi II contengono sequenze regolatrici addizionali: ENHANCER: eucarioti superiori centinaia o migliaia bp prima del sito di inizio oppure dopo il sito di inizio all interno del gene SEQUENZE ATTIVATRICI DISTALI (UAS): lieviti poche centinaia di basi prima dell inizio

42 Proteine regolatrici: 1.FATTORI DI TRASCRIZIONE DI BASE si legano al promotore 2.TRANSATTIVATORI CHE LEGANO IL DNA si legano alle enhancer o alle UAS 3.COATTIVATORI non si legano al DNA. Agiscono indirettamente mediando la comunicazione tra transattivatori ed il complesso RNA polimerasifattori di trascrizione di base 4. REPRESSORI possono interferire con la comunicazione tra RNA polimerasi e transattivatori producendo una repressione della trascrizione.

43 Promotori eucariotici e proteine regolatrici L RNA polimerasi II associata ai suoi FATTORI DI TRASCRIZIONE DI BASE forma un complesso di preinizio a livello delle sequenze TATA e Inr dei promotori. Questo processo è facilitato dai TRANSATTIVATORI che legano il DNA e che agiscono attraverso TFIID e/o un mediatore TFIID: è il complesso COATTIVATORE più studiato. È un complesso molto grande che comprende la proteina TBP e altri fattori associati a TBP. TBP (TATA Binding Protein): proteina che lega la sequenza TATA. Prima proteina che si lega durante la formazione del complesso di preinizio. Tale complesso non si può formare se il promotore è oscurato all interno della cromatina.

44 La RNA polimerasi interagisce con il mediatore e con altri complessi proteici attraverso il dominio C-terminale (CTD) I transattivatori possiedono un dominio che lega il DNA e un dominio di attivazione. I REPRESSORI della trascrizione degli eucarioti possono agire -legando direttamente il DNA e rimuovendo le proteine necessarie all attivazione -interagendo con i complessi di attivazione o di trascrizione e impedendo la trascrizione Alcuni transattivatori possono agire da repressori grazie a variazioni conformazionali in genere mediate da segnali ormonali

45 Come fa il transattivatore a funzionare a distanza? Formazione di un ansa. Il ripiegamento è facilitato da proteine non istoniche (HMG High Mobility on Gel) molto abbondanti nella cromatina e che svolgono un importante funzione nel rimodellamento.

46 Gli eventi della attivazione della trascrizione nelle cellule eucariote Gli attivatori si legano per primi al DNA Gli attivatori reclutano i complessi che modificano gli istoni e che rimodellano i nucelosomi Gli attivatori reclutano il mediatore Il mediatore facilita il legame di TBP e di TFIIB Si legano gli altri fattori di trascrizione di base e la PolII Il dominio C-terminale di PolII (CTD) viene fosforilato e ha inizio la trascrizione

47 Un sistema eucariotico ben studiato è quello che regola la trascrizione dei geni del metabolismo del galattosio nel lievito. Gli enzimi necessari per l importazione del galattosio e il suo metabolismo sono 6 e sono codificati da geni disposti in 3 diversi cromosomi. Ognuno dei geni GAL è trascritto separatamente (le cellule del lievito non hanno operoni) Tutti i geni GAL hanno però promotori simili e sono regolati dallo stesso gruppo di proteine (Gal4p, Gal80p, Gal3p)

48 Regolazione della trascrizione dei geni del metabolismo del galattosio nel lievito -In assenza di galattosio, il complesso Gal80p-Gal4p non è in grado di funzionare da attivatore -Quando il galattosio è presente, si lega a Gal3p ed il complesso si lega a Gal80p provocando una modificazione conformazionale che consente l interazione di Gal4 con la polimerasi (fattore di inizio). Gal4p svolge il ruolo centrale di transattivatore che lega il DNA

49 Altri complessi proteici svolgono ruolo di attivatori della trascrizione dei geni Gal. I complessi si organizzano in una serie di tappe. I transattivatori che legano il DNA si legano per primi, poi arrivano i complessi che rimodellano la cromatina e finalmente la trascrizione può iniziare. Poiché, come nei batteri, il glucosio è la fonte di carbonio preferita dal lievito, quando il glucosio è presente la maggior parte dei geni Gal è repressa indipendentemente dalla disponibilità di galattosio. Il sistema di regolazione Gal è surclassato da un complesso sistema di regolazione da catabolita che comprende diverse proteine.

50 LE PROTEINE REGOLATORIE HANNO REGIONI CHE LEGANO IL DNA Le proteine di regolazione si legano a sequenze specifiche del DNA con un affinità in genere volte maggiore di quella nei confronti di sequenze non specifiche. I siti di legame del DNA per le proteine regolatrici sono in genere brevi sequenze ripetute invertite (sequenze palindrome) alle quali si legano in modo cooperativo di più subunità di una proteina regolatrice

51 La maggior parte dei contatti tra proteine e DNA che determinano la specificità sono dei legami idrogeno. I residui aminoacidici delle proteine regolatorie le cui catene laterali si legano più frequentemente alle basi del DNA sono Asn, Gln, Glu, Lys, Arg Le regioni che legano il DNA sono generalmente di piccole dimensioni (da 60 a 90 residui). In numerose proteine regolatorie sono stati scoperti dei motivi strutturali che svolgono un ruolo chiave nel legame con il DNA

52 MOTIVO ELICA-GIRO-ELICA Motivo di circa 20aa: due brevi segmenti di α elica (da 7 a 9 aa) separati da un ripiegamento β. Primo studiato. In molte proteine regolatrici procariote. Presente anche negli eucarioti

53 ZINC FINGER Motivo di circa 30 aa. 4 residui (4 Cys o 2 Cys + 2 His) coordinano un atomo di Zn ++. Molto diffuso nelle cellule eucariote.

54 OMEODOMINIO Motivo di 60aa Simile al motivo elica-giro-elica Nelle cellule eucariote

55 Le proteine regolatrici possiedono anche domini di interazione proteina-proteina Mediano interazioni con RNA polimerasi, altre proteine regolatrici o altre subunità della stessa proteina regolatrice Tipico dei fattori di trascrizione eucariotici LEUCINA ZIPPER ELICA-ANSA-ELICA

56 L espressione dei geni eucariotici può essere regolata da segnali intra- ed intercellulari Meccanismo cellulare degli ormoni steroidei: esempio di modulazione di proteine regolatrici eucariotiche mediante l interazione con segnali molecolari Le proteine regolatrici sono il bersaglio (recettore) intracellulare degli ormoni Il complesso ormone-recettore si lega al DNA a livello delle sequenze HRE (Hormone Response Elements) alterando l espressione di geni specifici. Il legame con l ormone determina una variazione conformazionale del recettore che acquista capacità di interazione con altri fattori di trascrizione. Il complesso O-R può aumentare o diminuire l espressione dei geni. Sequenza del recettore per l estrogeno I residui in grassetto sono comuni a tutti i recettori di ormoni steroidei

Regolazione della trascrizione. Operoni catabolici nei procarioti (controllo negativo)

Regolazione della trascrizione. Operoni catabolici nei procarioti (controllo negativo) Regolazione della trascrizione Operoni catabolici nei procarioti (controllo negativo) I geni possono essere accesi e spenti In un organismo pluricellulare adulto, vi sono molti tipi di cellule differenti,

Dettagli

L adattamento dei batteri. Strategie di adattamento

L adattamento dei batteri. Strategie di adattamento L adattamento dei batteri Strategie di adattamento mutazione trasferimento genico orizzontale regolazione dell espressione genica regolazione della trascrizione regolazione della traduzione regolazione

Dettagli

PERCHE I BATTERI HANNO SUCCESSO

PERCHE I BATTERI HANNO SUCCESSO PERCHE I BATTERI HANNO SUCCESSO VERSATILITA METABOLICA VELOCITA DI ADATTAMENTO ALLE VARIAZIONI AMBIENTALI Livia Leoni Università Roma Tre Dipartimento Biologia Laboratorio di Biotecnologie Microbiche Stanza

Dettagli

La regolazione genica nei eucarioti

La regolazione genica nei eucarioti La regolazione genica nei eucarioti Lic. Scientifico A. Meucci Aprilia Prof. Rolando Neri Differenziamento negli eucarioti pluricellulari Negli eucarioti le cellule specializzate dei vari tessuti contengono

Dettagli

Le pr p in i c n ip i ali ali st s rategie ie i d regola zio i n o e n d e d ll esp s re p ss s ion ion g ni n c i a n e n i i pr p oc o ariot i i

Le pr p in i c n ip i ali ali st s rategie ie i d regola zio i n o e n d e d ll esp s re p ss s ion ion g ni n c i a n e n i i pr p oc o ariot i i Le principali strategie di regolazione dell espressione genica nei procarioti Regolazione metabolica Nel genoma di un microorganismo sono presenti migliaia di geni (3000-6000). Alcuni geni vengono espressi

Dettagli

Dal DNA all RNA. La trascrizione nei procarioti e negli eucarioti

Dal DNA all RNA. La trascrizione nei procarioti e negli eucarioti Dal DNA all RNA La trascrizione nei procarioti e negli eucarioti DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE Gene Regione di DNA che porta l informazione (= che CODIFICA) per una catena polipeptidica o per

Dettagli

Cenni al controllo dell espressione genica

Cenni al controllo dell espressione genica http://www.nature.com/scitable/ebooks/essentials-of-cell-biology- 14749010/16433210#bookContentViewAreaDivID Cenni al controllo dell espressione genica Biotecnologie_2012 Il controllo differenziale della

Dettagli

SUPERAVVOLGIMENTO DEL DNA (ORGANIZZAZIONE TERZIARIA DEL DNA)

SUPERAVVOLGIMENTO DEL DNA (ORGANIZZAZIONE TERZIARIA DEL DNA) SUPERAVVOLGIMENTO DEL DNA (ORGANIZZAZIONE TERZIARIA DEL DNA) ORGANIZZAZIONE TERZIARIA DEL DNA Il DNA cellulare contiene porzioni geniche e intergeniche, entrambe necessarie per le funzioni vitali della

Dettagli

RNA polimerasi operone. L operatore è il tratto

RNA polimerasi operone. L operatore è il tratto La regolazione genica nei procarioti Alcune proteine vengono prodotte dalla cellula ad un ritmo relativamente costante e l attività dei geni che codificano queste proteine non è regolata in modo sofisticato.

Dettagli

Regolazione dell espressione genica EUCARIOTI

Regolazione dell espressione genica EUCARIOTI Regolazione dell espressione genica EUCARIOTI Regolazione della espressione genica Molte proteine sono comuni a tutte le cellule RNA polimerasi, proteine ribosomali, enzimi che regolano il metabolismo,

Dettagli

SINTESI DELL RNA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione

SINTESI DELL RNA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione SINTESI DELL RNA Replicazione Trascrizione Traduzione L RNA ha origine da informazioni contenute nel DNA La TRASCRIZIONE permette la conversione di una porzione di DNA in una molecola di RNA con una sequenza

Dettagli

Vettori di espressione

Vettori di espressione Vettori di espressione Vengono usati per: 1.Generare sonde di RNA 2.Produrre la proteina codificata Per fare questo viene utilizzato un promotore che risiede sul vettore, modificato per ottimizzare l interazione

Dettagli

Regolazione dell espressione genica

Regolazione dell espressione genica Regolazione dell espressione genica I promotori batterici hanno due sequenza consenso distinte Trascrizione nei procarioti Regolazione dell espressione genica nei procarioti Il modello dell operone di

Dettagli

eucarioti Cellula umana contiene circa 30000 geni

eucarioti Cellula umana contiene circa 30000 geni Eucarioti eucarioti Cellula umana contiene circa 30000 geni Geni per RNA Geni per proteine Ogni cellula in un determinato momento esprim e solo una piccola parte di questo potenziale ( 5000 geni) Geni

Dettagli

Sistemi di regolazione. MICROBIOLOGIA GENERALE C. Mazzoni 05/16

Sistemi di regolazione. MICROBIOLOGIA GENERALE C. Mazzoni 05/16 Sistemi di regolazione Importanza del controllo I componenti cellulari devono essere presenti nelle giuste concentrazioni. La composizione chimica dell ambiente che circonda la cellula è in contante cambiamento

Dettagli

CORSO DI AGGIORNAMENTO PER GLI INSEGNANTI DELLE SCUOLE MEDIE SUPERIORI INGEGNERIA GENETICA E SUE APPLICAZIONI

CORSO DI AGGIORNAMENTO PER GLI INSEGNANTI DELLE SCUOLE MEDIE SUPERIORI INGEGNERIA GENETICA E SUE APPLICAZIONI CORSO DI AGGIORNAMENTO PER GLI INSEGNANTI DELLE SCUOLE MEDIE SUPERIORI INGEGNERIA GENETICA E SUE APPLICAZIONI mercoledì 5 maggio 2004 La regolazione dell'espressione genica prof. Giovanna Viale - Università

Dettagli

La trascrizione negli eucarioti. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie

La trascrizione negli eucarioti. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie La trascrizione negli eucarioti Il promotore eucariotico L inizio della trascrizione negli eucarioti necessita della RNA polimerasi e dei fattori di trascrizione. Qualsiasi proteina sia necessaria per

Dettagli

Regolazione dell espressione genica imputabile esclusivamente a regolatori di natura proteica?

Regolazione dell espressione genica imputabile esclusivamente a regolatori di natura proteica? Regolazione dell espressione genica imputabile esclusivamente a regolatori di natura proteica? 18 1 Watson-Baker-Bell-Gann-Levine-Losick Biologia molecolare del gene Gli RNA regolatori Già gli studi di

Dettagli

DI REGOLAZIONE A DUE COMPONENTI

DI REGOLAZIONE A DUE COMPONENTI LEZIONE 16 Sistemi di regolazione SISTEMI DI REGOLAZIONE A DUE COMPONENTI In che modo un batterio sente e risponde a specifici segnali provenienti dall ambiente? Per esempio, nel caso dell operone lac

Dettagli

REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA

REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA Con ESPRESSIONE GENICA si intende quella serie di eventi che dall'attivazione della trascrizione di un gene, conducono alla produzione della proteina corrispondente.

Dettagli

CONTROLLO DELL ESPRESSIONE GENICA NEI PROCARIOTI

CONTROLLO DELL ESPRESSIONE GENICA NEI PROCARIOTI CONTROLLO DELL ESPRESSIONE GENICA NEI PROCARIOTI Unità trascrizionale E. Coli possiede diversi fattori sigma generale shock da calore carenza di azoto sintesi flagellare stress calore e sali Fattori sigma

Dettagli

Regolazione dell espressione genica nei procarioti: OPERONI

Regolazione dell espressione genica nei procarioti: OPERONI Regolazione dell espressione genica nei procarioti: OPERONI LA REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA HA LUOGO A LIVELLO DELLA TRASCRIZIONE OPERONE: insieme di geni che vengono trascritti contemporaneamente

Dettagli

Prof. C. Mazzoni. Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie Agro- Industriali Università di Roma La Sapienza. Appunti della lezione 16 Capitolo 8

Prof. C. Mazzoni. Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie Agro- Industriali Università di Roma La Sapienza. Appunti della lezione 16 Capitolo 8 MICROBIOLOGIA GENERALE Prof. C. Mazzoni Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie Agro- Industriali Università di Roma La Sapienza Appunti della lezione 16 Capitolo 8 REGOLAZIONE TRASCRIZIONE DELLA Negli

Dettagli

Soluzioni ai problemi del Capitolo 15. Domande concettuali

Soluzioni ai problemi del Capitolo 15. Domande concettuali Soluzioni ai problemi del Capitolo 15 Domande concettuali C1. 1. La struttura DNA-cromatina. Questo livello comprende l amplificazione genica, un aumento del numero di copie; riarrangiamenti di geni, come

Dettagli

www.fisiokinesiterapia.biz TRASCRIZIONE

www.fisiokinesiterapia.biz TRASCRIZIONE www.fisiokinesiterapia.biz TRASCRIZIONE TRASCRIZIONE Processo mediante il quale una sequenza di DNA (un gene) viene copiata in una sequenza di RNA Dalla trascrizione derivano gli mrna, che verranno tradotti

Dettagli

Gli attivatori trascrizionali sono delle proteine modulari. domini funzionali sovrapposti

Gli attivatori trascrizionali sono delle proteine modulari. domini funzionali sovrapposti Gli attivatori trascrizionali sono delle proteine modulari domini funzionali sovrapposti DIMOSTRAZIONE SPERIMENTALE DI DOMINI FUNZIONALI SEPARATI NEL TF DI LIEVITO GAL 4! Esperimenti di Ptshane. Cellule

Dettagli

REPLICAZIONE DEL DNA

REPLICAZIONE DEL DNA REPLICAZIONE DEL DNA La replicazione (o anche duplicazione) è il meccanismo molecolare attraverso cui il DNA produce una copia di sé stesso. Ogni volta che una cellula si divide, infatti, l'intero genoma

Dettagli

Applicazioni biotecnologiche in systems biology

Applicazioni biotecnologiche in systems biology Applicazioni biotecnologiche in systems biology Lezione #6 Dr. Marco Galardini AA 2012/2013 Gene regulation analysis Lezione #6 Dr. Marco Galardini AA 2012/2013 Regolazione genica Elementi molecolari e

Dettagli

Struttura e funzione dei geni. Paolo Edomi - Genetica

Struttura e funzione dei geni. Paolo Edomi - Genetica Struttura e funzione dei geni 1 Il DNA è il materiale genetico La molecola di DNA conserva l informazione genetica: topi iniettati con solo DNA di batteri virulenti muoiono 2 Proprietà del DNA Il DNA presenta

Dettagli

DNA - RNA. Nucleotide = Gruppo Fosforico + Zucchero Pentoso + Base Azotata. Le unità fondamentali costituenti il DNA e l RNA sono i Nucleotidi.

DNA - RNA. Nucleotide = Gruppo Fosforico + Zucchero Pentoso + Base Azotata. Le unità fondamentali costituenti il DNA e l RNA sono i Nucleotidi. DNA - RNA Le unità fondamentali costituenti il DNA e l RNA sono i Nucleotidi. Nucleotide = Gruppo Fosforico + Zucchero Pentoso + Base Azotata. Esistono 4 basi azotate per il DNA e 4 per RNA Differenze

Dettagli

Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione

Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione DNA RNA Trascrizione RNA PROTEINE Traduzione Dove avvengono? GLI EUCARIOTI I PROCARIOTI Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI Trascrizione Sintesi di

Dettagli

Regolazione del metabolismo del glucosio

Regolazione del metabolismo del glucosio Regolazione del metabolismo del glucosio Regolazione coordinata di glicolisi e gluconeogenesi Glicolisi e gluconeogenesi sono regolate in modo reciproco La regolazione è a livello dei punti di deviazione

Dettagli

Indice generale. Prefazione all edizione americana Prefazione all edizione italiana Ringraziamenti dell Editore Guida alla lettura

Indice generale. Prefazione all edizione americana Prefazione all edizione italiana Ringraziamenti dell Editore Guida alla lettura Indice generale Prefazione all edizione americana Prefazione all edizione italiana Ringraziamenti dell Editore Guida alla lettura PARTE 1 Introduzione XIII XIV XV XVI CAPITOLO 1 Brevi cenni storici 1.1

Dettagli

Traduzione dell informazione genetica (1)

Traduzione dell informazione genetica (1) Traduzione dell informazione genetica (1) 1 Traduzione dell informazione genetica (2) Il processo negli eucarioti richiede: 70 diverse proteine ribosomiali >20 enzimi che attivano i precursori degli amminoacidi

Dettagli

LA TRADUZIONE E IL CODICE GENETICO

LA TRADUZIONE E IL CODICE GENETICO LA TRADUZIONE E IL CODICE GENETICO La traduzione La traduzione è il processo di sintesi di una catena polipeptidica, un polimero costituito da amminoacidi legati insieme da legami peptidici Le molecole

Dettagli

PROTEINE. Amminoacidi

PROTEINE. Amminoacidi PROTEINE Le proteine sono le macromolecole alla base delle attività cellulari. Sono oltre diecimila per cellula, dove svolgono differenti funzioni: Sono ad esempio: enzimi: aumentano la velocità delle

Dettagli

Replicazione del DNA

Replicazione del DNA Replicazione del DNA la replicazione del DNA viene effettuata da ENZIMI: DNA-polimerasi (catalizza la formazione del legame fosfodiestere) ogni filamento fa da stampo (enzima diretto dallo stampo) le DNA-polimerasi

Dettagli

La traduzione: dall mrna alle proteine

La traduzione: dall mrna alle proteine La traduzione: dall mrna alle proteine Le infezioni batteriche sono una grave causa di malattie e morte in Europa e negli USA. Le infezioni batteriche si curano con antibiotici che colpiscono l espressione

Dettagli

MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI DELLE PROTEINE

MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI DELLE PROTEINE MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI DELLE PROTEINE Nell ultima fase della sintesi proteica la catena polipeptidica neosintetizzata assume spontaneamente la sua conformazione nativa (massimo numero di legami

Dettagli

La trascrizione nei procarioti. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie

La trascrizione nei procarioti. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie La trascrizione nei procarioti Concetti base Nucleoside base purinica o pirimidinica legata alla posizione 1 dell anello pentoso Nucleotide base azotata-pentoso-fosfato Concetti base La trascrizione comporta

Dettagli

C2. Il rilascio del fattore sigma marca il passaggio alla fase di allungamento della trascrizione.

C2. Il rilascio del fattore sigma marca il passaggio alla fase di allungamento della trascrizione. Soluzioni ai problemi del Capitolo 12 Domande concettuali C1. A. I geni dei trna codificano molecole di trna e i geni degli rrna le molecole di rrna che si trovano nei ribosomi. Esistono anche dei geni

Dettagli

Mediatore chimico. Recettore. Trasduzione del segnale. Risposta della cellula

Mediatore chimico. Recettore. Trasduzione del segnale. Risposta della cellula Mediatore chimico Recettore Trasduzione del segnale Risposta della cellula I mediatori chimici sono prodotti da cellule specializzate e sono diffusi nell organismo da apparati di distribuzione Sistemi

Dettagli

Regolazione dell espressione genica nei batteri e nei batteriofagi

Regolazione dell espressione genica nei batteri e nei batteriofagi Regolazione dell espressione genica nei batteri e nei batteriofagi Prof. Renato Fani Lab. di Evoluzione Microbica e Molecolare Dip.to di Biologia Evoluzionistica,Via Romana 17-19, Università di Firenze,

Dettagli

Corso di Biologia Molecolare

Corso di Biologia Molecolare Corso di Biologia Molecolare Dott.ssa Renata Tisi Dip. Biotecnologie e Bioscienze Ed. U4 Tel. 02 6448 3522 renata.tisi@unimib.it Acidi nucleici Il ruolo degli acidi nucleici è quello di custodire e trasmettere

Dettagli

Legami chimici. Covalente. Legami deboli

Legami chimici. Covalente. Legami deboli Legami chimici Covalente Legami deboli Legame fosfodiesterico Legami deboli Legami idrogeno Interazioni idrofobiche Attrazioni di Van der Waals Legami ionici Studio delle macromolecole Lipidi

Dettagli

Le Biomolecole I parte. Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti

Le Biomolecole I parte. Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti Le Biomolecole I parte Lezioni d'autore di Giorgio Benedetti LE BIOMOLECOLE Le biomolecole, presenti in tutti gli esseri viventi, sono molecole composte principalmente da carbonio, idrogeno, azoto e ossigeno.

Dettagli

Il genoma dei batteri è organizzato in operon. Un operon è una unità trascrizionale indipendente, formata da (2-15) geni regolati da un solo promotore

Il genoma dei batteri è organizzato in operon. Un operon è una unità trascrizionale indipendente, formata da (2-15) geni regolati da un solo promotore Il genoma dei batteri è organizzato in operon Un operon è una unità trascrizionale indipendente, formata da (2-15) geni regolati da un solo promotore I geni di un operon sono diversi, ma concorrono allo

Dettagli

Negli eucarioti, per la maggior parte dei geni, entrambe le copie sono espresse dalla cellula, ma una piccola classe di geni è espressa

Negli eucarioti, per la maggior parte dei geni, entrambe le copie sono espresse dalla cellula, ma una piccola classe di geni è espressa Epigenetica ed espressione genica monoallelica Negli eucarioti, per la maggior parte dei geni, entrambe le copie sono espresse dalla cellula, ma una piccola classe di geni è espressa monoallelicamente,

Dettagli

La nuova biologia.blu

La nuova biologia.blu David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, May R. Berenbaum La nuova biologia.blu Genetica, DNA ed evoluzione PLUS 2 Capitolo B4 La regolazione genica 3 Il genoma procariotico /1 I genomi procariotici

Dettagli

Riprendiamo ora il cosiddetto dogma centrale della biologia: dal gene alla proteina

Riprendiamo ora il cosiddetto dogma centrale della biologia: dal gene alla proteina Riprendiamo ora il cosiddetto dogma centrale della biologia: dal gene alla proteina trascrizione traduzione L mrna lascia il nucleo e si posiziona sugli organelli chiamati ribosomi, contenenti rrna Trascrizione

Dettagli

Corso di Laurea in Farmacia Insegnamento di BIOCHIMICA. Angela Chambery Lezione 22

Corso di Laurea in Farmacia Insegnamento di BIOCHIMICA. Angela Chambery Lezione 22 Corso di Laurea in Farmacia Insegnamento di BIOCHIMICA Angela Chambery Lezione 22 La trascrizione procariotica dell RNA Concetti chiave: L RNA polimerasi è simile alla DNA polimerasi nella struttura e

Dettagli

LA TRASCRIZIONE...2. Terminazione della trascrizione...10

LA TRASCRIZIONE...2. Terminazione della trascrizione...10 LA TRASCRIZIONE...2 INDUZIONE ENZIMATICA...3 Organizzazione geni dei procarioti...4 Organizzazione geni degli eucarioti...5 Sequenze dei Promotori dei procarioti...6 Sequenze dei Promotori degli eucarioti...6

Dettagli

Le cellule eucariotiche svolgono durante la loro vita una serie ordinata di eventi che costituiscono il Ciclo Cellulare

Le cellule eucariotiche svolgono durante la loro vita una serie ordinata di eventi che costituiscono il Ciclo Cellulare Le cellule eucariotiche svolgono durante la loro vita una serie ordinata di eventi che costituiscono il Ciclo Cellulare Interfase comprende le fasi G 1, S, and G 2 Sintesi di macromolecole durante la

Dettagli

Il genoma dinamico: gli elementi trasponibili

Il genoma dinamico: gli elementi trasponibili Il genoma dinamico: gli elementi trasponibili Anni trenta: studi sul mais ribaltano la visione classica secondo cui i geni si trovano solo in loci fissi sul cromosoma principale Esistono elementi genetici

Dettagli

SINTESI PROTEICA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione

SINTESI PROTEICA. Replicazione. Trascrizione. Traduzione Replicazione SINTESI PROTEICA Trascrizione Traduzione 61 codoni codificanti 3 triplette non senso (STOP) AUG codone di inizio codone per Met Caratteristiche del codice genetico Specificità Il codice genetico

Dettagli

Una proteina qualsiasi assume costantemente un unica conformazione ben definita, cui è legata la sua azione biologica.

Una proteina qualsiasi assume costantemente un unica conformazione ben definita, cui è legata la sua azione biologica. Concanavalina A Emoglobina subunità Trioso fosfato isomerasi Una proteina qualsiasi assume costantemente un unica conformazione ben definita, cui è legata la sua azione biologica. 1 La conformazione è

Dettagli

Capitolo 11 Il controllo dell espressione genica

Capitolo 11 Il controllo dell espressione genica Capitolo 11 Il controllo dell espressione genica La regolazione genica nei procarioti e negli eucarioti 11.1 Le proteine che interagiscono con il DNA attivano e disattivano i geni dei procarioti in risposta

Dettagli

V. TRASCRIZIONE E TRADUZIONE DEL DNA

V. TRASCRIZIONE E TRADUZIONE DEL DNA V. TRASCRIZIONE E TRADUZIONE DEL DNA 0) CONCETTI BASE La trasformazione delle informazioni genetiche in proteine richiede due passaggi: la trascrizione del DNA in mrna e la traduzione dell mrna in una

Dettagli

espressione genica processo attraverso cui l informazione di un gene viene decodificata

espressione genica processo attraverso cui l informazione di un gene viene decodificata espressione genica processo attraverso cui l informazione di un gene viene decodificata regolazione o controllo dell espressione genica meccanismi mediante i quali un gene viene selettivamente espresso

Dettagli

LA REGOLAZIONE GENICA DEI PROCARIOTI.

LA REGOLAZIONE GENICA DEI PROCARIOTI. LA REGOLAZIONE GENICA DEI PROCARIOTI www.fisiokinesiterapia.biz NON TUTTI I GENI VENGONO UTILIZZATI NELLO STESSO MOMENTO E NON TUTTI CON LA STESSA INTENSITÀ Regolazione genica = la modalità con cui viene

Dettagli

Attori principali nei TCRS. Processi biologici in cui sono coinvolti sistemi a due componenti. Numero di TCRS nel genoma batterico

Attori principali nei TCRS. Processi biologici in cui sono coinvolti sistemi a due componenti. Numero di TCRS nel genoma batterico rocessi biologici in cui sono coinvolti sistemi a due componenti Utilizzazione di elementi necessari alla crescita (azoto); NtrC Virulenza (BvgAS di Bordetella pertussis) Resistenza a metalli pesanti (pco)

Dettagli

Seminario. Domini modulari delle proteine 1

Seminario. Domini modulari delle proteine 1 Seminario Proteine della matrice DOMINI E MODULI Domini modulari delle proteine 1 La maggior parte dei peptidi consiste in disposizioni lineari di regioni globulari, ripiegate in modo indipendente, dette

Dettagli

Le idee della chimica

Le idee della chimica G. Valitutti A.Tifi A.Gentile Seconda edizione Copyright 2009 Zanichelli editore Capitolo 25 Le basi della biochimica 1. I carboidrati 2. I lipidi 3. Gli amminoacidi, i peptidi e le proteine 4. La struttura

Dettagli

DOMINI E MODULI 02/04/2014. Domini modulari delle proteine 2

DOMINI E MODULI 02/04/2014. Domini modulari delle proteine 2 Domini modulari delle proteine 1 Proteine della matrice DOMINI E MODULI La maggior parte dei peptidi consiste in disposizioni lineari di regioni globulari, ripiegate in modo indipendente, dette domini,

Dettagli

IL MODELLO DELL OPERON

IL MODELLO DELL OPERON IL MODELLO DELL OPERON La regolazione genica nei procarioti I microrganismi presentano sorprendenti capacità di adattamento a diverse condizioni ambientali Questa capacità di adattarsi, e quindi di crescere,

Dettagli

Indice dell'opera. Prefazione. Capitolo 1 Introduzione alla genetica Genetica classica e moderna Genetisti e ricerca genetica Sommario

Indice dell'opera. Prefazione. Capitolo 1 Introduzione alla genetica Genetica classica e moderna Genetisti e ricerca genetica Sommario Indice dell'opera Prefazione Capitolo 1 Introduzione alla genetica Genetica classica e moderna Genetisti e ricerca genetica Capitolo 2 DNA: il materiale genetico La ricerca del materiale genetico La composizione

Dettagli

dieta vengono convertiti in composti dei corpi chetonici.

dieta vengono convertiti in composti dei corpi chetonici. Metabolismo degli aminoacidi Metabolismo degli aminoacidi Gli aminoacidi introdotti in eccesso con la dieta vengono convertiti in composti precursori del glucosio, degli acidi grassi e dei corpi chetonici.

Dettagli

DOMANDA FREQUENTE: QUALE E LA FUNZIONE DI UNA CERTA PROTEINA? SI AUMENTA O SI DIMINUISCE L ESPRESSIONE DELLA PROTEINA

DOMANDA FREQUENTE: QUALE E LA FUNZIONE DI UNA CERTA PROTEINA? SI AUMENTA O SI DIMINUISCE L ESPRESSIONE DELLA PROTEINA DOMANDA FREQUENTE: QUALE E LA FUNZIONE DI UNA CERTA PROTEINA? OVERESPRESSIONE DELLA PROTEINA ESPRESSIONE ECTOPICA CON UN VETTORE DI ESPRESSIONE ABOLIZIONE DELLA ESPRESSIONE DELLA PROTEINA INTERFERENZA

Dettagli

Il metabolismo dell RNA. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie

Il metabolismo dell RNA. Prof. Savino; dispense di Biologia Molecolare, Corso di Laurea in Biotecnologie Il metabolismo dell RNA I vari tipi di RNA Il filamento di DNA che dirige la sintesi dello mrna è chiamato filamento stampo o filamento antisenso. L altro filamento che ha sequenza identica a quella dello

Dettagli

Macromolecole Biologiche. I domini (III)

Macromolecole Biologiche. I domini (III) I domini (III) Domini α/β La cross over connection è l unità costitutiva su cui si basa la topologia di 3 tipi di domini α/β osservati nelle proteine: - α/β barrel - motivi ricchi di Leu (fold a ferro

Dettagli

La mutazione è una modificazione della sequenza delle basi del DNA

La mutazione è una modificazione della sequenza delle basi del DNA La mutazione è una modificazione della sequenza delle basi del DNA Le mutazioni sono eventi rari e importanti in quanto sono alla base dell evoluzione biologica Le mutazioni possono essere spontanee (dovute

Dettagli

21. Regolazione dell espressione genica

21. Regolazione dell espressione genica 21. Regolazione dell espressione genica contiene materiale protetto da copyright, ad esclusivo uso personale; non è consentita diffusione ed utilizzo di tipo commerciale Le cellule di un organismo pluricellulare

Dettagli

Elementi di Bioinformatica. Genomica. Introduzione

Elementi di Bioinformatica. Genomica. Introduzione Corso di Elementi di Bioinformatica Ingegneria Biomedica AA 2013-14 Elementi di Bioinformatica Genomica Introduzione Genomica Genomica (genomics) Riguarda lo studio del genoma degli organismi viventi e,

Dettagli

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

TRASDUZIONE DEL SEGNALE TRASDUZIONE DEL SEGNALE TRASDUZIONE DEL SEGNALE Specificità (specificità riconoscimento) Amplificazione e diversificazione della risposta (cascata enzimatica) Integrazione tra segnali Spegnimento del segnale

Dettagli

Meccanismi molecolari di trasduzione del segnale. Le vie di trasduzione del segnale sono molto specifiche ed estremamente sensibili.

Meccanismi molecolari di trasduzione del segnale. Le vie di trasduzione del segnale sono molto specifiche ed estremamente sensibili. Meccanismi molecolari di trasduzione del segnale. Le vie di trasduzione del segnale sono molto specifiche ed estremamente sensibili. La sensibilita delle vie di trasduzione dipende da 3 fattori: -l affinita

Dettagli

MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA

MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA MUTAZIONI SPONTANEE ED INDOTTE Il danno al DNA non riparato può portare a mutazioni che causano malattie o morte delle cellule. Le mutazioni derivano da cambiamenti della

Dettagli

I composti organici della vita: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici

I composti organici della vita: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici I composti organici della vita: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici La seta della tela di ragno è un insieme di macromolecole, dette proteine. Sono le caratteristiche fisico-chimiche di queste

Dettagli

La regolazione genica nei virus

La regolazione genica nei virus La regolazione genica nei virus Lic. Scientifico A. Meucci Aprilia Prof. Rolando Neri I VIRUS INDICE Caratteristiche dei virus: il capside e il genoma virale Classificazione virale Fasi del ciclo riproduttivo

Dettagli

Dall RNA alle proteine. La traduzione nei procarioti e negli eucarioti

Dall RNA alle proteine. La traduzione nei procarioti e negli eucarioti Dall RNA alle proteine La traduzione nei procarioti e negli eucarioti Codice genetico La sequenza dell mrna viene decodificata a gruppi di tre nucleotidi, e tradotta in una sequenza di amminoacidi 4 x

Dettagli

NUCLEOTIDI e ACIDI NUCLEICI

NUCLEOTIDI e ACIDI NUCLEICI NUCLEOTIDI e ACIDI NUCLEICI Struttura dei nucleotidi Il gruppo fosfato conferisce carica negativa e proprietà acide FUNZIONI DEI NUCLEOTIDI MOLECOLE DI RISERVA DI ENERGIA L idrolisi dei nucleosidi trifosfato

Dettagli

Meccanismo tio-templato delle NRPS

Meccanismo tio-templato delle NRPS Meccanismo tio-templato delle NRPS Meccanismo tio-templato delle NRPS Per l attività delle NRPS è necessaria l aggiunta della 4- fosfopanteteina sulla serina del sito attivo del dominio di tiolazione.

Dettagli

1. Manifestano la loro azione negativa solo in età adulta avanzata

1. Manifestano la loro azione negativa solo in età adulta avanzata Perché invecchiamo? La selezione naturale opera in maniera da consentire agli organismi con i migliori assetti genotipici di tramandare i propri geni alla prole attraverso la riproduzione. Come si intuisce

Dettagli

Mutagenesi: introduzione di alterazioni in una sequenza nucleotidica. Mutagenesi random: le mutazioni avvengono a caso su un tratto di DNA.

Mutagenesi: introduzione di alterazioni in una sequenza nucleotidica. Mutagenesi random: le mutazioni avvengono a caso su un tratto di DNA. Mutagenesi: introduzione di alterazioni in una sequenza nucleotidica Mutagenesi random: le mutazioni avvengono a caso su un tratto di DNA. In genere si ottengono trattando il DNA con agenti chimici (es.

Dettagli

Dal Genotipo al Fenotipo

Dal Genotipo al Fenotipo Dal Genotipo al Fenotipo Dal Fenotipo normale al Fenotipo patologico Regolazione dell espressione genica Figure 7-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Una cellula differenziata contiene

Dettagli

Proteine integrali di membrana legate sul versante esterno a gruppi di carboidrati. Formati da diverse subunità che circoscrivono un poro acquoso che

Proteine integrali di membrana legate sul versante esterno a gruppi di carboidrati. Formati da diverse subunità che circoscrivono un poro acquoso che Canali ionici Proteine integrali di membrana legate sul versante esterno a gruppi di carboidrati. Formati da diverse subunità che circoscrivono un poro acquoso che permette il passaggio selettivo di ioni.

Dettagli

Lo Splicing dell RNA. Geni non interrotti

Lo Splicing dell RNA. Geni non interrotti Lo Splicing dell RNA I geni interrotti negli eucarioti si ritrovano in ogni classe: geni nucleari codificanti per proteine, rrna e trna. I geni interrotti sono presenti anche nei mitocondri e nei cloroplasti,

Dettagli

INDICE. VOLUME 1 Cellula. VOLUME 2 Genetica. Capitolo 9 Comunicazione cellulare 181. Capitolo 1 Introduzione alla biologia 1

INDICE. VOLUME 1 Cellula. VOLUME 2 Genetica. Capitolo 9 Comunicazione cellulare 181. Capitolo 1 Introduzione alla biologia 1 00PrPag_Vol_02_BROOKER 30/07/10 11:22 Pagina V VOLUME 1 Cellula Capitolo 1 Introduzione alla biologia 1 PARTE I Capitolo 2 Chimica Basi chimiche della vita I: atomi, molecole e acqua 19 Capitolo 3 Basi

Dettagli

LA REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA

LA REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA LA REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA La regolazione genica nei Procarioti Il cromosoma dei Procarioti Il cromosoma procariote è formato da una catena continua (circolare) di DNA a doppio filamento dello

Dettagli

04/04/14. Fondamenti di biochimica Terza edizione. Le ghiandole principali del sistema endocrino. Capitolo 13 La segnalazione biochimica

04/04/14. Fondamenti di biochimica Terza edizione. Le ghiandole principali del sistema endocrino. Capitolo 13 La segnalazione biochimica Fondamenti di biochimica Terza edizione Donald Voet Judith G. Voet Charlotte W. Pratt La segnalazione biochimica Copyright 2013 Zanichelli editore S.p.A. Gli ormoni Conce& chiave 13.1 Gli ormoni endocrini

Dettagli

Fattori di crescita. Membrana citoplasmatica. Recettori di fattori di crescita. Proteine trasduttrici del segnale. Nucleo. Fattori trascrizionali

Fattori di crescita. Membrana citoplasmatica. Recettori di fattori di crescita. Proteine trasduttrici del segnale. Nucleo. Fattori trascrizionali Fattori di crescita Recettori di fattori di crescita Membrana citoplasmatica roteine trasduttrici del segnale Nucleo Fattori trascrizionali roteine del ciclo cellulare Ciclo di divisione cellulare Fattori

Dettagli

Il DNA e la duplicazione cellulare. Acidi nucleici: DNA, materiale ereditario

Il DNA e la duplicazione cellulare. Acidi nucleici: DNA, materiale ereditario Il DN e la duplicazione cellulare Il DN, materiale ereditario Struttura del DN Replicazione del DN Dal DN alla proteina Il odice genetico iclo cellulare Mitosi Meiosi Da Figura 8-11 ampbell & Reece cidi

Dettagli

Regolazione dell espressione genica in eucarioti

Regolazione dell espressione genica in eucarioti Regolazione dell espressione genica in eucarioti -Regolazione spaziale e temporale dei geni eucariotici -Regolazione a livello trascrizionale -Regolazione a livello traduzionale Alcuni elementi per la

Dettagli

Controllo dell espressione genica

Controllo dell espressione genica Controllo dell espressione genica Corso di Genetica per Scienze per l Ambiente e la Natura Alberto Pallavicini Perchè controllare l espressione genica? L intero complemento genico all interno di una singola

Dettagli

Si tratta di corpiccioli di natura ribonucleoproteica che nel citoplasma di tutte le cellule presiedono ai processi di sintesi proteica.

Si tratta di corpiccioli di natura ribonucleoproteica che nel citoplasma di tutte le cellule presiedono ai processi di sintesi proteica. I R I BOSOM I I RIBOSOMI sono organuli citoplasmatici presenti in tutte le cellule, sia procariotiche che eucariotiche. Sono visibili al M.O. solo quando presenti in gran numero, (come capita nelle cellule

Dettagli

Dal macroscopico al microscopico. L interpretazione molecolare Giuseppe Macino La Sapienza Roma

Dal macroscopico al microscopico. L interpretazione molecolare Giuseppe Macino La Sapienza Roma Dal macroscopico al microscopico. L interpretazione molecolare Giuseppe Macino La Sapienza Roma Animali buoni Animali pericolosi Animali fastidiosi Animali inutili Cromosomi umani Quanto DNA e contenuto

Dettagli

Organizzazione del genoma umano III

Organizzazione del genoma umano III Organizzazione del genoma umano III Lezione 9 Il DNA codificante Ricapitoliamo l'organizzazione e il funzionamento dei geni eucariotici Sito di inizio trascrizione +1 Codone di stop AATAAA segnale di poliadenilazione

Dettagli

ATASSIA SPINOCEREBELLARE 17 (SCA17) (OMIM #607136)

ATASSIA SPINOCEREBELLARE 17 (SCA17) (OMIM #607136) ATASSIA SPINOCEREBELLARE 17 (SCA17) (OMIM #607136) Il gene implicato nella SCA17 è il gene TATA box-binding protein (TBP) che fa parte del complesso della RNA polimerasi II ed è essenziale per dare inizio

Dettagli

Nei sistemi modello approcci di modificazione genetica che producono o sequenze genetiche alterate o espressione genetica alterata fenotipo alterato.

Nei sistemi modello approcci di modificazione genetica che producono o sequenze genetiche alterate o espressione genetica alterata fenotipo alterato. Nei sistemi modello approcci di modificazione genetica che producono o sequenze genetiche alterate o espressione genetica alterata fenotipo alterato. Correlazione tra fenotipo alterato, o a livello cellulare,

Dettagli

Biologia Cellulare e DNA «Bigino»

Biologia Cellulare e DNA «Bigino» Biologia Cellulare e DNA «Bigino» Giulio Barigelletti www.baveno.net Premesse 2 Sempre più frequentemente si sente parlare di DNA, Proteine, Amminoacidi, etc., relazionati all esistenza dell essere umano.

Dettagli

Il Two-Hybrid System e le sue applicazioni

Il Two-Hybrid System e le sue applicazioni Il Two-Hybrid System e le sue applicazioni Una breve storia 1985 nel laboratorio di Mark Ptashne fu dimostrata la modularità degli attivatori della trascrizione leganti il DNA. 1988 nel laboratorio di

Dettagli