1) Un gene-un enzima 2) Un gene- una catena polipeptidica

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1 1) Un gene-un enzima 2) Un gene- una catena polipeptidica 3) Un gene è una unità funzionale di DNA che codifica per la sequenza amminoacidica di uno o più polipeptidi o alternativamente per uno o più tipi di RNA che svolgono funzioni diverse.

2 Proteine alfabeto di 20 lettere (20 aminoacidi) RNA alfabeto di 4 lettere (A, C, G, U) Parole di 1 lettera 4 combinazioni = 4 possibilità Parole di 2 lettere 4 2 combinazioni = 16 possibilità Parole di 3 lettere 4 3 combinazioni = 64 possibilità

3 Esperimento di F. Crick e S. Brenner Effetti delle acridine sul batteriofago T4 Mutazioni per scivolamento della cornice di lettura (mutazioni frame-shift) Conclusioni: il codice genetico è a triplette, degenerato, non sovrapposto

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5 Primi anni 60: decifrazione del codice genetico traduzione in vitro (CELL FREE SYSTEM) M. Niremberg e J. H. Matthei RNA sintetico: polipeptide UUUUUUUUU Phe-Phe-Phe AAAAAAAAA Lys-Lys-Lys CCCCCCCCC Pro-Pro-Pro UAUAUAUAU Esperimento di Khorana Tyr-Ile-Tyr-Ile Enzima polinucleotide fosforilasi

6 Codice genetico: degenerato, universale, non ambiguo Il codice è basato su triplette di basi (codoni) Codone di inizio AUG imposta la catena di lettura Ipotesi del vacillamento

7 Posizione vacillante

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11 Attivazione Aminoacidica

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17 Formazione del legame peptico 7000x4= cal/mole Legame peptidico 5000 cal/mole

18 POLIRIBOSOMI Aumentano la velocità della sintesi proteica

19 Procarioti Trascrizione e traduzione contemporanee La trascrizione inizia quando la RNA polimerasi oloenzima si lega al promotore RNA polimerasi (α 2 ββ σ) Promotore con sequenze consenso -35, -10 rrna: 16S, 23S, 5S mrna policistronico Eucarioti Trascrizione nucleare Traduzione citoplasmatica RNA polimerasi non si lega al promotore finchè altre proteine, i fattori di trascrizione (TF), non si sono legate RNA polimerasi I (rrna) RNA polimerasi II (mrna, snrna, microrna) RNA polimerasi III (trna, rrna5s) Promotori diversi per le 3 RNA polimerasi rrna: 18S, 28S, 5.8S, 5S Maturazione post-trascrizionale mrna Splicing alternativo

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23 Mutazioni puntiformi

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25 Mutazioni : cambiamenti ereditabili all interno dei geni Alterazioni della sequenza nucleotidica del DNA Diversità genetica su cui agisce la selezione naturale Mutazioni puntiformi: sostituzione di una base -Silenti(per la degenerazione del codice genetico) -Di senso (un aminoacido viene sostituito con un altro) -Non senso (comparsa di un codone di stop, UAA, UGA, UAG) -Frame-shift (spostamento della griglia di lettura per inserimento o rimozione di una singola coppia di basi) Mutazioni cromosomiche: cambiamenti di rilevanti dimensioni -delezioni (perdita di materiale genetico) -inversioni (rimozione e successivo inserimento in direz. opposta) -duplicazioni(due copie della stessa informazione genetica) -traslocazioni(spostamento di un segmento di DNA su un altro cromosoma)

26 Mutazioni cromosomiche

27 Antibiotico Inibitori della sintesi proteica Streptomicina Tetraciclina Cloramfenicolo Cicloesimide Eritromicina Puromicina Azione Inibisce la formazione del complesso di inizio e altera la lettura del mrna (Procarioti) Lega la subunità 30S ed inibisce il legame degli aminoacil-trna (Procarioti) Inibisce l attività peptidiltransferasica della subunità ribosomale 50S (Procarioti) Inibisce l attività peptidiltransferasica della subunità ribosomale 60S (Eucarioti) Si lega alla subunità 50S ed inibisce la traslocazione (Procarioti) Causa la terminazione prematura della catena proteica, agendo come analogo di aminoacil-trna (Procarioti ed Eucarioti)

28 Esempio di mimetismo molecolare

29 Antibiotico Inibitori della sintesi di RNA Rifamicina Actinomicina D Alfa-Amanitina Azione Blocca l inizio di catene di RNA legandosi alla RNA polimerasi nei procarioti Si lega al DNA e blocca il movimento della RNA polimerasi (eucarioti e procarioti) Blocca la sintesi di mrna legandosi preferenzialmente alla RNA polimerasi II (eucarioti)

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