FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA"

Transcript

1 FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA

2 Replicazione del DNA Replicazione semiconservativa del DNA. I due filamenti di DNA parentale si separano e ciascuno serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento figlio mediante accoppiamento delle basi. Filamento vecchio di DNA Filamento nuovo di DNA

3 Replicazione del DNA Modelli di replicazione del DNA Semiconservativo (Watson e Crick) Conservativo Dispersivo

4 Replicazione del DNA Esperimento di M. Meselson e F. Stahl, 1958 In questo esperimento il DNA venne marcato con isotopi che ne alteravano la densità. Batteri cresciuti in un mezzo 14 N Batteri cresciuti in un mezzo 15 N E. coli DNA leggero 1. Modello sperimentale: E. coli 2. DNA di E. coli marcato con 15 N 3. Esperimento basato sulla tecnica dell ultracentrifugazione del DNA su gradiente di densità per discriminare il DNA parentale (vecchio) dal DNA neosintetizzato (nuovo). Densità crescente Estrazione del DNA e centrifugazione in una soluzione di CsCl Densità crescente Estrazione del DNA e centrifugazione in una soluzione di CsCl DNA pesante

5 Esperimento di M. Meselson e F. Stahl, 1958 Composizione del DNA Inizio Terreno contenente 15 N Coltura di E. coli DNA in gradiente di CsCl DNA pesante ( 15 N/ 15 N) Continuazione della crescita per una generazione in terreno 14 N Primo ciclo di replicazione DNA pesante, leggero (ibrido 15 N/ 14 N) Continuazione della crescita per una seconda generazione Secondo ciclo di replicazione Continuazione della crescita per una terza generazione Terzo ciclo di replicazione DNA pesante, leggero (ibrido 15 N/ 14 N) DNA leggero ( 14 N/ 14 N) 14 N/ 14 N 15 N/ 14 N

6 Caratteristiche generali Replicazione del DNA DNA Polimerasi procariotiche ed eucariotiche Enzimi Direzione Attività Funzioni possibili della sintesi esonucleasica Procariotici Polimerasi I riempimento dei gap lasciati dalla rimozione dell innesco; 3 5 riparazione del DNA Polimerasi II riempimento dei gap lasciati dalla rimozione dell innesco; riparazione del DNA Polimerasi III enzima principale della replicazione Eucariotici Polimerasi a enzima principale della replicazione (con la Polimerasi d); riparazione del DNA Polimerasi b 5 3 nessuna riparazione del DNA Polimerasi g enzima principale della repl. nei mitocondri e cloroplasti Polimerasi d enzima principale della replicazione (con la Polimerasi a) Polimerasi e (eps.) riparazione del DNA; può cooperare con le Polimerasi a e d nei meccanismi principali della replicazione

7 Caratteristiche generali Replicazione del DNA Tutte le DNA polimerasi note hanno due proprietà fondamentali in comune che hanno implicazioni fondamentali per la replicazione del DNA: 1. Tutte le polimerasi sintetizzano DNA soltanto in direzione 5-3, aggiungendo dntp al gruppo 3 ossidrile di una catena in crescita. 2. Le DNA polimerasi possono aggiungere un nuovo deossiribonucleotide soltanto ad un filamento primer preformato che forma legami idrogeno con lo stampo e non sono capaci di iniziare la sintesi di DNA catalizzando la polimerizzazione di dntp liberi.

8 Caratteristiche generali Replicazione del DNA oric-dnaa (proteina d inizio) Bolla di replicazione Sintesi bidirezionale

9 Replicazione del DNA Caratteristiche generali Topoisomerasi I II

10 Nei Procarioti Replicazione del DNA 1. Inizio della replicazione in oric riconosciuta dalla proteina DnaA. L interazione richiama l elicasi in un sito adiacente ricco di AT: apertura della doppia elica. 3 sequenze di 13 nucleotidi allineati in tandem Siti di legame per la proteina DnaA Sequenza consenso

11 La replicazione del DNA nei procarioti Molecole di DNA durante il processo di replicazione furono analizzate per la prima volta da John Cairns (1962) in esperimenti in cui E. coli veniva coltivato in presenza di timidina radioattiva, che permetteva la successiva visualizzazione del DNA appena replicato mediante autoradiografia. Queste molecole di DNA contenevano due forcelle di replicazione, che rappresentavano le regioni di sintesi attiva del DNA. A livello di ciascuna forcella i filamenti parentali del DNA si separavano e venivano sintetizzati due filamenti figli. Filamento figlio Forcella di replicazione Forcella di replicazione Filamento parentale termine

12 2. Sintesi del primer Replicazione del DNA La DNA primasi Quando il DNA si srotola, la DNA primasi sintetizza un breve innesco di RNA composto da circa 5-10 nucleotidi Estensione del Inizio della Sintesi primer di RNA da Stampo di sintesi di dell RNA parte della DNA DNA RNA primer polimerasi Primasi DNA polimerasi

13 primasi innesco di RNA proteine che legano il DNA elicasi topoisomerasi proteine che legano il DNA 3. DNA polimerasi III proteine che legano il DNA elicasi topoisomerasi polimerasi proteine che legano il DNA

14

15 Replicazione del DNA I corti inneschi di DNA sono utilizzati come punto di partenza per la replicazione da parte della DNA polimerasi. Filamento veloce III Filamento lento Frammenti di Okazaki

16 4. Rimozione dei primer Replicazione del DNA Dopo aver svolto la loro funzione gli inneschi vengono rimossi da parte di polimerasi che hanno attività esonuclesica 5-3 e i gap lasciati dalle rimozioni vengono riempiti dalla stessa polimerasi. DNA polimerasi I

17 Replicazione del DNA La rimozione dell innesco Interruzione fra i frammenti di Okazaki RNA primer 5. DNA ligasi Polimerasi I Rimozione dell RNA da parte dell esonucleasi 5-3 Riempimento dell interruzione con DNA DNA ligasi Unione dei frammenti di DNA

18 Replicazione del DNA

19 Replicazione del DNA Attività esonucleasica della DNA polimerasi III: la correzione di bozze

20 Negli eucarioti Replicazione del DNA

21 Negli eucarioti Replicazione del DNA

22 Negli eucarioti Replicazione del DNA

23 Negli eucarioti Replicazione del DNA nell uomo AGGGTT

24 Negli eucarioti Replicazione del DNA

25 Riparazione del DNA REAZIONI CHIMICHE SPONTANEE FREQUENTI L accuratezza della replicazione del DNA è critica per la riproduzione cellulare, e le stime del tasso di mutazione dei diversi geni indicano che la frequenza di errori durante la replicazione corrisponde solamente una base sbagliata ogni nucleotidi incorporati. Il grande margine di fedeltà raggiunto dipende largamente dall attività della DNA polimerasi (attività esonucleasica e proofreading = correttore di bozze). Appaiamento G-C normale La forma tautomerica rara di G si accoppia con T deossiribosio deossiribosio deossiribosio deossiribosio

26 Attività esonucleasica 3 5 della polimerasi Correzione da parte della DNA polimerasi Incorporazione di una forma tautomerica rara di G invece di A Il passaggio di nuovo alla forma normale di G rompe l appaiamento della base con T La polimerasi elimina la G male appaiata tramite l esonucleasi 3 5 La sintesi procede con l incorporazione della base corretta (A)

27 Riparazione del DNA (A) DEAMINAZIONE Citosina Citosina Uracile Uracile Danneggiamento spontaneo del DNA. Ci sono due forme principali di danneggiamento spontaneo del DNA: deaminazione di adenina, citosina e guanina (A) e depurinazione (perdita di basi puriniche) dovuta al taglio del legame fra basi puriniche e il deossiribosio, che lascia un sito apurinico (AP) nel DNA (B). Timina: non ha un NH 2 esposto Adenina Ipoxantina

28 Riparazione del DNA (B) DEPURINAZIONE Guanina Danneggiamento spontaneo del DNA. Ci sono due forme principali di danneggiamento spontaneo del DNA: deaminazione di adenina, citosina e guanina (A) e depurinazione (perdita di basi puriniche) dovuta al taglio del legame fra basi puriniche e il deossiribosio, che lascia un sito apurinico (AP) nel DNA (B). Catena di DNA Catena di DNA dgmp = deossiguanosina monofosfato Sito AP

29 Riparazione del DNA Replicazione del DNA

30 Riparazione del DNA Danneggiamento del DNA indotto dalle radiazioni UV Dimero di timine Timine adiacenti nel DNA Dimero di timine La formazione di tali dimeri distorce la struttura della catena del DNA e blocca la replicazione o la trascrizione attraverso il sito danneggiato, pertanto la loro riparazione è strettamente correlata con la capacità delle cellule di sopravvivere all irraggiamento U.V.

31 Riparazione del DNA Reversione diretta del danno al DNA Alchilazione: è l aggiunta di gruppi metilici o etilici (da parte di agenti alchilanti) a varie posizioni sulle basi del DNA che vengono quindi chimicamente modificate. Un tipo di lesione particolarmente grave è la metilazione in posizione O 6 della guanina, perché il prodotto, la O 6 -metilguanina, forma appaiamenti complementari di basi con la timina invece che con la citosina. Guanina O 6 -metilguanina

32 Riparazione del DNA Alchilazione: è l aggiunta di gruppi metilici o etilici (da parte di agenti alchilanti) a varie posizioni sulle basi del DNA che vengono quindi chimicamente modificate. Un tipo di lesione particolarmente grave è la metilazione in posizione O 6 della guanina, perché il prodotto, la O 6 - metilguanina, forma appaiamenti complementari di basi con la timina invece che con la citosina. Questa lesione può essere riparata da un enzima (O 6 - metilguanina metiltrasferasi) che trasferisce il gruppo metilico dalla O 6 -metilguanina ad un residuo di cisteina nel suo sito attivo. O 6 -metilguanina cisteina O 6 -metilguanina metiltrasferasi metilcisteina Guanina

33 Trascrizione e maturazione degli RNA Caratteristiche generali della trascrizione Il flusso dell informazione genetica è da DNA a RNA a proteine. Tutte le cellule, dai batteri all uomo, esprimono la loro informazione genetica in questo modo un principio così fondamentale da essere chiamato il dogma centrale della biologia molecolare. Replicazione Riparazione Ricombinazione genetica DNA TRASCRIZIONE DEL DNA (sintesi di RNA) RNA codoni SINTESI PROTEICA PROTEINA aminoacidi

34 Trascrizione e maturazione degli RNA Caratteristiche generali della trascrizione Il primo passaggio della lettura di una parte necessaria delle istruzioni genetiche di una cellula è quello di copiare una porzione particolare della sequenza nucleotidica del suo DNA un gene in una sequenza nucleotidica di RNA. L informazione del DNA, anche se copiata in un altra forma chimica, è ancora scritta essenzialmente nello stesso linguaggio del DNA il linguaggio di una sequenza nucleotidica. Da cui il nome trascrizione. In termini molecolari un GENE può essere definito come un segmento di DNA che viene espresso per ottenere un prodotto funzionale, corrispondente o ad una molecola di RNA (es. RNA ribosomiali o RNA transfer) o ad un polipeptide. Promotore Regione codificante Segnale di fine trascrizione

35 Nei procarioti Trascrizione e maturazione degli RNA RNA polimerasi: a a b b l enzima completo consiste di 5 subunità: 2 a, 1 b, 1 b e 1. La subunità è attaccata in modo relativamente debole e può essere dissociata dalle altre subunità che costituiscono il nucleo della polimerasi La sequenza di DNA a cui si lega la RNA polimerasi per iniziare la trascrizione di un gene si chiama promotore Sito di inizio della trascrizione

36 Nei procarioti Trascrizione e maturazione degli RNA

37 L RNAm dei procarioti è policistronico Nei procarioti più geni si trovano sotto il controllo di un unico promotore a formare i cosiddetti operoni. Questi geni, in genere, codificano proteine necessarie in una specifica via metabolica come la biosintesi di un amminoacido o il catabolismo del glucosio. Ne consegue che l RNAm trascritto da un operone procariotico è policistronico cioè codifica più proteine da un singolo trascritto. DNA P RNAm Regione codificante A Regione codificante B proteine

38 La trascrizione nei procarioti DNA RNA polimerasi polipeptide RNAm ribosoma trascrizione traduzione RNA polimerasi poliribosoma

39 Nei procarioti Trascrizione e maturazione degli RNA

40 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA Sebbene il meccanismo della trascrizione del DNA sia simile nei procarioti e negli eucarioti, il macchinario è considerevolmente più complesso negli eucarioti. Negli eucarioti ci sono tre tipi di RNA polimerasi: 1. RNA polimerasi I: sintetizza i grossi RNA ribosomali (28S, 18S, 5,8S). 2. RNA polimerasi II: trascrive i geni il cui RNA verrà tradotto in proteine, geni di snorna e alcuni geni di snrna. 3. RNA polimerasi III: sintetizza una varietà di RNA piccoli e stabili come l RNA ribosomale 5S, gli RNA transfer e alcuni geni di snrna. Una distinzione importante tra la RNA polimerasi batterica e la RNA polimerasi II degli eucarioti è che (1) l enzima eucariotico per iniziare la trascrizione necessita di proteine di inizio che devono legarsi al promotore prima che si possa legare l enzima. (2) L inizio della trascrizione eucariotica deve tenere conto del compattamento del DNA nei nucleosomi e in forme di ordine superiore di struttura della cromatina, caratteristiche assenti nei cromosomi dei batteri.

41 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA Promotore eucariotico. Il promotore del gene della timidina chinasi di herpes simplex virus (HSV) contiene 3 sequenze a monte del TATA box che sono necessari per una efficiente trascrizione: 1 CCAAT box and 2 GC boxe (sequenze consenso GGGCGG). trascrizione esone TATA box introne elemento prossimale al promotore enhancer

42 TATAA inizio della trascrizione TFIID TFIIB TFIIF LA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI L RNA polimerasi II richiede i fattori generali di trascrizione (1) Aiutano a posizionare l RNA polimerasi correttamente sul promotore; (2) aiutano a separare i due filamenti di DNA per permettere l inizio della trascrizione; (3) rilasciano l RNA polimerasi dal promotore nella modalità di allungamento una volta che la trascrizione è cominciata. Le proteine sono generali perché si assemblano su tutti i promotori usati dall RNA polimerasi II. TFIIE TFIIH RNA polimerasi II attività proteina chinasica (TFIIH) LA TRASCRIZIONE INIZIA Come la RNA polimerasi batterica, la polimerasi II rimane nel promotore, fino a che subisce un cambiamento conformazionale e viene rilasciata per iniziare a trascrivere un gene. Un passaggio chiave in questo rilascio è l aggiunta di gruppi fosfato alla coda della RNA polimerasi (nota come CTD o dominio C-terminale). Questa fosforilazione è catalizzata anche da TFIIH, che, oltre ad un elicasi, contiene come subunità una proteina chinasi. La polimerasi può allora staccarsi dal gruppo dei fattori generali di trascrizione, subendo una serie di cambiamenti conformazionali che rafforzano la sua interazione con il DNA e acquisendo nuove proteine che le permettono di trascrivere per lunghe distanze senza dissociarsi.

43 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA Molte modificazioni sono caratteristiche della cromatina trascrizionalmente attiva, incluse le modificazioni degli istoni e i riarrangiamenti dei nucleosomi. L acetilazione degli istoni è stata collegata alla cromatina trascrizionalmente attiva in un largo numero di tipi cellulari. (A) Gli istoni del core (H2A, H2B, H3, H4) hanno domini histone fold, che interagiscono con gli istoni e il DNA del nucleosoma. Le code N-terminali degli istoni del core sono modificate attraverso l aggiunta di gruppi acetilici (ac) alle catene laterali di specifici residui di lisina. (B) gli attivatori e repressori trascrizionali sono associati con co-attivatori e co-repressori, che possiedono attività iston-acetiltrasferasica (HAT) e iston-deacetilasica, rispettivamente. L acetilazione degli istoni è caratteristica della cromatina attivamente trascritta e potrebbe rendere più debole il legame degli istoni al DNA e alterare la loro interazione con altre proteine. Coda N-terminale Dominio histone-fold Coattivatore Corepressore Attivatore Repressore Lisina (K) Gruppo acetilico Istoni acetilati Cromatina attiva Istoni deacetilati Cromatina inattiva

44 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA L allungamento della trascrizione negli eucarioti è strettamente accoppiato alla modificazione dell RNA Le modificazioni al 5 e 3 permettono alla cellula di stabilire se sono presenti entrambe le estremità di una molecola di RNA (e perciò se il messaggero è intatto) prima di esportare l RNA dal nucleo per tradurlo in proteina. Lo splicing dell RNA fornisce agli eucarioti superiori la capacità di sintetizzare parecchie proteine diverse dallo stesso gene.

45 Trascrizione e maturazione degli RNA Negli eucarioti Cap. 5 Poliadenilazione 3 Splicing

46 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA Maturazione degli rrna

47 Negli eucarioti Trascrizione e maturazione degli RNA Maturazione dei trna

48 La struttura del codice genetico e la traduzione Proprietà del codice genetico UAG = pirrolisina UGA = selenocisteina

49 La struttura del codice genetico e la traduzione Apparato di traduzione: ribosomi e trna

50 Nucleolo

51 Ribosomi

52 procariotici eucariotici Ribosomi

53 Frazionamento dei ribosomi S = Svedberg coefficiente di sedimentazione Gradiente di saccarosio (%) frazionamento

54 La struttura del codice genetico e la traduzione Apparato di traduzione: ribosomi e trna

55 La struttura del codice genetico e la traduzione Apparato di traduzione: ribosomi e trna

56 Appaiamento standard e non tra codone e anticodone RNAt ribosio RNAm Guanosina Citosina anticodone codone ribosio RNAt RNAm ribosio Guanosina anticodone Uridina codone ribosio

57 Appaiamento non standard tra codone e anticodone Appaiamento non standard dell alanina RNAt Inosina = ipoxantina + ribosio Ipoxantina deriva dall adenosina L appaiamento rilassato delle basi nella terza posizione è causato in parte dalla formazione di coppie di basi G-U, in parte dalla modificazione della guanosina in inosina degli anticodoni di parecchi trna durante la maturazione. L inosina può appaiarsi con C, U o A nella terza posizione, così che il suo utilizzo nell anticodone permette ad un singolo trna di riconoscere tre diversi codoni negli stampi di mrna. RNAt ribosio ribosio RNAm Inosina Uridina anticodone codone RNAt RNAt RNAm RNAm ribosio Inosina anticodone Inosina anticodone ribosio Citosina codone Adenina codone ribosio

58 La struttura del codice genetico e la traduzione Traduzione nei procarioti 1. Fase ATP dipendente: attivazione dell amminoacido La struttura del legame aminoacil-rnat. L estremità COOH dell aa forma un legame estere con il ribosio. Poiché l idrolisi di questo legame è associata a una variazione di energia libera molto alta, si dice che un aa legato in questo modo è attivato. legame estere aminoacido (triptofano) aminoacido (triptofano) RNAt specifico aminoacil-rnat sintetasi specifica unione del Trp all RNAt il Trp si lega al codon UGG

59 La struttura del codice genetico e la traduzione Traduzione nei procarioti 2. Fase GTP dipendente: Inizio

60 La struttura del codice genetico e la traduzione Traduzione nei procarioti 2. Fase GTP dipendente: Inizio IF2: lega fmet-trna e lo porta alla sub minore del ribosoma; idrolizza GTP IF1: promuove la dissociazione dei ribosomi in subunità separate IF3: stabilizza la sub minore nella forma dissociata; previene la riassociazione delle 2 subunità; denatura la forcina terminale 3 OH dell rrna 16S

61 La struttura del codice genetico e la traduzione Traduzione nei procarioti 1. Fase GTP dipendente: Allungamento

62 La struttura del codice genetico e la traduzione Traduzione nei procarioti 2. Fase GTP dipendente: Termine

63 Traduzione negli eucarioti La struttura del codice genetico e la traduzione RNAm procariotico Sequenza Shine-Dalgarno RNAr 16S RNAm eucariotico 5 cap m 7 G Subunità ribosomale 40S 5 cap m 7 G UTR UTR Scorrimento sul ribosoma

64 Inizio della traduzione negli eucarioti RNAm Subunità 40S Attacco dei fattori di inizio Scorrimento Subunità 60S

65 La struttura del codice genetico e la traduzione Folding e misfolding delle proteine (A) Una forma del globulo fuso del citocromo b 562 è più aperta e meno ordinata della forma finale ripiegata della proteina, mostrata in (B). Esperimenti hanno dimostrato che una volta che il dominio proteico di una proteina multidominio emerge dal ribosoma, forma nel giro idi pochi secondi una struttura compatta che contiene la maggior parte della struttura secondaria finale (a eliche e foglietti b) allineata più o meno nel modo giusto. Per molti domini proteici, questa struttura insolitamente aperta e flessibile, che è chiamata globulo fuso, è il punto di partenza per un processo relativamente lento in cui avvengono molti aggiustamenti di catene laterali che alla fine formano la struttura terziaria corretta. Nonostante ciò, poiché ci vogliono alcuni minuti per sintetizzare una proteina di dimensioni medie, buona parte del processo di ripiegamento è completata quando il ribosoma rilascia l estremità C-terminale di una proteina.

66 Chaperone molecolari aiutano a guidare il ripiegamento di molte proteine Le chaperoni molecolari sono state identificate per la prima volta nei batteri quando vennero studiati mutanti di E. coli che non permettevano al fago lambda di replicarsi al loro interno. Questi mutanti producono versioni leggermente alterate del macchinario chaperone e come risultato sono difettosi in passaggi specifici dell assemblaggio delle proteine virali. Una visione corretta del ripiegamento delle proteine. Ciascun dominio di una proteina appena sintetizzata raggiunge rapidamente uno stato di globulo fuso. Il ripiegamento successivo avviene più lentamente e per vie multiple, comportando spesso l aiuto da parte di una proteina chaperone molecolare. Alcune molecole possono comunque non riuscire a ripiegarsi correttamente; queste sono riconosciute e degradate da proteasi specifiche.

67 Chaperone molecolari aiutano a guidare il ripiegamento di molte proteine Le chaperone molecolari sono incluse fra le proteine dello shock da calore (heat-shock proteins, di cui la loro designazione come hsp), perché sono sintetizzate in quantità enormemente maggiore dopo una breve esposizione delle cellule ad una temperatura elevata (per esempio, 42 C per cellule che normalmente vivono a 37 C). Ciò riflette l operazione di un sistema feedback che risponde a qualunque aumento di proteine ripiegate male (come quelle prodotte da temperature elevate) aumentando la sintesi delle proteine chaperone che aiutano queste proteine a ripiegarsi. Le cellule eucariotiche hanno almeno due famiglie principali di chaperone molecolari hsp60 e hsp70. Membri diversi della famiglia svolgono la loro funzione in organelli diversi. Così i mitocondri contengono le loro molecole hsp60 e hsp70 che sono distinte da quelle che agiscono nel citosol e una hsp70 speciale (chiamata BIP) aiuta a ripiegare correttamente le proteine nel reticolo endoplasmatico rugoso. Le proteine del tipo hsp60 e 70 lavorano ognuna con la propria piccola serie di proteine associate quando aiutano altre proteine a ripiegarsi, hanno in comune un affinità per zone idrofobiche esposte su proteine non completamente ripiegate e idrolizzano ATP, spesso legando e rilasciando la proteina ad ogni ciclo di idrolisi di ATP. Sotto altri aspetti, i due tipi di proteine hsp funzionano diversamente. Il macchinario hsp70 agisce precocemente nella vita di molte proteine, legandosi ad una fila di circa 7 amminoacidi idrofobici prima che la proteina lasci il ribosoma.

68 Chaperone molecolari aiutano a guidare il ripiegamento di molte proteine Le proteine del tipo hsp60 formano una struttura a forma di botte che agisce più tardi nella vita di una proteina, dopo che è stata completamente sintetizzata. Questo tipo di chaperone forma una camera di isolamento in cui entrano proteine ripiegate non correttamente, impedendone l aggregazione e fornendo loro un ambiente favorevole in cui tentare di ripiegarsi.

69 Regioni idrofobiche esposte forniscono segnali cruciali per il controllo qualità delle proteine. Circa il 20% delle proteine vengono aiutate dalla hsp70 e il 10% dalle hsp60. In che modo queste proteine vengono scelte per questo ripiegamento catalizzato da ATP? Una proteina che ha un ampia zona di amminoacidi idrofobici esposta sulla superficie è in genere anormale: o non è riuscita a ripiegarsi correttamente dopo aver lasciato il ribosoma, o ha subito un incidente che l ha svolta parzialmente in un tempo successivo, o non è riuscita a trovare la subunità partner normale in un complesso proteico più grande. Una tale proteina non è semplicemente inutile per la cellula, può essere pericolosa. Molte proteine con una regione idrofobica esposta anormalmente possono formare aggregati, precipitando fuori dalla soluzione. In rari casi, questi aggregati possono provocare malattie molto gravi.

70 La struttura del codice genetico e la traduzione Folding e misfolding delle proteine

71 Quando tutti i controlli di qualità di una proteina falliscono, grossi aggregati proteici tendono ad accumularsi nella cellula colpita. Gli aggregati possono, adsorbendo su di essi macromolecole cruciali, danneggiare gravemente le cellula e causarne anche morte. Gli aggregati proteici rilasciati da cellule morte tendono ad accumularsi nella matrice extracellulare e, in casi estremi, possono anche danneggiare i tessuti. Il cervello, poiché è composto da un insieme altamente organizzato di cellule nervose, è altamente vulnerabile. Aggregati proteici nel cervello causano principalmente neurodegenerazione (malattia di Huntington e la degenerazione di Alzheimer causa di demenza correlata all età e colpisce più di 20 milioni di persone nel mondo d oggi. Molti aggregati proteici che causano problemi formano fibrille costituite da una serie di catene polipeptidiche che sono stratificate l una sull altra come pile continue di foglietti b (filamento cross-beta resistente alla proteolisi). Questa struttura si osserva in tanti disordini neurologici in cui produce depositi colorati in modo anormale noti come amiloide. Le proteine ripiegate in modo anormalo possono aggregarsi causando malattie umane distruttive. Una varietà particolare di questa malattia ha raggiunto una particolare notorietà: le malattie da prioni. A differenza delle malattie di Huntington e di Alzheimer, quella da prioni si può diffondere da un organismo all altro, purché il secondo organismo mangi un tessuto contenente l aggregato proteico. Una serie di malattie chiamate scrapie nella pecora, malattie di Creutzfeldt-Jacob (CJD) nell uomo e encefalopatia spongiforme bovina (BSE) nei bovini (morbo della mucca pazza) è causata da una forma male ripiegata e aggregata di una proteina chiamata PrP (proteina prionica). La PrP si trova normalmente sulla superficie esterna della membrana plasmatica, soprattutto nei neuroni. La sua funzione normale è sconosciuta ma ha la sfortunata proprietà di essere convertibile in una conformazione anormale molto speciale. Questa conformazione non soltanto forma filamenti cross beta resistenti alla proteolisi ma è anche infettiva perché converte molecole di PrP ripiegate normalmente nella stessa forma (da PrP a PrP*).

FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA

FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA FLUSSO DELL INFORMAZIONE E REGOLAZIONE DELL ESPRESSIONE GENICA DNA ed RNA ACIDI NUCLEICI DNA ed RNA sono polimeri di nucleotidi che sono costituiti da basi puriniche e pirimidinic he legate a zuccheri

Dettagli

CELLULA PROCARIOTICA PROCARIOTE

CELLULA PROCARIOTICA PROCARIOTE CELLULA PROCARIOTICA O PROCARIOTE CELLULA EUCARIOTICA O EUCARIOTE Sany0196.jpg IL NUCLEO Provvisto di due membrane (interna ed esterna) che congiungendosi in alcuni punti formano i pori nucleari attraverso

Dettagli

IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA

IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA DNA: contiene tutte le informazioni per definire lo sviluppo e la fisiologia della cellula: ma come svolge questa funzione? Beadle e Tatum (1941): studiando mutanti della comune

Dettagli

DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA. Secondo il dogma centrale della biologia, il DNA dirige la. sintesi del RNA che a sua volta guida la sintesi delle

DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA. Secondo il dogma centrale della biologia, il DNA dirige la. sintesi del RNA che a sua volta guida la sintesi delle DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA Secondo il dogma centrale della biologia, il DNA dirige la sintesi del RNA che a sua volta guida la sintesi delle proteine. Tuttavia il flusso unidirezionale di informazioni

Dettagli

FORMAZIONE DEL LEGAME PEPTIDICO

FORMAZIONE DEL LEGAME PEPTIDICO AMINOACIDI FORMAZIONE DEL LEGAME PEPTIDICO SEQUENZA AMINOACIDICA DELL INSULINA STRUTTURA SECONDARIA DELLE PROTEINE STRUTTURA TERZIARIA DELLE PROTEINE STRUTTURA QUATERNARIA DELLE PROTEINE Definizione Processi

Dettagli

TRASCRIZIONE e TRADUZIONE

TRASCRIZIONE e TRADUZIONE TRASCRIZIONE e TRADUZIONE Trascrizione e traduzione Dogma centrale della biologia molecolare: processo con cui l informazione contenuta nel DNA dirige la sintesi delle proteine. Trascrizione Maturazione

Dettagli

DNA e replicazione del DNA

DNA e replicazione del DNA DNA e replicazione del DNA 1928: EXP di Griffith Scoperto il fattore trasformante Struttura elicoidale del DNA Struttura del DNA Subunità nucleotidiche Struttura del DNA Subunità nucleotidiche La replicazione

Dettagli

Regolazione dell espressione genica

Regolazione dell espressione genica Regolazione dell espressione genica definizioni Gene attivato quando viene trascritto in RNA e il suo messaggio tradotto in molecole proteiche specifiche Espressione genica processo complessivo con cui

Dettagli

IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA

IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA DNA: contiene tutte le informazioni per definire lo sviluppo e la fisiologia della cellula: ma come svolge questa funzione? Beadle e Tatum (1941): studiando mutanti della comune

Dettagli

Struttura dei nucleotidi...6 Modello di Watson e Crick...10 Organizzazione strutturale superiore del DNA...13 DUPLICAZIONE DEL DNA...

Struttura dei nucleotidi...6 Modello di Watson e Crick...10 Organizzazione strutturale superiore del DNA...13 DUPLICAZIONE DEL DNA... ACIDI NUCLEICI...2 FUNZIONI DEL DNA...5 FUNZIONI DELL RNA...5 I NUCLEOTIDI...6 Struttura dei nucleotidi...6 Modello di Watson e Crick...10 Organizzazione strutturale superiore del DNA...13 DUPLICAZIONE

Dettagli

07/01/2015. Come si ferma una macchina in corsa? Il terminatore. Terminazione intrinseca (rho-indipendente)

07/01/2015. Come si ferma una macchina in corsa? Il terminatore. Terminazione intrinseca (rho-indipendente) Come si ferma una macchina in corsa? Il terminatore Terminazione intrinseca (rho-indipendente) Terminazione dipendente dal fattore Rho (r) 1 Operoni: gruppi di geni parte di una unica unità trascrizionale

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

Duplicazione del DNA. 6 Dicembre 2007

Duplicazione del DNA. 6 Dicembre 2007 Duplicazione del DNA 6 Dicembre 2007 Duplicazione - Trascrizione - Traduzione DNA Trascrizione DNA - La DUPLICAZIONE è il processo che porta alla formazione di copie delle molecole di DNA ed al trasferimento

Dettagli

SINTESI DELLE PROTEINE

SINTESI DELLE PROTEINE SINTESI DELLE PROTEINE IN UN GIORNO DI UN INDIVIDUO ADULTO NORMALE: -100 grammi vengono introdotti con la dieta -400 grammi vengono degradati -400 grammi vengono sintetizzati -100 grammi vengono consumati

Dettagli

Il flusso e la regolazione dell informazione genica. Lezione nr. 8 Psicobiologia

Il flusso e la regolazione dell informazione genica. Lezione nr. 8 Psicobiologia Il flusso e la regolazione dell informazione genica Lezione nr. 8 Psicobiologia L informazione che viene trascritta non riguarda tutto il DNA ma solo delle particolari sequenze definite GENI. Tipologie

Dettagli

Espressione Genica Informazione contenuta nei geni (DNA) viene decodificata prima in RNA (Trascrizione) e successivamente in proteine (Traduzione)

Espressione Genica Informazione contenuta nei geni (DNA) viene decodificata prima in RNA (Trascrizione) e successivamente in proteine (Traduzione) Espressione Genica Informazione contenuta nei geni (DNA) viene decodificata prima in RNA (Trascrizione) e successivamente in proteine (Traduzione) Nucleotidi e Ribonucleotidi L RNA è costituituito

Dettagli

LA REPLICAZIONE DEL DNA

LA REPLICAZIONE DEL DNA www.fisiokinesiterapia.biz LA REPLICAZIONE DEL DNA REPLICAZIONE DEL DNA Durante il processo di replicazione la doppia elica del DNA si srotola e ciascuno dei due filamenti funziona da stampo per un nuovo

Dettagli

TRASCRIZIONE DEL DNA. Formazione mrna

TRASCRIZIONE DEL DNA. Formazione mrna TRASCRIZIONE DEL DNA Formazione mrna Trascrizione Processo mediante il quale l informazione contenuta in una sequenza di DNA (gene) viene copiata in una sequenza complementare di RNA dall enzima RNA polimerasi

Dettagli

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

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

Dettagli

Riassunto struttura DNA

Riassunto struttura DNA Riassunto struttura DNA Il nucleotide (unita monomerica del DNA): composto da uno zucchero pentoso, una base azotata e un gruppo fosfato (1-3) Il DNA e l RNA sono polimeri costituiti da nucleotidi uniti

Dettagli

La trascrizione del DNA

La trascrizione del DNA La trascrizione del DNA I prodotti iniziali dei geni consistono in molecole di Acido Ribonucleico Dogma centrale DNA RNA polipeptide RNA/DNA Proprieta dell RNA - Prodotto a partire dal DNA stampo (trascrizione)

Dettagli

Contenuto di DNA aploide in alcune specie

Contenuto di DNA aploide in alcune specie Contenuto di DNA aploide in alcune specie 1-10 2 kb 10 3 kb 10 4 kb 10 5-10 8 kb Dimensioni del genoma Paradosso del valore C Non c è una correlazione tra la quantità di DNA e la complessità di un organismo

Dettagli

LA TRASCRIZIONE. Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene

LA TRASCRIZIONE. Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene LA TRASCRIZIONE Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene GLI ACIDI RIBONUCLEICI Nelle cellule nucleate la sintesi proteica avviene nel citoplasma, mentre il DNA si

Dettagli

LA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI

LA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI LA TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI NEGLI EUCARIOTI TRASCRIZIONE E TRADUZIONE SONO DUE EVENTI SEPARATI CHE AVVENGONO IN DUE DIVERSI COMPARTIMENTI CELLULARI: NUCLEO E CITOPLASMA. INOLTRE, A DIFFERENZA DEI

Dettagli

Corso di Laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceu6che a.a Università di Catania. La stru(ura del gene. Stefano Forte

Corso di Laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceu6che a.a Università di Catania. La stru(ura del gene. Stefano Forte Corso di Laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceu6che a.a. 2014-2015 Università di Catania La stru(ura del gene Stefano Forte I Geni Il gene è l'unità ereditaria e funzionale degli organismi viventi. La

Dettagli

RNA: trascrizione e maturazione

RNA: trascrizione e maturazione RNA: trascrizione e maturazione Trascrizione e traduzione Nei procarioti: : stesso compartimento; negli eucarioti: : due compartimenti Pulse and chase 1) le cellule crescono in uracile radioattivo in eccesso

Dettagli

E. Giordano 16/09/2010

E. Giordano 16/09/2010 GRUPPO NAZIONALE DI BIOINGEGNERIA XXIX Scuola Annuale BIOLOGIA SINTETICA Bressanone 13-17 settembre 2010 1/41 COSTITUENTI MOLECOLARI DELLO CHASSIS CELLULARE Emanuele GIORDANO II Facoltà di Ingegneria Dipartimento

Dettagli

Codice Genetico (segue)

Codice Genetico (segue) CODICE GENETICO Nucleotidi, acidi nucleici CODICE GENETICO Codice mediante il quale la sequenza nucleotidica di una molecola di DNA o di RNA specifica la sequenza amminoacidica di un polipeptide. Consiste

Dettagli

Espressione ed utilizzo della informazione genetica II Trascrizione e Traduzione

Espressione ed utilizzo della informazione genetica II Trascrizione e Traduzione Espressione ed utilizzo della informazione genetica II Trascrizione e Traduzione CdL Tecnici di Lab Biomedico AA. 2011-12 - Prof.ssa Frabetti Come si esprime l informazione? Per i geni classici vedremo:

Dettagli

lati esterni altamente Idrofilici

lati esterni altamente Idrofilici I due filamenti complementari del DNA sono antiparalleli: uno è in direzione 5-3 e l altro in direzione 3-5. parte interna idrofobica lati esterni altamente Idrofilici APPAIAMENTO DELLE BASI AZOTATE: 2

Dettagli

La trascrizione. La trascrizione è la sintesi delle molecole di RNA sulla base di un filamento stampo di DNA

La trascrizione. La trascrizione è la sintesi delle molecole di RNA sulla base di un filamento stampo di DNA LA TRASCRIZIONE La trascrizione La trascrizione è la sintesi delle molecole di RNA sulla base di un filamento stampo di DNA Le caratteristiche dell RNA La costituzione a singolo filamento permette alle

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

STRUTTURE DEGLI ACIDI NUCLEICI, CODICE GENETICO E REPLICAZIONE DEL DNA

STRUTTURE DEGLI ACIDI NUCLEICI, CODICE GENETICO E REPLICAZIONE DEL DNA IL LABORATORIO DI BIOLOGIA MOLECOLARE: Introduzione alle tecniche e alle loro applicazioni STRUTTURE DEGLI ACIDI NUCLEICI, Il DNA nell arte: Susan Rankaitis 2002, DNA2 CODICE GENETICO E REPLICAZIONE DEL

Dettagli

Il dogma centrale della biologia. molecolare

Il dogma centrale della biologia. molecolare Il dogma centrale della biologia Cell molecolare Transcription Translation Ribosome DNA mrna Polypeptide (protein) L informazione per la sintesi delle proteine è contenuta nel DNA. La trascrizione e la

Dettagli

Nucleotidi e Acidi Nucleici. Struttura di DNA e RNA

Nucleotidi e Acidi Nucleici. Struttura di DNA e RNA Nucleotidi e Acidi Nucleici Nucleosidi Nucleotidi Funzioni biologiche dei nucleotidi Struttura di DNA e RNA Concatenazione e appaiamento dei nucleotidi Lo scheletro degli acidi nucleici Componenti degli

Dettagli

La Terminazione della Trascrizione

La Terminazione della Trascrizione La Terminazione della Trascrizione I geni batterici possiedono dei terminatori della trascrizione. I Terminatori sono sequenze dell RNA che promuovono il distacco dell RNA polimerasi dal templato Ne esistono

Dettagli

La genetica molecolare

La genetica molecolare La genetica molecolare 1 Il materiale genetico Varia di quantità da specie a specie. Regola lo sviluppo della cellula. Ha la capacità di duplicarsi. Nome comune Numero di coppie di cromosomi zanzara 3

Dettagli

La sua struttura è stata determinata da Watson e Crick nel 1953.

La sua struttura è stata determinata da Watson e Crick nel 1953. DNA La sua struttura è stata determinata da Watson e Crick nel 1953. NUCLEOTIDI Componenti fondamentali degli acidi nucleici. Costituiti da 3 parti: 1. Uno zucchero a 5 atomi di C: nel DNA è il deossiribosio;

Dettagli

Gli Acidi Nucleici DNA RNA

Gli Acidi Nucleici DNA RNA Gli Acidi Nucleici DNA RNA Gli Acidi nucleici Gli acidi nucleici sono il: DNA (acido desossiribonucleico) RNA (acido ribonucleico) Essi sono formati dai polimeri (molecole molto grosse) i cui monomeri

Dettagli

LA SINTESI PROTEICA LE MOLECOLE CHE INTERVENGONO IN TALE PROCESSO SONO:

LA SINTESI PROTEICA LE MOLECOLE CHE INTERVENGONO IN TALE PROCESSO SONO: LA SINTESI PROTEICA La sintesi proteica è il processo che porta alla formazione delle proteine utilizzando le informazioni contenute nel DNA. Nelle sue linee fondamentali questo processo è identico in

Dettagli

MFN0366-A1 (I. Perroteau) - il nucleo. Solo per uso didattico, vietata la riproduzione, la diffusione o la vendita

MFN0366-A1 (I. Perroteau) - il nucleo. Solo per uso didattico, vietata la riproduzione, la diffusione o la vendita 1 Cosa contiene il nucleo? Il nucleo non contiene solo DNA, che costituisce solo il 20% del materiale nucleare, ma anche una grande quantità di proteine chiamate nucleoproteine ed RNA. La maggior parte

Dettagli

Progetto Tandem Biologia saperi minimi Anno accademico Marzo 2012 COGNOME...

Progetto Tandem Biologia saperi minimi Anno accademico Marzo 2012 COGNOME... Progetto Tandem Biologia saperi minimi Anno accademico 2011-2012 2 Marzo 2012 COGNOME... NOME 1) Quali delle seguenti affermazioni sulla struttura primaria delle proteine è falsa? a) può essere ramificata

Dettagli

Acidi Nucleici. Contenuto:

Acidi Nucleici. Contenuto: Acidi Nucleici Contenuto: Il DNA e' l'unica molecola depositaria dell'informazione genetica, ossia del progetto nel quale sono immagazzinate istruzioni precise per tutte le caratteristiche ereditarie autoduplicazione

Dettagli

Traduzione. Trascrizione

Traduzione. Trascrizione Duplicazione del DNA IL DNA è LA MOLECOLA DEPOSITARIA DELL INFORMAZIONE GENICA CHE DEVE ESSERE EREDITATA DI GENERAZIONE IN GENERAZIONE. PERTANTO LA STRUTTURA DEL DNA DEVE ESSERE TALE DA SODDISFARE AL MEGLIO

Dettagli

SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI

SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI PER TRASCRIZIONE SI INTENDE LA SINTESI DI UNA MOLECOLA DI RNA COMPLEMENTARE AD UNO STAMPO DI DNA. GLI RNA CELLULARI SONO DISTINTI IN TRE PRINCIPALI CATEGORIE:

Dettagli

SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI

SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI SINTESI E MATURAZIONE DEGLI RNA CELLULARI PER TRASCRIZIONE SI INTENDE LA SINTESI DI UNA MOLECOLA DI RNA COMPLEMENTARE AD UNO STAMPO DI DNA. GLI RNA CELLULARI SONO DISTINTI IN TRE PRINCIPALI CATEGORIE:

Dettagli

LE MUTAZIONI E L EVOLUZIONE

LE MUTAZIONI E L EVOLUZIONE UNITÀ BIOTEC. DIDATTICA DI ELEMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE LE MUTAZIONI E L EVOLUZIONE Roberto Giacominelli Stuffler LE MUTAZIONI 2 LE MUTAZIONI LE SOSTITUZIONI LE DELEZIONI LE INSERZIONI 3 LE MUTAZIONI

Dettagli

CROMATINA ISTONI. Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina

CROMATINA ISTONI. Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina CROMATINA Complesso molecolare formato da DNA, istoni e proteine non istoniche ISTONI Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina Si conoscono

Dettagli

IL DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA RNA

IL DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA RNA La traduzione IL DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA Trascrizione DNA Passaggio dell informazione contenuta nel DNA mediante la sintesi di RNA RNA Proteine Duplicazione DNA Traduzione Costruzione della catena

Dettagli

E la più piccola struttura di un organismo in grado di effettuare quei processi che definiscono la vita

E la più piccola struttura di un organismo in grado di effettuare quei processi che definiscono la vita Costituita da proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi Si differenzia tra eucarioti e procarioti E la più piccola struttura di un organismo in grado di effettuare quei processi che definiscono la

Dettagli

ACIDI NUCLEICI ESPERIMENTI

ACIDI NUCLEICI ESPERIMENTI ACIDI NUCLEICI ESPERIMENTI 1869 FRIEDRICK MIESCHER Isolò per la prima volta una sostanza zuccherina leggermente acida contenente fosforo Questa sostanza venne chiamata: acido nucleico perché scoperta nel

Dettagli

Dal gene alla proteina

Dal gene alla proteina Dal gene alla proteina Il collegamento tra geni e proteine La trascrizione e la traduzione sono i due principali processi che legano il gene alla proteina: uno sguardo panoramico Le informazioni genetiche

Dettagli

mrna + 20 aminoacidi In vitro nulla

mrna + 20 aminoacidi In vitro nulla La sintesi proteica mrna + 20 aminoacidi In vitro nulla Il codice genetico I geni controllano la struttura delle proteine: in che modo? 4 nucleotidi A, T, C, G 20 aminoacidi Esiste un codice che converte

Dettagli

Lezione 8 - TRADUZIONE

Lezione 8 - TRADUZIONE Lezione 8 - TRADUZIONE 1. Flusso dell informazione genetica 2. Codice genetico 3. Ribosomi 4. Nucleolo ed rrna 5. trna 6. Ribosomi: sito della sintesi 7. Sintesi proteica 8. Mutazioni 9. Folding 10. Controllo

Dettagli

FUNZIONI DEL DNA E FLUSSO DELL INFORMAZIONE GENETICA. 2. Trasmissione dell informazione genetica dal gene alla proteina

FUNZIONI DEL DNA E FLUSSO DELL INFORMAZIONE GENETICA. 2. Trasmissione dell informazione genetica dal gene alla proteina FUNZIONI DEL DNA E FLUSSO DELL INFORMAZIONE GENETICA 2. Trasmissione dell informazione genetica dal gene alla proteina LA TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI PROCARIOTI EUCARIOTI LA TRASCRIZIONE

Dettagli

La trascrizione è simile alla replicazione ma esistono alcune importanti differenze

La trascrizione è simile alla replicazione ma esistono alcune importanti differenze LA TRASCRIZIONE processo nel quale il DNA stampo viene copiato in una molecola di RNA La molecola di RNA è identica in sequenza all elica codificante e complementare a quella stampo. La trascrizione è

Dettagli

Trascrizione negli Eucariotici

Trascrizione negli Eucariotici Trascrizione negli Eucariotici Cytoplasm DNA RNA Transcription RNA Processing mrna G Nucleus AAAAAA Export G AAAAAA CLASSI DI GENI Le unità di trascrizione eucariotiche sono più complesse di quelle procariotiche

Dettagli

COME È FATTO? Ogni filamento corrisponde ad una catena di nucleotidi

COME È FATTO? Ogni filamento corrisponde ad una catena di nucleotidi Il DNA Il DNA è una sostanza che si trova in ogni cellula e contiene tutte le informazioni sulla forma e sulle funzioni di ogni essere vivente: eppure è una molecola incredibilmente semplice. COME È FATTO?

Dettagli

IL MATERIALE EREDITARIO. Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene

IL MATERIALE EREDITARIO. Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene IL MATERIALE EREDITARIO Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene Caratteristiche del materiale ereditario 1 Replicarsi accuratamente durante crescita e divisione

Dettagli

DNA E PROTEINE IL DNA E RACCHIUSO NEL NUCLEO, MENTRE LA SINTESI PROTEICA SI SVOLGE NEL CITOPLASMA: COME VIENE TRASPORTATA L INFORMAZIONE?

DNA E PROTEINE IL DNA E RACCHIUSO NEL NUCLEO, MENTRE LA SINTESI PROTEICA SI SVOLGE NEL CITOPLASMA: COME VIENE TRASPORTATA L INFORMAZIONE? DNA E PROTEINE NUMEROSI DATI SUGGERISCONO CHE IL DNA SVOLGA IL SUO RUOLO GENETICO CONTROLLANDO LA SINTESI DELLE PROTEINE, IN PARTICOLARE DETERMINANDONE LA SEQUENZA IN AMINOACIDI E NECESSARIO RISPONDERE

Dettagli

Lezione 6 - Trascrizione del DNA

Lezione 6 - Trascrizione del DNA Lezione 6 - Trascrizione del DNA 1. Flusso dell informazione genetica 2. RNA polimerasi 3. Siti di inizio e fine trascrizione 4. Reazione 5. Differenze tra procarioti ed eucarioti 6. Enhancer 7. Maturazione

Dettagli

Il DNA come molecola in grado di veicolare informazione ereditabile (genetica)

Il DNA come molecola in grado di veicolare informazione ereditabile (genetica) Il DNA come molecola in grado di veicolare informazione ereditabile (genetica) Essenz. Alberts: cap 6 La trasmissione dell informazione replicazione trascrizione traduzione DNA RNA Proteina da, dg, dc,

Dettagli

I meccanismi di catalisi della sintesi di DNA e RNA sono identici

I meccanismi di catalisi della sintesi di DNA e RNA sono identici I meccanismi di catalisi della sintesi di DNA e RNA sono identici U U OH Ribo-nucleotide trifosfato TRASCRIZIONE Non ha bisogno di innesco Inizia a livello di un promotore La RNA polimerasi è totalmente

Dettagli

REPLICAZIONE DEI GENOMI A DNA

REPLICAZIONE DEI GENOMI A DNA REPLICAZIONE DEI GENOMI A DNA LA REPLICAZIONE DEL DNA SERVE A PERPETUARE L INFORMAZIONE GENICA FIGURA 12.26 GENES VII FIGURA 13.1 GENOMI II FIGURA 13.2 GENOMI II NEL 1958 MESELSON E STAHL DIMOSTRANO CHE

Dettagli

2. DUPLICAZIONE DNA. 1. COMPOSIZIONE e STRUTTURA 3. CROMOSOMI

2. DUPLICAZIONE DNA. 1. COMPOSIZIONE e STRUTTURA 3. CROMOSOMI 2. DUPLICAZIONE DNA 1. COMPOSIZIONE e STRUTTURA 3. CROMOSOMI 1 1. COMPOSIZIONE e STRUTTURA Ma che cos è il DNA? è un contenitore di informazioni... scritte come sequenza di basi azotate 2 Acidi Nucleici:

Dettagli

Trascrizione negli eucarioti

Trascrizione negli eucarioti Trascrizione negli eucarioti TRASCRIZIONE EUCARIOTI Fattori di trascrizione fattori basali, attivatori (costitutivi, non costitutivi), co-attivatori, repressori Enhancer Promotore 100bp 200bp Enhancer:

Dettagli

MODALITA DI REPLICAZIONE

MODALITA DI REPLICAZIONE MODALITA DI REPLICAZIONE In teoria è ipotizzabile che il DNA possa duplicarsi con modalità: 1) semi-conservativa se alla generazione successiva passano due doppie eliche entrambi costituite da un'elica

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 B2 Il linguaggio della vita 3 Le basi molecolari dell ereditarietà Prima

Dettagli

Citologia del nucleo

Citologia del nucleo 1 Citologia Animale e Vegetale (corso A - I. Perroteau) - il nucleo Citologia del nucleo Il nucleo è facilmente evidenziabile in una cellula tuttavia... Può avere aspetti diversi Non è presente durante

Dettagli

10/30/16. non modificato CAP al 5 e poly-a al 3. RNA messaggero: soggetto a splicing

10/30/16. non modificato CAP al 5 e poly-a al 3. RNA messaggero: soggetto a splicing procarioti eucarioti poli-cistronico mono-cistronico non modificato CAP al 5 e poly-a al 3 RNA messaggero: procarioti eucarioti policistronico monocistronico non modificato CAP al 5 e poly-a al 3 continuo

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

SUBUNITA MAGGIORE = 60S (rrna 28S, 5.8S e 5S + 45 proteine) SUBUNITA MAGGIORE = 50S (rrna 23S e 5S + 34 proteine)

SUBUNITA MAGGIORE = 60S (rrna 28S, 5.8S e 5S + 45 proteine) SUBUNITA MAGGIORE = 50S (rrna 23S e 5S + 34 proteine) TRADUZIONE I RIBOSOMI I Ribosomi hanno un diametro di circa 15-30 nm, sono costituiti da proteine ed rrna e sia nei Procarioti che negli Eucarioti, sono costituiti da una subunità maggiore e da una subunità

Dettagli

Il Codice Genetico. La decodifica della sequenza nucleotidica in. sequenza aminoacidica

Il Codice Genetico. La decodifica della sequenza nucleotidica in. sequenza aminoacidica Il Codice Genetico La decodifica della sequenza nucleotidica in sequenza aminoacidica La sequenza del mrna viene letta a gruppi di 3 nucleotidi, senza interruzioni e senza sovrapposizioni; 4 3 = 64 ---------64

Dettagli

Principi di biologia molecolare dei microrganismi

Principi di biologia molecolare dei microrganismi Principi di biologia molecolare dei microrganismi I genomi microbici La conoscenza della sequenza completa del genoma di un organismo è importante per comprendere: 1. come l organismo funzioni 2. quale

Dettagli

Modulo 8: I nucleotidi e gli acidi nucleici

Modulo 8: I nucleotidi e gli acidi nucleici Modulo 8: I nucleotidi e gli acidi nucleici Modulo 10: Acidi nucleici Filamento di DNA fuoriuscito da una cellula di Escherichia coli Struttura e funzioni dei nucleotidi Funzioni dei nucleotidi: Unità

Dettagli

Biologia Molecolare. CDLM in CTF La trascrizione nei procarioti

Biologia Molecolare. CDLM in CTF La trascrizione nei procarioti Biologia Molecolare CDLM in CTF 2010-2011 La trascrizione nei procarioti I meccanismi della trascrizione Il modello dell operone L attenuazione Batteri Polimerasi RNA Polimerasi Geni Trascritti Tutti

Dettagli

David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis. Biologia La scienza della vita

David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis. Biologia La scienza della vita 1 David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, William K. Purves, David M. Hillis Biologia La scienza della vita 2 B - L ereditarietà e l evoluzione Il linguaggio della vita 3 Il materiale genetico

Dettagli

ALCUNE DOMANDE DI RIEPILOGO PER LA 2 2 VERIFICA DEL CORSO DI GENETICA AGRARIA

ALCUNE DOMANDE DI RIEPILOGO PER LA 2 2 VERIFICA DEL CORSO DI GENETICA AGRARIA ALCUNE DOMANDE DI RIEPILOGO PER LA 2 2 VERIFICA DEL CORSO DI GENETICA AGRARIA Dipartimento di Scienze Agronomiche e Genetica Vegetale Agraria Giovanna Attene Domande di riepilogo alla lezione 1 Riproduzione

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

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

TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELL RNA

TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELL RNA TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELL RNA TRADUZIONE La traduzione e il processo con cui viene sintetizzata un data proteina, attraverso reazioni chimiche di polimerizzazione di amminoacidi, in una

Dettagli

30/10/2015. Molte proteine sono. intrinsecamente disordinate. o destrutturate (IDP/IUP), cioè non hanno una struttura

30/10/2015. Molte proteine sono. intrinsecamente disordinate. o destrutturate (IDP/IUP), cioè non hanno una struttura Molte proteine sono intrinsecamente disordinate o destrutturate (IDP/IUP), cioè non hanno una struttura terziaria e/o secondaria stabile. Le IUP sono caratterizzate da - scarso contenuto in aa apolari,

Dettagli

I MOTORI DELL EVOLUZIONE PT2. POMERIGGIO DI AGGIORNAMENTO PROF. M.A. ZORDAN, Ph.D UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA

I MOTORI DELL EVOLUZIONE PT2. POMERIGGIO DI AGGIORNAMENTO PROF. M.A. ZORDAN, Ph.D UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA I MOTORI DELL EVOLUZIONE PT2 POMERIGGIO DI AGGIORNAMENTO 23.03.2011 PROF. M.A. ZORDAN, Ph.D UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA 1 IL MATERIALE GENETICO 2 2 Per svolgere il proprio ruolo, il materiale genetico

Dettagli

Biologia Molecolare. CDLM in CTF La Replicazione del DNA

Biologia Molecolare. CDLM in CTF La Replicazione del DNA Biologia Molecolare CDLM in CTF 2010-2011 La Replicazione del DNA Prospettiva Storica La replicazione semidiscontinua Differenze tra procarioti ed eucarioti E fondamentale che ad ogni divisione cellulare

Dettagli

Struttura ed espressione del Gene

Struttura ed espressione del Gene Struttura ed espressione del Gene PowerPoint Lectures for Essential Biology, Third Edition Neil Campbell, Jane Reece, and Eric Simon Essential Biology with Physiology, Second Edition Neil Campbell, Jane

Dettagli

Scientists with lab coats: Corso di laboratorio Chimico-Biologico. Dott.ssa Valeria Berton Università di Verona

Scientists with lab coats: Corso di laboratorio Chimico-Biologico. Dott.ssa Valeria Berton Università di Verona Scientists with lab coats: Corso di laboratorio Chimico-Biologico Dott.ssa Valeria Berton Università di Verona Il DNA Il DNA contiene l informazione genetica di un organismo Scritta in un codice chimico

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

LA TRASCRIZIONE. Titolo modulo: Biologia applicata alla ricerca Biomedica. Materiale Didattico. Docente:

LA TRASCRIZIONE. Titolo modulo: Biologia applicata alla ricerca Biomedica. Materiale Didattico. Docente: Materiale Didattico Titolo modulo: Biologia applicata alla ricerca Biomedica LA TRASCRIZIONE Docente: FLUSSI DI INFORMAZIONE ATTRAVERSO LA CELLULA 1. Accessibilità del genoma 2. Assemblaggio del complesso

Dettagli

all codons are used in protein synthesis 20 amino acids 3 termination (stop) codons: UAA, UAG, UGA

all codons are used in protein synthesis 20 amino acids 3 termination (stop) codons: UAA, UAG, UGA Il Codice Genetico The genetic code consists of 64 triplet codons (A, G, C, U) 4 3 = 64 all codons are used in protein synthesis 20 amino acids 3 termination (stop) codons: UAA, UAG, UGA AUG (methionine)

Dettagli

Il processo di ricopiatura, detto replicazione del DNA, deve avvenire perché da una cellula si possano formare 2 cellule figlie geneticamente

Il processo di ricopiatura, detto replicazione del DNA, deve avvenire perché da una cellula si possano formare 2 cellule figlie geneticamente Lezione 5 - La replicazione del DNA 1. Introduzione 2. Modelli ed esperimenti 3. Replicazione nei procarioti 4. Complesso enzimatico 5. Svolgimento del DNA 6. Forcella replicativa 7. Primasi e innesco

Dettagli

Definizione Composti quaternari: C H O N S P Fe Mg I

Definizione Composti quaternari: C H O N S P Fe Mg I PROTIDI Definizione Composti quaternari: C H O N S P Fe Mg I ORIGINE cellulare ogni cellula sintetizza le sue prote CARATTERISTICHE insolubili in acqua sensibili a variazioni di ph coagulano in presenza

Dettagli

Regolazione dell espressione genica

Regolazione dell espressione genica Regolazione dell espressione genica Ogni processo che porta dal DNA alla proteina funzionale è soggetto a regolazione. Il primo processo relativo alla trascrizione è il più importante punto di regolazione

Dettagli

Nel DNA e nell RNA i nucleotidi sono legati covalentemente da legami fosfodiesterei.

Nel DNA e nell RNA i nucleotidi sono legati covalentemente da legami fosfodiesterei. DNA e RNA Composizione e proprietà Struttura Analisi 1 STRUTTURA DAGLI ACIDI NUCLEICI Nel DNA e nell RNA i nucleotidi sono legati covalentemente da legami fosfodiesterei. I gruppi fosforici hanno pka vicino

Dettagli

Codice Genetico (segue) 04/11/2015. «Wobble base pairs» (appaiamento tentennante di basi) CODICE GENETICO

Codice Genetico (segue) 04/11/2015. «Wobble base pairs» (appaiamento tentennante di basi) CODICE GENETICO «Wobble base pairs» (appaiamento tentennante di basi) CODICE GENETICO http://www.atdbio.com/img/articles/rna wobble base pairs large.png CODICE GENETICO Codice mediante il quale la sequenza nucleotidica

Dettagli

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

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

Dettagli

Codice Genetico (segue) 29/10/2014 CODICE GENETICO

Codice Genetico (segue) 29/10/2014 CODICE GENETICO CODICE GENETICO Codice mediante il quale la sequenza nucleotidica di una molecola di DNA o di RNA specifica la sequenza amminoacidica di un polipeptide. CODICE GENETICO Consiste di codoni a tre nucleotidi

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

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

REPLICAZIONE DEL DNA 1

REPLICAZIONE DEL DNA 1 REPLICAZIONE DEL DNA 1 La replicazione del DNA è semiconservativa: ciascuno dei due filamenti parentali serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento e le due nuove doppie eliche sono costituite

Dettagli

Come si replica il DNA

Come si replica il DNA Come si replica il DNA Filamenti figli Replicazione semiconservativa Filamento parentale Un emielica di DNA funziona da stampo per la sintesi di un nuovo filamento Filamento parentale L enzima DNA polimerasi

Dettagli