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

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

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3 FLUSSI DI INFORMAZIONE ATTRAVERSO LA CELLULA

4 1. Accessibilità del genoma 2. Assemblaggio del complesso di inizio della trascrizione 3. Sintesi dell RNA 4. Processamento dell RNA 5. Assemblaggio del complesso di inizio della traduzione 6. Sintesi proteica 7. Ripiegamento e maturazione delle proteine 8. Degradazione dell RNA 9. Degradazione proteica

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6 RNA polimerasi (DNA dipendente) 5 3 Esperto in processi innova/vi di sintesi biomolecolare applicata a tecniche di epigene/ca

7 E un processo promosso dall enzima RNA polimerasi (DNA dipendente) - riconosce una particolare sequenza (promotore) sul DNA che indica l inizio del gene ed in quale direzione (su quale filamento) proseguire. PROMOTORE +1 Normalmente esiste un promotore per ciascun gene (eucarioti). Tuttavia, in alcuni casi, un singolo promotore è capace di controllare la trascrizione di più geni in contemporanea (procarioti, OPERONE).

8 LA TRASCRIZIONE Come nel caso della replicazione, il DNA deve aprirsi per permettere la copia dei filamenti. In realtà uno solo dei due filamenti viene utilizzato come stampo

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10 Per ciascuno gene uno solo dei due filamenti viene utilizzato come stampo (filamento antisenso). Ma lo stesso filamento non funge da stampo per tutti i geni

11 PRIME DIFFERENZE TRA PROCARIOTI ED EUCARIOTI

12 Apoenzima Oloenzima

13 VARIABILITÀ DEL FATTORE SIGMA σ 70 = principale σ 32 = heat shock σ 54 = fissazione N

14 Promoter clearance

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17 DIFFERENZE TRA PROMOTORI EUCARIOTICI Promotore core TATA BOX

18 Fattori di trascrizione (GTF) generali sono coinvolti nella trascrizione di tutti i geni nucleari I Fattori di trascrizione della RNA Pol. vengono indicati con il numero della rispettiva Pol: (TFI), (TFII) e (TFIII). L aggiunta di una lettera distingue i vari TF

19 RNA Pol II BRE TATA ~24bp Inr DPE TATA-box 6-8 bp - elemento ricco in AT BRE 7 bp - elemento ricco in purine Inr DPE

20 PROMOTORE CORE

21 TFIIE TFIIF 2 subunits 2 subunits RNAPol II TFIIA 2-3 subunits TFIID TFIIB 10 subunits 1 subunit TFIIH 9 subunits

22 TFIIF TFIIA TFIID BRE TFIIB TATA ~24bp Inr DPE RNAPol II TFIIE TFIIH

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25 Promotore core Esperto in processi innova/vi di sintesi biomolecolare applicata a tecniche di epigene/ca Struttura dei promotori dell RNA polimerasi II TATA +1 Inr TATA box: (- 25 a monte del sito d inizio della trascrizione) Sequenza iniziatrice Inr Elementi a monte del promotore core -elementi basali del promotore ex ex ex ex ex ex ex ex -moduli di risposta a segnali extra-cellulari (es. modulo heat-shock riconosciuto da Hsp70, modulo di risposta all AMP ciclico) -moduli specifici per tipo cellulare utili per l espressione genica tessuto specifica (es. modulo del mioblasto, modulo delle cellule linfoidi κb) - moduli per regolatori di sviluppo utili per l espressione genica nelle fasi dello sviluppo Enhancer/Silencer (50kbp a monte o a valle dal sito +1) contengono elementi di controllo multipli per il legame a fattori di trascrizione che possono regolare in maniera cooperativa l espressione di diversi geni

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29 Cap tipo 0 7 A Cap tipo 1 N 6 CH 3 Cap tipo 2 CH 3 RNA polimerasi II cap-mrna cap-snrna

30 10/30 nucleotidi a monte del sito di poliadenilazione Ricca in GU Cleavage and polyadenilation specificity factor Cleavage stimulating factor Fino a 250 Adenosine

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34 A Sito donatore Sito accettore

35 REAZIONE DI TRANSESTERIFICAZIONE

36 U

37 ( U6 snrna: U1, U2, U4, U5 e Gli snrnas sono associati a proteine. L intero complesso si chiama SPLICEOSOMA

38 SPLICING ALTERNATIVO

39 Splicing-alternativo

40 Esempio di Ribozima

41 rrna PROCARIOTI: 16S, 23S, 5S EUCARIOTI: 18S, 28S, 5.8S, 5S S = Unità Svedberg

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43 Maturazione Pre-rRNA in Procarioti Ribonucleasi

44 5 CCA 3 = trna NUCLEOTIDIL-TRASFERASI

45 Maturazione Pre-rRNA in Eucarioti Ribonucleasi MRP + snornp

46 La maturazione di un pre-trna in Saccharomyces cerevisiae

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49 EDITING DELL RNA Apolipoproteina-B100 Apolipoproteina-B48

50 DEGRADOSOMA

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52 Ran-GTP Esportine-Importine

53 Le istruzioni necessarie per il funzionamento della cellula (e di tutto l organismo) sono contenute nel DNA, che si trova nel nucleo (eucarioti). Le informazioni sono presenti sottoforma di pacchetti discreti, i geni, ciascuno dei quali contiene le istruzioni per costruire un prodotto genico Affinché un gene possa esprimersi nel fenotipo deve sempre passare attraverso la produzione di una specifica proteina Si stima che nel genoma umano esistano ~ 20 mila geni. I geni rappresentano solo il 2% circa di tutto il DNA umano. La maggior parte del DNA non codifica per alcuna proteina o prodotto genico, e la sua funzione non è ancora del tutto chiara