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23/04/2014 1 Ivana Calarco. 23/04/2014 2 RRE RE Tutte le cellule di un organismo hanno lo stesso corredo genomico (~40000 geni nelluomo) Lespressione.

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1 23/04/2014 1 Ivana Calarco

2 23/04/2014 2 RRE RE Tutte le cellule di un organismo hanno lo stesso corredo genomico (~40000 geni nelluomo) Lespressione genica tessuto specifica determina il fenotipo morfo- funzionale dei tipi cellulari e tissutali In ogni cellula differenziata ed in ogni particolare momento dello sviluppo e attivo solo un sottoinsieme di geni EGOLAZIONE DELLESPRESSIONE GENICA

3 SI PUO RITENERE CHE LATTIVAZIONE SELETTIVA DEI GENI SIA LA BASE DEL DIFFERENZIAMENTO o Solamente una piccola frazione del genoma viene utilizzata in ogni cellula. o Il differenziamento cellulare è un processo graduale che porta alla formazione di oltre 200 tipi cellulari in un individuo. 23/04/2014 3

4 Quali sono i meccanismi che determinano laccensione o lo spegnimento dellespressione di un gene? Nei procarioti: unespressione genica selettiva permette alle cellule di risparmiare energia La regolazione avviene prevalentemente a livello trascrizionale 23/04/2014 4 La regolazione dellespressione genica

5 23/04/2014 5 Negli eucarioti: lespressione genica selettiva permette alle cellule di svolgere ruoli specializzati La regolazione avviene a vari livelli Trascrizionale Post-trascrizionale Traduzionale

6 23/04/2014 6 I geni vengono distinti in regolatori e strutturali Geni regolatori codificano per proteine che gestiscono il programma (repressori o induttori della sintesi di proteine enzimatiche) Geni strutturali codificano per le proteine enzimatiche. OPERONE gruppo di geni che sintetizzano enzimi coinvolti in una catena di reazioni controllati dagli stessi geni regolatori OPERONE BATTERICO

7 23/04/2014 7 I geni coinvolti nel catabolismo del lattosio sono organizzati in un operone inducibile

8 23/04/2014 8 I repressori e gli attivatori sono molecole proteiche che legano il DNA

9 Regolazione della sintesi del triptofano: operone reprimibile 23/04/2014 9

10 Differenze della regolazione genica fra procarioti ed eucarioti 23/04/2014 10 Dimensione e complessità del genoma Compartimentazione del genoma Organizzazione strutturale del genoma Stabilità dellmRNA Modificazione post-traduzionale delle proteine

11 Linsegnamento datoci dai trapianti nucleari di Briggs e King (anni 50) Il nucleo di un cellula di un individuo adulto, per es. cellula intestinale, viene trasferito in un uovo di Xenopus laevis con il nucleo distrutto da UV,simulando una condizione analoga alla fecondazione. Il nucleo consente il normale sviluppo. Questo dimostra che il differenziamento è un processo reversibile 23/04/2014 11

12 Nucleosoma Può essere considerato lunità dimpacchettamento della cromatina che nella forma decondensata ha laspetto a rosario. Gli istoni che legano il DNA del grano sono 8 e costituiscono quello che si chiama lottamero istonico. 23/04/2014 12

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14 Nei cromosomi politenici di drosophila i puffs sono visualizzati durante la trascrizione 23/04/2014 14

15 REGOLAZIONE TRASCRIZIONALE ENHANCER E SILENCER…..tratti di DNA a cui si legano induttori e repressori della trascrizione REGOLAZIONE POST-TRASCRIZIONALE Esistenza di ESONI ed INTRONI ( SPLICING DELL mRNA) Formazione di CODA E CAPPUCCIO 23/04/2014 15

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17 Silencer 23/04/2014 17

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19 Metilazione e Poliadenilazione dellmRNA 23/04/2014 19

20 I Trasposoni : geni saltellanti Sono segmenti di DNA genomico, che si staccano dal punto in cui si trovano per andare ad inserirsi in un altro punto. Fanno parte del "DNA ripetitivo" (non codificante). Sono uno evolutivi, ma anche modificano lo splicing, e dei promotori. 23/04/2014 20 dei meccanismi molecolari cause di tumori: infatti lattività degli enhancer e

21 REGOLAZIONE TRADUZIONALE DURATA DELL mRNA MODIFICAZIONE DEL POLIPEPTIDE TATABOX Sequenza nucleotidica ripetuta nel DNA Sita a monte del promotore Lega i fattori dinizio della trascrizione 23/04/2014 21

22 TATA BOX 23/04/2014 22

23 HOMEOBOX Sequenza di 180 nucleotidi presente in tutti gli esseri viventi Probabilmente responsabile dello sviluppo (progetto dellindividuo) Nelluovo, il genoma contiene un programma di istruzioni per costruire lorganismo( piano progettuale) 23/04/2014 23

24 HOMEOBOX 23/04/2014 24

25 CELLULE STAMINALI Le cellule staminali sono cellule primitive non specializzate dotate della singolare capacità di trasformarsi in qualunque altro tipo di cellula del corpo. Ne esistono quattro tipi:cellule Totipotenti (zigote e morula); Pluripotenti ( blastula) ; Multipotenti ( gastrula) ; Unipotenti ( differenziate ). 23/04/2014 25

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