UD5 Fase I Le Mutazioni Ovvero quando il codice genetico è errato o viene erroneamente decodificato

CLASSIFICAZIONE DEI GENI STRUTTURALI: controllano la sintesi di una proteina enzimatica o strutturale REGOLATORI: controllano la sintesi di una proteina che controlla la trascrizione di uno o più geni agendo su una regione genomica adiacente detta operatore SOPPRESSORI: il loro prodotto sopprime l’espressione di uno o più geni agendo a livello della traduzione MUTATORI: il loro prodotto induce alterazioni strutturali in altri geni

PROMOTORE ESONI INTRONI TERMINATORE Proteina TRASCRIZIONE MATURAZIONE TRADUZIONE 1243 Trascritto primario AAAAAG G Trascritto funzionale GENE EUCARIOTICO DNA RNA

MUTAZIONI ALTERAZIONI DELLA SEQUENZA GENICA CHE POSSONO O MENO VENIRE EREDITATE DALLA PROGENIE

ANCESTORE COMUNE EVENTI MUTAZIONALI EVENTI MUTAZIONALI Esempio di mutazione

L’AMBIENTE SELEZIONA LE MUTAZIONI FENOTIPO MUTAZIONE VANTAGGIOSA SELEZIONATA STABILMENTE MUTAZIONI GENOTIPICHE PRESSIONE AMBIENTALE

MUTAZIONI SOSTITUTIVE Errori polimerasi ADDIZIONALI Errori polimerasi (spesso nonsenso) DELETIVE Errori polimerasi Fenomeni di ricombinazione

MUTAZIONI ADDIZIONALI Aggiunta di una o più basi nella sequenza di DNA originale. Si possono verificare differenti risultati:

MUTAZIONI ADDIZIONALI PROTEINA ORIGINALE (e relativo gene) Atgaatagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N S R H L T I T I I A G L S PROTEINA COMPLETAMENTE ALTERATA AtgaatGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N E Q T S D N Y N H C R P L PROTEINA SOPPRESSA AtgaatGGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N G A D I - Q L Q S L P A S P PROTEINA CON MUTAZIONE PUNTIFORME AtgaatGGGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N G S R H L T I T I I A G L S

MUTAZIONI SOSTITUTIVE Una o più basi sono sostituite con altre Si possono verificare differenti casi:

MUTAZIONI SOSTITUTIVE PROTEINA ORIGINALE (e relativo gene) Atgaattatagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R H L T I T I I A G L S PROTEINA NON ALTERATA (MUTAZIONE CONSERVATIVA) AtgaattatagacaCctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R H L T I T I I A G L S PROTEINA MUTATA (MUTAZIONE DI SENSO) AtgaattatagacaActgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R Q L T I T I I A G L S PROTEINA SOPPRESSA (MUTAZIONE NON SENSO) AtgaattaGagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N - R H L T I T I I A G L S

Mutazione Conservativa Nella mutazione conservativa, nonostante la base differente non cambia l’aminoacido, quindi: sequenza del DNA differente ma stessa proteina (la mutazione è generalmente irrilevante)

Mutazione di Senso Nella mutazione di senso, la base differente fa cambiare l’aminoacido, quindi: sequenza del DNA e proteina differenti (può essere una mutazione più o meno rilevante, addirittura utile)

Mutazione Non Senso Nella mutazione non senso, la base differente introduce un codone di STOP (un punto!) La proteina si produce in forma parziale (in genere è una mutazione rilevante)

MUTAZIONI E FENOTIPO MUTAZIONI IRRILEVANTI (non vi è sostituzione di amminoacido oppure la sostituzione è conservativa) MUTAZIONI LIEVI (vi è sostituzione di amminoacido non conservativa, ma la proteina mantiene almeno in parte la funzione) MUTAZIONI RILEVANTI (formazione di un prodotto alterato o inattivo o sostanzialmente diverso dall’originale)

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili, in particolare quelle che portano a modificazioni nella funzione di specifici enzimi, sono alla base del processo chiamato: EVOLUZIONE

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili e non, possono, d’altro canto, essere alla base di MALATTIE GENETICHE di differenti tipi. Alcune possono essere alla base di modificazioni tumorali altre alla base di patologie non tumorali ma altrettanto gravi quali le distrofie.

Stadi di sviluppo dei tumori

L’inserimento di un codone di stop nella DISTROFINA è la causa delle differenti DISTROFIE

UD5 Fase II Le Mutazioni Ovvero quando il codice genetico è errato o viene erroneamente decodificato

CLASSIFICAZIONE DEI GENI STRUTTURALI: controllano la sintesi di una proteina enzimatica o strutturale REGOLATORI: controllano la sintesi di una proteina che controlla la trascrizione di uno o più geni agendo su una regione genomica adiacente detta operatore SOPPRESSORI: il loro prodotto sopprime l’espressione di uno o più geni agendo a livello della traduzione MUTATORI: il loro prodotto induce alterazioni strutturali in altri geni

PROMOTORE ESONI INTRONI TERMINATORE ????????? ????????????? MATURAZIONE TRADUZIONE 1243 Trascritto primario AAAAAG G Trascritto funzionale GENE EUCARIOTICO DNA ???

PROMOTORE ESONI INTRONI TERMINATORE Proteina TRASCRIZIONE MATURAZIONE TRADUZIONE 1243 Trascritto primario AAAAAG G Trascritto funzionale GENE EUCARIOTICO DNA RNA

MUTAZIONI ALTERAZIONI DELLA XXXXXXX XXXXXX CHE POSSONO O MENO VENIRE XXXXXXXXX DALLA PROGENIE

MUTAZIONI ALTERAZIONI DELLA SEQUENZA GENICA CHE POSSONO O MENO VENIRE EREDITATE DALLA PROGENIE

XXXXXXXXX COMUNE EVENTI MUTAZIONALI EVENTI MUTAZIONALI Esempio di mutazione

ANCESTORE COMUNE EVENTI MUTAZIONALI EVENTI MUTAZIONALI Esempio di mutazione

L’XXXXXXXX SELEZIONA LE MUTAZIONI FENOTIPO MUTAZIONE VANTAGGIOSA SELEZIONATA STABILMENTE MUTAZIONI GENOTIPICHE PRESSIONE AMBIENTALE

L’AMBIENTE SELEZIONA LE MUTAZIONI FENOTIPO MUTAZIONE VANTAGGIOSA SELEZIONATA STABILMENTE MUTAZIONI GENOTIPICHE PRESSIONE AMBIENTALE

MUTAZIONI XXXXXXXXX Errori polimerasi ADDIZIONALI Errori polimerasi (spesso nonsenso) XXXXXXXX Errori polimerasi Fenomeni di ricombinazione

MUTAZIONI SOSTITUTIVE Errori polimerasi ADDIZIONALI Errori polimerasi (spesso nonsenso) DELETIVE Errori polimerasi Fenomeni di ricombinazione

MUTAZIONI ADDIZIONALI Aggiunta di una o più XXXX nella sequenza di XXX originale. Si possono verificare differenti risultati:

MUTAZIONI ADDIZIONALI Aggiunta di una o più basi nella sequenza di DNA originale. Si possono verificare differenti risultati:

MUTAZIONI ADDIZIONALI PROTEINA ORIGINALE (e relativo gene) Atgaatagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N S R H L T I T I I A G L S PROTEINA COMPLETAMENTE ALTERATA AtgaatGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N E Q T S D N Y N H C R P L PROTEINA SOPPRESSA AtgaatGGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N G A D I - Q L Q S L P A S P PROTEINA CON MUTAZIONE PUNTIFORME AtgaatGGGagcagacatctgacaattacaatcattgccggcctctccc M N G S R H L T I T I I A G L S

MUTAZIONI SOSTITUTIVE Una o più basi sono sostituite con XXXXX Si possono verificare differenti casi:

MUTAZIONI SOSTITUTIVE Una o più basi sono sostituite con altre Si possono verificare differenti casi:

MUTAZIONI SOSTITUTIVE PROTEINA ORIGINALE (e relativo gene) Atgaattatagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R H L T I T I I A G L S PROTEINA NON ALTERATA (MUTAZIONE CONSERVATIVA) AtgaattatagacaCctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R H L T I T I I A G L S PROTEINA MUTATA (MUTAZIONE DI SENSO) AtgaattatagacaActgacaattacaatcattgccggcctctcc M N Y R Q L T I T I I A G L S PROTEINA SOPPRESSA (MUTAZIONE NON SENSO) AtgaattaGagacatctgacaattacaatcattgccggcctctcc M N - R H L T I T I I A G L S

Mutazione Conservativa Nella mutazione conservativa, nonostante la base differente non cambia XXXXXXXX, quindi: sequenza del DNA differente ma stessa XXXXXXX (la mutazione è generalmente irrilevante)

Mutazione Conservativa Nella mutazione conservativa, nonostante la base differente non cambia l’aminoacido, quindi: sequenza del DNA differente ma stessa proteina (la mutazione è generalmente irrilevante)

Mutazione di Senso Nella mutazione di senso, la base differente fa cambiare l’aminoacido, quindi: sequenza del DNA e proteina XXXXXXX (può essere una mutazione più o meno rilevante, addirittura XXXXX)

Mutazione di Senso Nella mutazione di senso, la base differente fa cambiare l’aminoacido, quindi: sequenza del DNA e proteina differenti (può essere una mutazione più o meno rilevante, addirittura utile)

Mutazione Non Senso Nella mutazione non senso, la base differente introduce un codone di STOP (un punto!) La proteina si produce in forma parziale (in genere è una mutazione rilevante)

Mutazione Non Senso Nella mutazione non senso, la base differente introduce un XXXXXX XX XXXX (un punto!) La proteina si produce in forma parziale (in genere è una mutazione XXXXXXXX)

MUTAZIONI E FENOTIPO MUTAZIONI IRRILEVANTI (non vi è sostituzione di amminoacido oppure la sostituzione è conservativa) MUTAZIONI LIEVI (vi è sostituzione di amminoacido non conservativa, ma la proteina mantiene almeno in parte la funzione) MUTAZIONI RILEVANTI (formazione di un prodotto alterato o inattivo o sostanzialmente diverso dall’originale)

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili, in particolare quelle che portano a modificazioni nella funzione di specifici enzimi, sono alla base del processo chiamato: XXXXXXXX

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili, in particolare quelle che portano a modificazioni nella funzione di specifici enzimi, sono alla base del processo chiamato: EVOLUZIONE

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili e non, possono, d’altro canto, essere alla base di MALATTIE XXXXXXX di differenti tipi. Alcune possono essere alla base di modificazioni XXXXXX altre alla base di patologie non tumorali ma altrettanto gravi quali le XXXXXXX.

Importanza delle mutazioni Le mutazioni ereditabili e non, possono, d’altro canto, essere alla base di MALATTIE GENETICHE di differenti tipi. Alcune possono essere alla base di modificazioni tumorali altre alla base di patologie non tumorali ma altrettanto gravi quali le distrofie.

Stadi di sviluppo dei tumori

L’inserimento di un codone di stop nella XXXXXXX è la causa delle differenti DISTROFIE

L’inserimento di un codone di stop nella DISTROFINA è la causa delle differenti DISTROFIE

UD5 Fase III Le Mutazioni Ovvero quando il codice genetico è errato o viene erroneamente decodificato

La Fase III della UD5 prevede, a seconda dei casi (tempo e materiali disponibili) lo svolgimento di un lavoro di gruppo, in classe o a casa, consistente nella identificazione e studio di alcune malattie genetiche fra una rosa di patologie date

Gli studenti identifichino ed approfondiscano le malattie genetiche nel seguente elenco: Influenza Peste Sclerosi multipla Anemia falciforme Sindrome di Down Polmonite Celiachia AIDS