Jacob, Monod – Parigi,1961 il modello dell’Operon-lac

Il modello dell’operone nei batteri (procarioti) I batteri regolano l’espressione genica in funzione della relazione con l’ambiente

Il modello dell’operone nei batteri (procarioti)

Staminali del midollo osseo

Staminali ematopoietiche

Negli eucarioti:la frontiera della ricerca…ma cosa si sa? Influenza degli istoni nella compattazione del DNA Regolazione a livello di splicing Influenza degli introni Intervento di proteine nucleari regolatrici dell’espressione genica Luogo citoplasmatico in cui la proteina viene prodotta

La sintesi proteica nelle cellule eucariote Molto DNA compattata in cromatina Presenza di istoni Presenza di esoni e introni Differenziazione della cromatina in eucromatina ed eterocromatina

La compattazione del DNA

Eucromatina/eterocromatina Puff cromosomici

La scoperta degli introni Sharp-Roberts 1977

Maturazione del trascritto primario lo splicing Per mantenere integro il filamento: capping (nucleoside) in 3’ e PoliA in 5’

Per mantenere integro il filamento: capping (nucleoside) in 5’ e PoliA in 3’

Lo splicing alternativo

Il promotore negli eucarioti

fattori basali di trascrizione

+ proteine regolatrici dell’espressione genica… La TATA Binding Protein o TBP è una proteina legante che si lega specificamente alla TATA Box. È un fondamentale fattore di trascrizione, indispensabile per assemblare la macchina di trascrizione eucariotica. TBP è capace di compiere il primo passo nella sequenza di eventi che porteranno all'attivazione del promotore

TATA box Con il nome di TATA box si definisce una sequenza canonica (ovvero comune a tutti gli organismi), localizzabile su un filamento di DNA, che forma, insieme ad altre sequenze canoniche come la CAAT Box o la GC Box, un sito particolare detto promotore core di un gene La TATA-BOX è riconosciuta come la regione che facilita l'attacco della RNA polimerasi (in particolare, negli eucarioti, la RNA polimerasi II durante la trascrizione di un mRNA) e sulla quale la RNA polimerasi inizia ad aprire l'elica di DNA.

Assenza dei recettori cellulari per la dopamina

Sito enancher

Proteine regolatrici del’’espressione genica Proteine regolatrici del’’espressione genica. Un esempio: P53 (fattore di trascrizione) La p53, anche conosciuta come proteina tumorale 53 (gene TP53), è un fattore di trascrizione che regola il ciclo cellulare e ricopre la funzione di soppressore tumorale. La sua funzione è particolarmente importante negli organismi pluricellulari per sopprimere i tumori nascenti. La p53 è stata descritta come "il guardiano del genoma” Nelle cellule normali p53 è solitamente inattiva. in seguito a danni del DNA p53 viene attivata e può agire come fattore di trascrizione , migra nel nucleo si lega a p21 inducendone la trascrizione e portando così al blocco del ciclo cellulare, evitando così la proliferazione della cellula mutata.

I geni si muovono! Barbara Mc Clintock

I trasposoni Nobel 1992 ( su studi fatti nel 1951)

la coniugazione batterica Trasferimento di geni la coniugazione batterica

Trasferimento di geni: La trasduzione batterica I geni si trasferiscono per mezzo di un vettore virale Trasduzione generalizzata: i geni trasportati sono casuali

Virus HIV

Sito di inserzione del Fago Lambda trasduzione specializzata: i geni trasportati sono specifici e collocati nei pressi dei siti di integrazione del cromosoma batterico

Provirus: virus che integrano il Dna virale con il corredo genetico degli eucarioti (virus a dna/virus ad Rna o anche detti retrovirus)

Organizzazione dei genomi che bisogno c’è di tutto quel DNA? LA DIMENSIONE DEL GENOMA NON E’ CORRELATO ALLA COMPLESSITA’  salamandra:genoma 40 volte più grande di quello umano giglio : genoma di 150 miliardi di paia di basi Ameba: 670 miliardi di paia di basi Uomo: 3 miliardi di paia di basi

Il genoma può cambiare le sue dimensioni come? Poliploidizzazione (esempio grano tenero) Retrotrasposoni (esempio mais) I genomi molto grandi lo sono a causa di DNA non codificante.

Teoria del DNA “altruista” Petrushev-minchevich Serve per proteggere il DNA da mutazioni (esempio telomeri) In momenti di stress ossidativo i trasposoni sono attivati e si moltiplicano Questo DNA sarebbe “altruista” perché sacrifica se stesso esponendosi alle mutazioni Non si sa ancora cosa risvegli i trasposoni. L’ipotesi non è confermata

Le tecniche del DNA ricombinante Trasformazione batterica

Gli enzimi di restrizione La scoperta: Werner Arber, Daniel Nathans e Hamilton Smith. Nel 1978 ricevettero il Premio Nobel in medicina "per la scoperta degli enzimi di restrizione e la loro applicazione a problemi di genetica molecolare".

Gli enzimi di restrizione

Enzimi di restrizione