Genoma umano e malattie genetiche lezione Aprile 2009

rapporti quantitativi genomi piccoli non lasciano spazi senza uso ed in certi casi anche nei due sensi (su entrambe le eliche) esempio: genoma mitocondriale genomi eucariotici dal lievito in poi hanno aumentato il numero di funzioni non codificanti, ma necessarie al funzionamento dei cromosomi (regolatorie) la parte regolativa e strutturale è diventata preponderante rispetto a quella codificante

il genoma ha pochi geni e il resto del genoma ? le funzioni sono solo quelle dei geni ? un gene un carattere: e il resto ? non da un fenotipo ? se ha una funzione da un fenotipo cosa può fare ?

genoma regolativo: solo ? siamo sicuri che se una struttura non codifica per una proteina allora è regolativa ? facendo scienza si hanno solo certezze ? si deve poter avere dei dubbi ? perchè aver dei dubbi è sempre stato malvisto? però i filosofi greci lavoravano ponendo dubbi e domande

dopo la doppia elica se dopo la scoperta della doppia elica Tatum o Lederberg avessero scoperto il DNA a quadrupla elica forse a Watson e Crick sarebbe dispiaciuto. viene spontaneo di difendere lo “status quo” troppi esempi ci sono sulla importanza dei postulati e sull’impossibilità di dimostrarli i dogmi sono un’altra cosa la geometria non euclidea nasce dall’aver dubitato dei postulati appunto “Euclidei”

fa comodo credere per ottenere delle spiegazioni dei fenomi esistono i casi opposti cercare di spiegare l’infinito con il finito i filosofi medioevali portavano le dimostrazioni dell’esistenza di Dio le definizioni sono utili: cosa è vivo la biologia come studio del vivente resta difficile e ozioso chiedersi e spiegare perchè siamo vivi

cosa spiega la genetica ? cose che hanno messo in dubbio alcuni postulati l’esistenza dei geni interrotti l’imprinting genetico la mutagenesi e la riparazione del DNA i prioni l’epigenetica e la chiusura del cerchio “uovo - gallina”

è giusto chiamarla regolazione ? se la regolazione è data da funzioni e strutture cis e trans Benigni direbbe: è tutto un regola regola chi rimane escluso dalla regolazione ? anche i regolati sono regolatori a questo punto bisogna poter intenderci e mettere una gerarchia

geni con funzioni multiple anche questo si è dovuto vedere un gene può fare cose diverse: - in tessuti diversi - in fasi di sviluppo diverse

una gerarchia possibile adesso si può pensare che il genoma faccia il suo ciclo a partire dallo zigote ma si potrebbe retrodatare alla gametogenesi meglio fermarsi a partire dallo zigote ponendo lo zigote come punto 0 si può vedere come è il genoma in quello stadio ma molte proteine erano precedenti alla fecondazione

eventi improrogabili e no l’attecchimento dello zigote in un utero l’umidità del terreno per la germinazione di un seme le condizioni ambientali determinano le condizione per lo sviluppo embrionale il genoma è fatto per interagire con l’ambiente in maniera a volte diretta e a volte indiretta l’interazione è possibile per la plasticità o capacità di reagire modificandosi tramite meccanismi che noi chiamiamo regolativi

attivazione potremmo chiamare la regolazione anche attivazione ? però l’attivazione è solo quella positiva se una funziona è repressa o deattivata ? la tentazione può venire dal fatto che si parte dallo zigote come tempo 0 da quel punto si immagina che si attivi tutto il genoma

momento di inattività probabilmente non esiste il momento in cui il genoma non è attivo e dal quale comincia ad attivarsi è assolutamente legittimo porsi queste domande se la cosa è circolare tutti regolano e sono regolati non resta che vedere dei sistemi di regolazione della biologia e del funzionamento del genoma si conosce qualche pezzo

la sequenza di tutto il genoma scetticismo iniziale molte informazioni sconosciute cominciano a fare aprire il cervello sopratutto per il fatto che il genoma è tanto ed i “geni” pochi il rapporto geni / genoma 1 gene ~6000 bp x 20’000 = 12x10 7 / genoma = 3x10 9 = 4x10 -2 (4 centesimi) resta il 96% ?

study of a “non coding” region about 90% of the genome is not transcribed probably the non coding DNA has another genetic code that we do not know yet (polymorphisms can give info) junk DNA does not exist, it was a fantasy of ignorance, if it would have existed than it was demonstrated our inferiority with respect to the rest of the biological world the regulatory regions of gene-clusters are a particular subclass of the non coding part of genome

la domanda di questo secolo cosa fa il 96% del DNA genomico se si credesse alla teoria del DNA egoista o “inutile” sarebbe dimostrato che siamo la specie con la maggior quantità di DNA inutilizzato brutta prerogativa forse si deve scoprire un nuovo codice genetico che spieghi come funziona tutto questo DNA

the study of the 3’RR different aspects of the study of a regulatory region interactions of a regulatory region: unidirectional flux ? the jerarchy of the regulation interactions of genome and environment the genome is controlled by epigenetic events these events open the possibility of a non univocal flux needs to be bidirectional TOR VERGATA

partiamo da un esempio un sistema piuttosto noto ed interessante la regolazione delle immunoglobuline e dei linfociti B la maturazione e l’attivazione vanno di pari passo sistema multifattoriale esempio di interazione genoma ambiente