Scaricare la presentazione
La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore
PubblicatoSelvaggia Federici Modificato 11 anni fa
1
CAPITOLO 5 SINTESI PROTEICA E CODICE GENETICO LIGUORI EDITORE
2
Questa opera è protetta dalla Legge sul diritto d’autore (Legge n
Tutti i diritti, in particolare quelli relativi alla traduzione, alla citazione, alla riproduzione in qualsiasi forma, all’uso delle illustrazioni, delle tabelle e del materiale software a corredo, alla trasmissione radiofonica o televisiva, alla registrazione analogica o digitale, alla pubblicazione e diffusione attraverso la rete Internet sono riservati, anche nel caso di utilizzo parziale. La riproduzione di questa opera, anche se parziale o in copia digitale, è ammessa solo ed esclusivamente nei limiti stabiliti dalla Legge ed è soggetta all’autorizzazione scritta dell’Editore. La violazione delle norme comporta le sanzioni previste dalla legge. Il regolamento per l’uso dei contenuti e dei servizi presenti sul sito della Casa Editrice Liguori è disponibile al seguente indirizzo: L’utilizzo in questa pubblicazione di denominazioni generiche, nomi commerciali e marchi registrati, anche se non specificamente identificati, non implica che tali denominazioni o marchi non siano protetti dalle relative leggi o regolamenti. Liguori Editore - I Napoli © 2008 by Liguori Editore, S.r.l. Tutti i diritti sono riservati Prima edizione italiana Settembre 2008 Barcaccia, Gianni : Genetica e genomica. Vol. I. Genetica generale/Gianni Barcaccia, Mario Falcinelli Napoli : Liguori, 2008 ISBN – 207 – 1. DNA ed ereditarietà 2. Mappe genetiche I. Titolo Aggiornamenti
3
5.2 DOGMA CENTRALE DELLA GENETICA MOLECOLARE
Figura 5.1 Dogma centrale della genetica molecolare.
4
5.2 DOGMA CENTRALE DELLA GENETICA MOLECOLARE
Figura 5.2 Compartimenti della cellula vegetale interessati alla trascrizione e alla sintesi proteica.
5
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
Figura 5.3a Meccanismo di allungamento del filamento di RNA durante il processo di trascrizione (da: P.J.Russell 1998, modificata).
6
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
Figura 5.3b Esempio di sequenza nucleotidica di DNA e di quella dell’RNA risultante dalla sua trascrizione.
7
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
Figura 5.4 Bolla di trascrizione (A) e fasi della trascrizione (B) (da: R.J. Brooker 1999, modificata).
8
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Tabella 5.1 Tipi di RNA ribosomale di procarioti ed eucarioti, con informazioni riguardanti la lunghezza approssimativa in nucleotidi e la subunità ribosomica di localizzazione.
9
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.5 Struttura dei ribosomi procariotici ed eucariotici.
10
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.6a Struttura della molecola di un RNA di trasferimento (tRNA) (da: R.J. Brooker 1999, modificata).
11
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.6b Rappresentazione del tRNA per la fenilalanina (tRNAPhe) di frumento (da: R.J. Brooker 1999, modificata).
12
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.7 Azione dell’enzima aminoacil-tRNA sintetasi.
13
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.8 Rappresentazioni schematiche dell’organizzazione discontinua dei geni eucariotici: ovoalbumina di pollo (A) e emoglobina di topo (B) aventi, rispettivamente, sette introni ed un introne.
14
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Figura 5.9 Azione della RNA polimerasi nella trascrizione di un gene.
15
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
TIPI DI ACIDI RIBONUCLEICI E DI RNA POLIMERASI Tabella 5.2 Proprietà delle RNA polimerasi degli eucarioti.
16
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
CONCETTO DI GENE COME UNITÀ DI TRASCRIZIONE E MECCANISMO DI TRASCRIZIONE Figura 5.10 Organizzazione di un gene eucariotico: unità di trascrizione.
17
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
CONCETTO DI GENE COME UNITÀ DI TRASCRIZIONE E MECCANISMO DI TRASCRIZIONE Figura 5.11 Struttura tipica di un promotore riconosciuto dalla RNA polimerasi II (A); esempi di organizzazione di alcuni promotori eucariotici contenenti gli elementi TATA, CAAT e GC (B).
18
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
CONCETTO DI GENE COME UNITÀ DI TRASCRIZIONE E MECCANISMO DI TRASCRIZIONE Figura 5.12 Fasi di formazione del complesso proteico comprendente i fattori di trascrizione necessari per l’azione della RNA polimerasi (da: D.P. Snustad e M.J. Simmons 1997, modificata).
19
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
CONCETTO DI GENE COME UNITÀ DI TRASCRIZIONE E MECCANISMO DI TRASCRIZIONE Figura 5.13 Modificazioni principali che subiscono i precursori dei trascritti genici degli eucarioti: aggiunta del cappuccio di 7-metil guanosina in 5’, rimozione degli introni (splicing) nella regione codificante e poliadenilazione in 3’.
20
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
MECCANISMO DI SPLICING Figura 5.14a,b Sequenze consenso per lo splicing del pre-mRNA negli eucarioti superiori (A); meccanismo di rimozione degli introni dal pre-mRNA (B).
21
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
MECCANISMO DI SPLICING Figura 5.14c Rappresentazione schematica di uno spliceosoma: ogni ribonucleoproteina (U1, U2, U3, U4, U5 e U6) è costituita da snRNA e proteine specifiche.
22
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
MECCANISMO DI SPLICING Figura 5.15 Schema del processo di auto-splicing.
23
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
MECCANISMO DI SPLICING Figura 5.16 Molecola di mRNA maturo.
24
5.3 TRASCRIZIONE DELL’RNA
MECCANISMO DI SPLICING QUADRO 5.1 – AMMINOACIDI Figura 5.17 Struttura dei 20 amminoacidi.
25
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.18 Ipotesi di Gamow sulla esistenza
di un codice genetico a tre lettere (triplette).
26
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.19 Reazione catalizzata dalla
polinucleotide fosforilasi (A); esperimento di Nirenberg e Matthaei: relazione esistente tra nucleotidi e amminoacidi (B).
27
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.20 Effetto delle mutazioni
singole (A), doppie (B) e triple (C) sul codice di lettura a triplette.
28
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.21 Sintesi proteica in vitro
con sistemi acellulari attivati usando RNA artificiali in presenza di amminoacidi (A). Corrispondenza tra triplette e singoli amminoacidi: esempio di calcolo (B).
29
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.22
Corrispondenza fra triplette e amminoacidi: saggio di legame ai ribosomi.
30
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.23 Codice genetico: ogni codone
è specificato dalle lettere risultanti dalla combinazione di quelle presenti sul 1°, 2° e 3° asse ed è scritto così come appare nell’mRNA in direzione 5’-3’.
31
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.24 ORF di 648 nucleotidi del gene
di erba medica codificante per la proteina Mob di 215 amminoacidi.
32
5.4 CODICE GENETICO Tabella 5.3 Vacillamento dell’anticodone:
possibili combinazioni di appaiamento.
33
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.25 Esempi di appaiamento
per vacillamento: due diversi codoni per la leucina (A) possono essere riconosciuti da identici tRNA così come tre diversi codoni per la glicina (B).
34
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.26
Codice genetico: conseguenza di mutazioni puntiformi sul tipo di amminoacido specifico dal codone.
35
5.4 CODICE GENETICO Figura 5.27 Relazione tra codogeni, codoni
e anticodoni.
36
5.5 SINTESI PROTEICA Figura 5.28
Rappresentazione schematica della sintesi proteica (da: R.J. Brooker 2000, modificata).
37
5.5 SINTESI PROTEICA Tabella 5.4
Elenco dei fattori proteici di inizio, allungamento e rilascio della catena polipeptidica di procarioti ed eucarioti.
38
5.5 SINTESI PROTEICA Figura 5.29 Legame peptidico e proprietà
di una catena polipeptidica.
39
5.5 SINTESI PROTEICA Figura 5.30
Poliribosoma (da P.J. Russell 1988, modificata).
40
5.6 ORGANIZZAZIONE E SMISTAMENTO DELLE PROTEINE
Figura 5.31 Struttura delle proteine (da R.J. Brooker 1999, modificata).
41
5.6 ORGANIZZAZIONE E SMISTAMENTO DELLE PROTEINE
Figura 5.32 Smistamento delle proteine nella cellula (da: R.J. Brooker 1999, modificata).
42
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.33a Componenti dell’operone.
43
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.33b Siti di legame di una proteina regolatrice di geni.
44
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.34 Formazione di complessi di attivazione o di repressione della trascrizione: (A) repressore-induttore (inattivo); (B) repressore-corepressore (attivo); (C) attivatore-induttore (attivo); (D) attivatore-corepressore (inattivo).
45
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.35 Sistema inducibile a controllo negativo (A). Sistema inducibile a controllo positivo (B).
46
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.36 Sistema reprimibile a controllo negativo (A). Sistema reprimibile a controllo positivo (B).
47
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.37 Operone lac di E. coli.
48
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEI PROCARIOTI Figura 5.38 Operone trp di E. coli.
49
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.39 Reazione di metilazione per azione della DNA metilasi.
50
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI QUADRO 5.2 – ACETILAZIONE DELLE PROTEINE ISTONICHE DEL DNA Figura 5.40a Mappa delle modificazioni degli istoni (histone code) (da: J. Clayton e C. Dennis 2003, modificata).
51
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI QUADRO 5.2 – ACETILAZIONE DELLE PROTEINE ISTONICHE DEL DNA Figura 5.40b Meccanismo di formazione di stati della cromatina attivi e inattivi in termini trascrizionali (da: J. Clayton e C. Dennis 2003, modificata).
52
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.41 Livelli di controllo dell’espressione genica negli eucarioti.
53
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.42 Fattori di regolazione della trascrizione: fattori di attivazione (A) e di repressione (B) (da: R.J. Brooker 1999, modificata).
54
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.43 Esempi di proteine di legame al DNA regolatrici della espressione genica: interazione proteina-proteina (A) e modificazione post-traduzionale, come ad esempio, fosforilazione (B); azione di una molecola effettrice, come ad esempio un ormone (C) (da R.J. Brooker, 1999, modificata).
55
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.44 Ormoni delle piante.
56
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.45 Elementi di controllo ARE.
57
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI Figura 5.46 Mutanti omeotici di Drosophila (A) e di Arabidopsis (B).
58
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI QUADRO 5.3 – IL GRANDE MONDO DEI PICCOLI RNA Figura 5.47 Schema sinottico di classificazione della famiglia degli RNA.
59
5.7 REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA E AVVICENDAMENTO PROTEICO
REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI QUADRO 5.3 – IL GRANDE MONDO DEI PICCOLI RNA Figura 5.48 È sempre più evidente che le due classi di small RNA coinvolte nel silenziamento genico, i micro RNA (miRNA) e gli short interfering RNA (siRNA), vengono prodotte da uno stesso meccaniscmo molecolare. Il processamento del precursore a forcina del miRNA o dei lunghi RNA a doppio filamento (dsRNA) richiede l’enzima Dicer e produce un RNA a singolo filamento di nucleotidi. Questo piccolo RNA si lega all’ RNA-induced silencing complex (RISC) e si dirige verso l’mRNA bersaglio. A questo punto il meccanismo si diversifica. Il miRNA si lega all’mRNA bersaglio ma le piccole differenze tra i due filamenti fanno sì che questi formino una protuberanza impedendo all’mRNA di essere tradotto in proteina. Gli siRNA, invece, si appaiano in modo perfetto con l’mRNA bersaglio e lo marcano per la degradazione.
Presentazioni simili
© 2024 SlidePlayer.it Inc.
All rights reserved.