CORSO DI BIOLOGIA - Programma

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CORSO DI BIOLOGIA - Programma

• Nozioni introduttive
• Le macromolecole biologiche proteine, lipidi,
  carboidrati ed acidi nucleici
• Organizzazione cellulare in procarioti ed
  eucarioti
• Struttura e funzione della cellula
• Le membrane cellulari
• La membrana plasmatica
• I sistemi di membrane interne
• Nucleo
• Mitocondri
• Citoscheletro
• Divisione cellulare (Mitosi e ciclo cellulare,
  Meiosi)
• Apoptosi
• Basi molecolari dellinformazione ereditaria
• Acidi nucleici
• Cromatina e cromosomi
• Replicazione e riparazione del DNA
• Espressione del genoma
• Organizzazione del genoma in procarioti ed
  eucarioti

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Il Dogma Centrale della Biologia
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TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELLRNA
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Lespressione dellinformazione genica segue il
PRINCIPIO DI COLINEARITA
TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELLRNA
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ESPRESSIONE GENICA

• Solo una frazione minore del DNA presente nelle
  cellule viene trascritta ed e codificante
• Evidenze recenti riportano che oltre la meta
  del genoma possa essere trascritto
• A seconda delle loro necessita, le cellule
  trascrivono specifici segmenti del DNA genomico
  (I GENI), sintetizzando molecole di RNA che hanno
  la stessa sequenza dei segmenti trascritti
• Parte di questi RNA e codificante per proteine,
  cioe e in grado di specificare la sequenza
  amminoacidica di una data proteina
• negli Eucarioti, gli RNA codificanti, prima di
  essere tradotti, vengono modificati (trascritto
  primario -gt trascritto maturo)
• altri RNA hanno ruolo funzionale e non sono
  codificanti

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TRASCRIZIONE
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TRASCRIZIONE
Viene trascritto solo uno dei due strand
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TRASCRIZIONE - BATTERI
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TRASCRIZIONE

• INIZIO DELLA TRASCRIZIONE
• Il promotore indica alla polimerasi
• dove iniziare la trascrizione
• quale filamento leggere
• la direzione da prendere

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TRASCRIZIONE
2) ALLUNGAMENTO DEL TRASCRITTO
3) TERMINAZIONE
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Terminazione della trascr. - Palidromi/forcine

• I segnali di terminazione sono nella sequenza di
  DNA, ma espletano la loro funzione solo quando
  sono trascritti in mRNA
• Inducono lRNA di nuova sintesi ad assumere una
  struttura secondaria (generalmente delle forcine
  di terminazione) tale da far staccare la
  polimerasi

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GLI ENZIMI DELLA TRASCRIZIONE EUCARIOTICI

• Lenzima che sintetizza RNA copiando DNA e una
  RNA polimerasi DNA-dipendente.
• Negli Eucarioti esistono tre diverse RNA
  polimerasi, che trascrivono categorie distinte di
  geni
• RNA polimerasi I -gt rRNA 28S, 18S, 5,8S
• RNA polimerasi II -gt RNA cod. polipeptidi,
  snRNA, miRNA
• RNA polimerasi III -gt rRNA 5S, tRNA, altri
  piccoli RNA
• Lenzima RNA polimerasi trascrive il DNA ma non
  e in grado, da sola, di iniziare il processo di
  trascrizione, ne di scegliere lesatto sito
  dinizio della trascrizione (TSS)

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ESPRESSIONE GENICA - PROMOTORI

• La regione di DNA prossimale alla parte
  trascritta del gene (promotore) contiene una
  serie di sequenze segnale che vengono
  riconosciute da specifici fattori di trascrizione
  che interagiscono con lRNA polimerasi,
  permettendone il corretto posizionamento e
  favorendo linizio della trascrizione.
• I promotori per la RNA polimerasi II generalmente
  comprendono
• uno o piu dei seguenti elementi di sequenza
  riconosciuti da fattori di trascrizione generali
• TATA box, seq. TATAAA, -25 al TSS, determina il
  TSS
• GC box, seq. GGGCGG, presente in geni
  housekeeping
• CAAT box, -80 al TSS, influenza il livello di
  trascrizione
• Altri elementi di sequenza riconosciuti da
  fattori di trascrizione tessuto-specifici, ad
  es.
• CRE (elemento di risposa al cAMP), seq.
  GTGACGT(A/C)A(A/G)

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SCELTA DEL SITO DINIZIO DELLA TRASCRIZIONE
Il RUOLO DEL PROMOTORE
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ESPRESSIONE GENICA

• Oltre ai promotori, esistono nel genoma altri
  tipi di sequenze che regolano lespressione
  genica
• ENHANCERS, regioni potenziatrici
  dellespressione, composte di piu elementi di
  sequenza leganti fattori di trascrizione. Questi
  possono agire su piu geni, a distanza variabile
  ed in entrambi gli orientamenti
• SILENCERS, elementi silenziatori, possono
  inibire lattivita trascrizionale
• INSULATORS, elementi che agiscono da isolanti,
  delimitando e separando le zone di influenza di
  altri elementi

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IL GENE
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MATURAZIONE DELLRNAdal trascritto primario al
messaggero maturo
Gene eucariotico con due introni
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MATURAZIONE DELLRNAdal trascritto primario al
messaggero maturo

• MODIFICAZIONI PRINCIPALI
• Aggiunta di una guanosina modificata
  allestremita 5 con un legame 5-5 che forma
  un gruppo terminale detto CAP, necessario al
  legame dellmRNA ai ribosomi ed allinizio della
  traduzione.
• Aggiunta di una sequenza di adenosine (coda di
  poli-A) allestremita 3 del trascritto, con
  funzione stabilizzante del messaggero.
• Rimozione delle regioni introniche mediante
  splicing, processo che consiste nel taglio delle
  regioni introniche e nella giunzione degli
  elementi esonici, a formare lmRNA maturo.

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TRASCRIZIONE DEL DNA, TRADUZIONE DELLRNA
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TRADUZIONE

• La traduzione e il processo con cui viene
  sintetizzata un data proteina, attraverso
  reazioni chimiche di polimerizzazione di
  amminoacidi, in una sequenza dipendente
  dallinformazione contenuta nella sequenza di
  basi dellmRNA corrispondente.
• Lapparato cellulare per la traduzione comprende
  le seguenti componenti, localizzate nel
  citoplasma
• RNA messaggero
• Ribosomi, complessi enzimatici ribonucleopreoteici
  
• RNA transfer (tRNA), molecole adattatore che
  legano ciascuno uno specifico amminoacido e
  riconoscono uno specifico codone
• Amminoacil-tRNA sintetasi, enzimi che catalizzano
  il caricamento dei tRNA (amminoacilazione)
• Diversi fattori di inizio, di allungamento e di
  terminazione della sintesi proteica

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TRADUZIONE
Met
Leu
Gly
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Il CODICE GENETICO
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Il CODICE GENETICO
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tRNA
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Caricamento di un tRNA

• Reazioni
• amino acid ATP ? aminoacyl-AMP PPi
  (attivazione AA)
• aminoacyl-AMP tRNA ? aminoacyl-tRNA
  AMP (caricamento sullo specifico tRNA)

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TRADUZIONE
Formazione di un legame peptidico
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TRADUZIONE
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RIBOSOMI
E Exit P Peptidyl A Amminoacyl T Transfer
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TRADUZIONE
INIZIO
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TRADUZIONE
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TRADUZIONE
TERMINAZIONE
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Il ruolo dellRNA nella sintesi proteica
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TRADUZIONE
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TRAFFICO DELLE PROTEINE
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MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI