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Scarica appunti appunti appunti appunti appunti appunti e più Dispense in PDF di Filosofia solo su Docsity! Lezione del 07/10/2015 LE SEQUENZE RIPETUTE Le sequenze ripetute possono essere organizzate in cluster, secondo il meccanismo testa-coda, e qui sono presenti i geni per gli rRNA. I geni per rRNA sono raggruppati in una regione del DNA con una morfologia caratteristica tale da costituire la regione organizzatrice nucleolare, NOR. La regione del nucleo in cui avviene la sintesi dell’rRNA ha un caratteristico aspetto con un centro fibrillare (rDNA) circondato da una corteccia granulare di ribonucleoproteine, il nucleolo. Un caso particolare sono i satelliti, una serie di sequenze in tandem e organizzate in più blocchi interspersi lungo il genoma. Possiamo avere anche sequenze ripetute intersperse lungo il genoma e a questo tipo di sequenze appartengono le LINE o SINE. Sono presenti anche elementi mobili; i trasposoni. Esistono diversi tipi di trasposoni: -trasposoni a DNA: sono caratterizzati dalla presenza di ripetizioni a livello del sito bersaglio. Codificano per la proteina trasposasi che ne permette la mobilitazione. Li troviamo non solo negli eucarioti ma anche in virus e batteri. Nel genoma umano gli elementi trasponibili presenti sono inattivi. Si sono evoluti sistemi per impedire la mobilitazione dei trasposoni in quanto questo può essere un evento dannoso per l’organismo. Tuttavia considerando questi eventi in scala evolutiva, i trasposoni sono positivi perché recano variabilità. Nonostante nel genoma umano i trasposoni sono silenti, alcuni geni nel nostro genoma hanno avuto origine dall’inserzione di un elemento trasponibile. I trasposoni a DNA possono andare in contro a due eventi: -elementi replicativi: si spostano andandosi a replicare e poi la copia derivante dalla replicazione si sposterà in un altro punto nel genoma. Man mano si incrementerà il numero di trasposoni presenti nel genoma; -elementi a DNA di tipo conservativo si spostano da un sito all’altro nel genoma senza che lo spostamento venga preceduto da replicazione e quindi le copie di questi trasposoni non aumentano. Nel genoma umano ritroviamo i retrotrasposoni che necessitano di un intermedio a DNA; vengono trascritti ad RNA, questa copia diventa cDNA e andrà ad integrarsi in un sito differente lungo il genoma. Abbiamo retrotrasposoni del tipo LDR fiancheggiati dalle sequenze LTR e presentano un ciclo vitale intracellulare. Codificano per le proteine che gli permettono di mobilizzarsi, integrasi e per la trascrittasi inversa. Esistono i retrotrasposoni del tipo poli A e qui appartengono le due classi: - LINE che codificano per la integrasi e trascrittasi inversa e quindi si mobilitano in maniera autonoma. Un particolare tipi di LINE sono le sequenze ALU, con dimensioni di 300 pb e si chiamano così in quanto hanno un sito di restrizione per l’endonucleasi ALU; - SINE: sono molto piccoli non codificano per integrasi e trascrittasi quindi non sono autonomi ma necessitano delle proteine fatte dai LINE. Li possiamo ritrovare all’interno dei geni, negli introni, a livello delle porzioni regolatrici dei geni. Importante è che i retrotrasposoni presentano dei promotori molto forti. Gli ALU presentano una similarità con l’RNA 7 SL. Questo è un componente della particella di riconoscimento del peptide segnale; si parla di una ribonucleoproteina fatta da una porzione proteica e una ad RNA che corrisponde al 7 SL. Questa particella riconosce il segnale presente sulle proteine che devono andare incontro a modificazione rappresentata da eventi di glicosilazione che avviene a livello del reticolo endoplastico rugoso. Il peptide in fase di crescita espone la sequenza segnale che permette di far riconoscere la proteina e indirizzarla al reticolo endoplasmatico rugoso. La particella di riconoscimento del segnale si lega quindi al peptide in crescita e indirizza il tutto al reticolo. Sulle membrane del reticolo, questa ribonucleoproteina riconosce il recettore della proteina che deve essere trasportata. Il recettore si lega al reticolo e attraverso un canale il peptide andrà all’interno dello stesso. Avvengono così i vari eventi di modificazione come la glicosilazione. Gli elementi trasponibili non sono più in grado di trasporsi. Se si andassero a mobilizzare, potrebbero indurre dei danni a livello del singolo organismo. Nonostante ciò ci sono stati eventi di trasposizione che hanno determinato l’insorgenza di determinate patologie. Questo perché nel 5’ di ALU c’è un promotore forte, quindi se l’elemento ALU si integra a livello del 5’ succede che, essendo qui presente la sequenza promotrice del gene che ne regola l’espressione, si andrà ad alterare l’espressione del gene a valle del sito di inserimento. L’elemento ALU può inserirsi anche a livello di una sequenza codificante; in quest’ultimo caso viene alterate la frame di lettura. Patologie dovute a uno di questi possibili inserimento di ALU sono casi di emofilia. LINE, altro tipo di retrotrasposone, sta per long interspersed sequences. Sono elementi autonomi e codificano per trasposasi e trascrittasi inversa. Sono inattivi, ma possono anche avvenire eventi di trasposizione. Bisogna capire però come mai nel momento in cui vengono attivati, le proteine codificate dagli elementi trasponibili vanno a trasporre il proprio DNA. Per definizione le proteine sono TRANS agenti e una proteina trans agente verrà codificata, tradotta, si diffonderà all’interno della cellula e andrà a regolare un gene diverso rispetto a quello che l’ha codificata. Le proteine che invece vengono codificate dai LINE vengono definite CIS agenti, cioè sono proteine che tendono ad essere attive nelle proprie vicinanze. Le proteine codificate dai LINE, quindi, dopo che vengono trascritte e tradotte nel citosol si andranno a legare agli RNA che le hanno generate . Questo è il motivo per cui i LINE sono in grado di trasporre se stessi e non sono in grado di farlo per tutti gli altri messaggeri. DNA ALTAMENTE RIPETUTO Tutto quello che fino ad ora abbiamo visto, rappresenta il DNA mediamente ripetuto. Ma in realtà una buona componente del genoma è rappresentato da sequenze presenti in notevole numero di copie, e questo corrisponde al DNA altamente ripetuto. Viene diviso in tre sottoclassi: 1)DNA SATELLITE: le sue dimensioni vanno dalle centinaia di kb a milioni pb. Questo DNA ha una caratteristica composizione in basi, differente dal resto del genoma. Questa caratteristica fa si che il DNA satellite si separi dal resto del genoma nel momento in cui andiamo a sottoporre il DNA stesso a una centrifugazione in gradiente di cloruro di cesio. Nel tubo da centrifuga le molecole presenti nel campione sedimentano fino a quando lungo il gradiente di cloruro non trovano una regione che abbia la loro stessa densità. A questo punto galleggiano e il valore di densità al quale galleggiano prende il nome di densità di galleggiamento. Quest’ultima sarà determinata da un parametro dato dalla composizione in basi e in particolare dalla presenza di Guanine e Citosine. Il DNA satellite avrà una densità differente da quella del genoma dell’individuo, e quindi darà origine a un'altra banda.