Post on 07-Jun-2015
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1906 BATESON E PUNNET
COLORE DEL FIORE FORMA DEL POLLINE
A---PORPORA B---------ALLUNGATO
a---ROSSO b---------ROTONDO
P AABB X aabb
F1 AaBb (PORPORA-ALLUNGATO)
F2 PORPORA-ALLUNGATO/PORPORA-ROTONDO/
ROSSO-ALLUNGATO/ROSSO-ROTONDO
NON IN UN RAPPORTO DI 9:3:3:1
LE CLASSI PARENTALI MOLTO PIU’ NUMEROSE
BIVALENTE O TETRADE
NO C.O.
SOLO LA META’ DEI CROMATIDI RICOMBINERA’ IN QUEL PUNTO
SOLO LA META’ DEI GAMETI SARA’ RICOMBINANTE IN QUEL PUNTO
FREQUENZA DI RICOMBINAZIONE
0 : GENI MOLTO VICINI O MASCHIO DI DROSOFILA
0 50%
50%: GENI MOLTO DISTANTI SULLO STESSO CROMOSOMA O SU CROMOSOMI DIVERSI
Considerando più geni associati
(A, B, C, D,…N) la somma tra le frequenze
di ricombinazione fra le singole coppie
AB+BC+CD…+MN è spesso maggiore della
frequenza di ricombinazione misurata
considerando solo i due geni estremi A-N
A B C D…… M N
Crossing-over multipli fanno sì che non vi sia più
una corrispondenza diretta fra la frequenza di
ricombinazione ed il numero di crossing-over
Interferenza tra chiasmi
Ma supponiamo che la frequenza dei doppi scambi effettivamente avvenuti sia, ad esempio, dell’ 1%
1% < 1.92%
Vi è interferenza tra chiasmi
Un crossing-over tra A e B e un crossing-over tra B e C non sono due eventi indipendenti
A---B---C = 16% X 12%=1,92%
16% 12% (probabilità teorica che si verifichino 2 c.o.)
CIS E TRANS
Due coppie alleliche allo stato eterozigote
sono in CIS sono in TRANS CUR ST CUR +
+ ST+ +X
CROSSING-OVER MITOTICO
E’ un processo che può produrre cellule figlie con una combinazione genica differente rispetto alla cellula madre
Avviene allo stadio di quattro cromatidi
Possibile perdita di eterozigosità per alcuni loci nelle cellule che da questa derivano
CIS E TRANS
Due coppie alleliche allo stato eterozigote
sono in CIS sono in TRANS CUR ST CUR +
+ ST+ +X
Perdita di eterozigosità
AA e aa
Cellula eterozigote
Aa
Segregazione alternativa all’anafase
CROMATINA
Eucromatina
Eterocromatina
ULTRACENTRIFUGAZIONE IN GRADIENTE DI CLORURO DI CESIO
DNA SATELLITE
FRAZIONI DI DNA
CHE FORMANO
PICCHI SECONDARI
Heitz (1928) definì eterocromatina quella
parte di DNA che rimane condensata in interfase
L’eucromatina contiene la maggior parte dei geni
attivi.
L’eterocromatina è più fittamente impacchettata
e si colora più intensamente
LOCALIZZAZIONE CROMOSOMICA DELLE PRINCIPALI CLASSI DI DNA RIPETUTO
IL DNA alfoide COSTITUISCE LA MASSA PRINCIPALE DEL DNA CENTROMERICO (ripetizioni di 171 pb)
1-4 pb tra i geni, negli introni, all’interno di sequenze codificanti
Minisatelliti da 5 a poche decine pb
Distrofia muscolare facio-scapolo-omerale (FSHD)
Caratterizzata da: debolezza e atrofia dei muscoli facciali e del cingolo scapolare
Trasmissione: autosomica dominante
Difetto genetico: delezione di sequenze ripetute in tandem (D4Z4) localizzate nella regione subtelomerica del braccio lungo del cromosoma 4
Effetto di posizione
ETEROCROMATINA FACOLTATIVA
• COMPENSAZIONE DI DOSE
• LA FEMMINA HA IL DOPPIO DI ALLELI X-LINKED RISPETTO AL MASCHIO
• UNO DEI DUE CROMOSOMI X DEVE ESSERE INATTIVATO
A
AA
a
aa
A a
Sarà attivo l’X con l’allele
dominante
Sarà attivo l’X con l’allele
recessivo
Femmina eterozigote per un gene che controlla il colore del mantello
Inattivazione casuale di uno dei due cromosomi X nelle diverse cellule
Si formano due diversi cloni di cellule: in uno si manifesterà il carattere
recessivo nell’altro il carattere dominante
Le cellule figlie mantengono lo stesso X inattivo
CARATTERISTICHE X ATTIVO X INATTIVO
TEMPO DI REPLICAZIONE
PRECOCE TARDIVA
CONDENSAZIONE DECONDENSATO CONDENSATO
METILAZIONE RIDOTTA ABBONDANTE
ACETILAZIONE ISTONI (H4) (CH3-COO)
IPERACETILATI IPOACETILATI
ETEROCROMATINIZZAZIONE DELL’X
Il gene XIST viene trascritto in
un RNA che, legandosi in cis al
cromosoma X da cui è stato
prodotto, modifica la
conformazione della cromatina
RNA
RNASolo localizzazione
nucleare
Non codifica per nessuna proteina
Le LINE possono agire come sostegno per l’RNA di XIST
Il contatto dell’RNA con le LINE modifica la cromatina anche a livello delle sequenze non ripetute inframmezzate
Il cromosoma X assume le caratteristiche dell’eterocromatina
XAR: regolatori dell’attivazione dell’X
Molecole di origine autosomica
XAR: regolatori dell’attivazione dell’X
X attivo
X inattivo
MECCANISMI DIVERSI DI COMPENSAZIONE DI DOSE
Uno dei due X viene
inattivato: l’RNA di
Xist blocca la
trascrizione agendo in
cis. Il cromosoma X
inattivo diventa
eteropicnotico e si
duplica alla fine della
fase S
L’unico X del
maschio viene
ipertrascritto
per compensare la
presenza doppia dei
geni nella femmina
ORGANISMI UNICELLULARI
ORGANISMI PLURICELLULARI
Regolazione a breve termine Regolazione a lungo termine
GENI REGOLATI:
la loro attività è controllata in risposta alle necessità della cellula
GENI COSTITUTIVI:
(Housekeeping) sempre attivi nelle cellule in crescita
Operone Lattosio
β- galattosidasi Permeasi Transacetilasi
Induttore Enzimi inducibili
Produzione di enzimi per l’utilizzo del lattosio
Il gene regolatore i produce una proteina repressore che, in assenza di lattosio, si lega all’operatore impedendo la
trascrizione dei tre geni strutturali
Regolazione trascrizionale di tipo negativo
ß-galattosidasi permeasi transacetilasi
i
Repressore
Z Y aP O
Proteine allosteriche
Proteine che mutano forma in seguito al legame con un altro composto
Il legame del complesso cAMP+ CAP alla prima parte del promotore catalizza l’attacco della RNA-polimerasi ad un secondo sito del promotore
Operatore
Enzimi
Operatore
Bassa concentrazione di glucosio
Alta concentrazione di glucosio
Alto grado di trascrizione
Basso grado di trascrizione
RNA polimerasi
RNA polimerasi
Il gene negli eucarioti
SITI POTENZIALI DI REGOLAZIONE
DELL’ESPRESSIONE GENICA
MODIFICAZIONI NELLA STRUTTURA DEL GENOMA
• Trascrizione
• Maturazione
• Trasporto
• Traduzione e degradazione dell’mRNA
• Maturazione e degradazione delle proteine
Il primo fattore di trascrizione TF II D si lega al DNA a livello del TATA box
Un secondo fattore di trascrizione si unisce al primo
L’RNA polimerasi si lega solo dopo che più fattori di trascrizione si sono già combinati al DNA
Altri fattori si uniscono
Il complesso è pronto per la trascrizione
FATTORI DI TRASCRIZIONE
REGIONI AMPLIFICATRICI
(ENHANCER)
Possono essere localizzate anche ad
una distanza di 20.000 bp
Il ripiegamento del DNA può far sì che una
proteina attivatrice interagisca col
complesso di inizio della trascrizione
SPLICING ALTERNATIVO
DETERMINA DIVERSI CONTENUTI IN ESONI NELL’mRNA PER LA TROPOMIOSINA IN DIFFERENTI TESSUTI
SPLICING ALTERNATIVO E SITI DIVERSI PER IL POLI-A
Nella tiroide Nell’ipotalamo
METILAZIONE DNA
Eterocromatinizzazione dell’X
RNA
Istoni ipoacetilati
Cromatina inattiva
Istoni iperacetilati
Cromatina attiva
Acetilazione
CH3-COO
Le code delle proteine istoniche cariche positivamente interagiscono con il DNA
L’acetilazione delle code indebolisce l’interazione con il DNA che diventa accessibile a fattori di trascrizione