espressione genica. un modo semplice per visualizzare lespressione genica rna dot-blot
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Espressione genica
Un modo semplice per visualizzare l’espressione genica
RNA “dot-blot”
Livelli di regolazione dell’espressione genica
Genoma Organizzazione del genoma
L’espressione dei tRNA isoaccettori dipende dal numero di copie dei geni
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 1 2 3 4 5 6 7
Numero di copie dei geni per tRNA (%)
Ab
bo
nd
an
za c
ell
ula
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tRN
A
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gcc
Abb
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dei
tR
NA
Numero di copie dei geni per tRNA (%)
Duplicazione (1% dei geni / milione anni)
Divergenza per mutazioni (0.1% / milione di anni)
La duplicazione genica genera nuovi geni e nuove possibilità di regolazione
I geni duplicati dell’emoglobina sono diversamente regolati
Livelli di regolazione dell’espressione genica
Genoma Organizzazione del genoma
Accesso al genoma
In vivo, il DNA è fortemente impaccato in unastruttura nucleo-proteica (CROMATINA) che:
•Compatta il DNA in modo da renderlo dimensio- nalmente compatibile con le dimensioni nucleari;•Stabilizza il DNA;•Avvicina sequenze (incluse quelle di controllo) linearmente assai distanti tra loro.
• Riduce drasticamente l’accessibilità dei fattori trascrizionali e della RNA polimerasi al DNA
La struttura della cromatina può essere modificata in modo regolato
Acetilazione degli istoni - rimodellamento della cromatina
- creazione di siti di legame per fattori trascrizionali
Livelli di regolazione dell’espressione genica
Genoma Organizzazione del genoma
Accesso al genoma
Trascrizione
Regolazione negativa (repressione) della trascrizione di lac
Un segnale (il lattosio) attiva la trascrizione facendo dissociare il repressore dal DNA
Regolazione negativa dell’operone del triptofano
Un segnale (il triptofano) reprime la trascrizionefacendo associare il repressore al DNA
Regolazione positiva attivazione dell’operone Lac
un segnale che indica assenza di glucosio si lega ad un attivatore facendolo associare al DNA.
Le dimensioni e la complessità delle regioniregolative (più che il numero dei geni)aumentano all’aumentare della complessità biologica
a) ‘enhancer’ (fino a 50 kb a monte del sito di inizio della trascrizione!)b) ‘basal promoter’ o promotore prossimale (non più di 200 bp dal sito di inizio)
Livelli di regolazione dell’espressione genica
Genoma Organizzazione del genoma
Accesso al genoma
Trascrizione
Maturazione dell’RNA
I geni eucariotici sono soggetti a splicing
Lo splicing può generare prodotti alternativi
Livelli di regolazione dell’espressione genica
Genoma Organizzazione del genoma
Accesso al genoma
Trascrizione
Maturazione dell’RNA
Sintesi proteica
Degradazione dell’RNA
Piccoli RNA possono regolare la degradazione del messaggero e la sintesi di proteine
Espressione genica
L’evoluzione modifica l’organizzazione dei genomi e l’espressione dei geni.
I’espressione genica è soggetta a una precisa regolazione spaziale e temporale.
La regolazione dell’espressione può avvenire a livelli diversi e secondo modalità diverse.
La maggior parte degli eventi regolativi interessano la trascrizione.
Uno stesso gene può essere soggetto a diversi livelli di regolazione.
Alcuni princìpi fondamentali di regolazione sono validi per tutti gli organismi.
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