Capitolo 15 I virus e la regolazione genica

Capitolo 15 I virus e la regolazione genica

Struttura dei virus • Sono parassiti intracellulari obbligati. • Sono 100 volte più piccoli di una cellula umana. Capside Rivestimento proteico di varia forma. Poxivirus Materiale genetico DNA o RNA, singolo o doppio filamento. Lineare o circolare. I virus e la regolazione genica Herpesvirus Virus del mosaico del tabacco Rotavirus

La riproduzione virale 1. ATTACCO del virus alla cellula bersaglio attraverso il riconoscimento di recettori. 2. PENETRAZIONE del materiale genetico nella cellula bersaglio. 3. SINTESI di tutto il materiale virale. 4. ASSEMBLAGGIO del capside. 5. RILASCIO delle particelle virali. I virus e la regolazione genica

La riproduzione dei batteriofagi • CICLO LITICO: il virus attacca il batterio, sfrutta l’apparato della cellula ospite per riprodursi e la distrugge per diffondersi nell’ambiente. • CICLO LISOGENO: il virus attacca il batterio, sfrutta l’apparato della cellula ospite per duplicare il proprio materiale genetico ma non la distrugge. È seguito dal ciclo litico. Batteriofago: virus che infetta un batterio. I virus e la regolazione genica

La riproduzione nei batteri

Il trasferimento genico VERTICALE ORIZZONTALE Una cellula trasferisce DNA a una cellula non discendente. Avviene da una generazione all’altra attraverso la scissione binaria. Può avvenire in tre modi: - trasformazione; - trasduzione; - coniugazione. I virus e la regolazione genica

La trasformazione Una cellula morente rilascia nell’ambiente DNA libero che poi, attraverso recettori specifici, penetra in una cellula competente. DNA trasformante cellula morente I virus e la regolazione genica cellula competente

La trasduzione Un batteriofago può incorporare nel proprio materiale genetico un frammento di DNA della cellula ospite e trasferirlo a una seconda cellula ricevente. Virus cellula sorgente SPECIALIZZATA I virus e la regolazione genica cellula ricevente GENERALIZZATA

La coniugazione Un batterio con plasmide F crea un collegamento (pilo sessuale) con un, altra cellula. Il DNA, linearizzato, passa attraverso il pilo e viene trasferito a una cellula ricevente. pilo sessuale I virus e la regolazione genica

I plasmidi • Sono anelli di DNA a doppio filamento. • Si duplicano in maniera indipendente dalla cellula procariotica. • Portano informazioni aggiuntive. Plasmidi R Plasmidi metabolici I virus e la regolazione genica Plasmidi F

La regolazione dell’attività genica • Gli operoni sono sistemi di regolazione della trascrizione. Sono formati dal promotore e dall’operatore. promotore operatore TRASCRIZIONE I virus e la regolazione genica

Il genoma degli eucarioti

La composizione dei geni eucariotici promotore introni terminatore esoni Nella trascrizione dei geni, è necessaria la presenza di fattori di trascrizione. I virus e la regolazione genica

Le sequenze intergeniche SEQUENZE UNICHE Comprendono: • sequenze regolative, • geni mutati, • frammenti di geni, • pseudogeni, • micro. RNA. I virus e la regolazione genica SEQUENZE RIPETUTE Comprendono: • short tandem repeats (microsatelliti), • sequenze moderatamente ripetitive (trasposoni, retrotrasposoni).

Le modificazioni post trascrizionali • Cappuccio 5’: nucleotide G modifcato aggiunto all’estremità 5’. • Coda di poli(A): una serie di A (da cento a duecento) aggiunte all’estremità 3’. • Splicing: rimozione degli introni dal pre-m. RNA. cappuccio 5’ coda poli(A) 5’ 3’ Splicing I virus e la regolazione genica

La regolazione dell’espressione genica

I meccanismi nelle cellule eucariotiche • La condensazione dei cromosomi impedisce la trascrizione. • La metilazione del DNA rende i geni non disponibili. • Con lo splicing alternativo, da uno stesso gene si possono produrre proteine diverse. • Se l’m. RNA viene trattenuto nel nucleo, la traduzione non avviene. • Alcune molecole di m. RNA sono instabili e possono venire distrutte. • Le modifiche post traduzionali regolano la funzione, la localizzazione e la stabilità delle proteine. I virus e la regolazione genica

I fattori di trascrizione • Sono proteine che interagiscono con il promotore, con sequenze enhancer o con sequenze silenziatori. enhancer fattore di trascrizione promotore TATA box proteina RNA polimerasi Trascrizione I virus e la regolazione genica

La regolazione del ciclo cellulare

I punti di controllo Proteine segnale chiamate cicline regolano l’avanzamento del ciclo cellulare. Checkpoint S verifica della duplicazione del DNA. Checkpoint G 1 verifica di danni al DNA. I virus e la regolazione genica Checkpoint G 2 verifica dei materiali per la mitosi. Checkpoint M verifica della progressione della mitosi.

I tumori • Si verificano quando una cellula accumula mutazioni e non risponde ai controlli del ciclo cellulare. • Le cellule tumorali si dividono in modo incontrollato, hanno una forma diversa rispetto alle cellule normali e sono immortali. • Le cellule tumorali non hanno inibizione da contatto e stimolano l’angiogenesi. cellule normali BENIGNI A crescita lenta e incapsulati I virus e la regolazione genica MALIGNI Invasivi, possono metastatizzare. cellule tumorali

Le cause dei tumori Mutazioni a carico di : • PROTO-ONCOGENI: geni che codificano per proteine che stimolano la divisione cellulare. • ONCOSOPPRESSORI: geni che codificano per proteine che inibiscono la crescita cellulare. FATTORI EREDITARI Vengono trasmesse da genitori a figli. I virus e la regolazione genica FATTORI AMBIENTALI Dipendono dallo stile di vita e dall’ambiente in cui viviamo.

La morte cellulare NECROSI Morte accidentale della cellula, causata da un agente esterno. APOPTOSI Morte cellulare programmata, per eliminare cellule in eccesso o cellule vecchie e difettose. molecola segnale I virus e la regolazione genica