Lezione 1 CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE DEI GENI 1
Lezione 1
CONTROLLO DELL’ESPRESSIONE DEI GENI
1
L’espressione genica è il processo con cui l’informazione genica fluisce dai geni alle proteine
– Controllata principalmente attraverso attivazione e disattivazione della trascrizione
– Il controllo dell’espressione genica permette agli organismi di rispondere all’ambiente circostante producendo le proteine necessarie
2
2.1 I geni dei procarioti sono attivati e disattivati
da proteine in risposta a modificazioni
ambientali
Un operone è un gruppo di geni con funzioni collegate e controllo coordinato presente nei procarioti
L’operone lac in E. Coli è costituito da:
– Tre geni adiacenti che codificano per enzimi responsabili della metabolizzazione del lattosio
– Una sequenza promotore dove si lega la RNA polimerasi
– Una sequenza operatore che agisce da interruttore della trascrizione dei tre geni
3
2.1 I geni dei procarioti sono attivati e disattivati
da proteine in risposta a modificazioni
ambientali
La regolazione dell’operone lac
– Un gene regolatore sempre attivo codifica per una proteina repressore
– In assenza di lattosio, il repressore lega l’operatore impedendo alla RNA polimerasi di trascrivere i tre geni dell’operone
– In presenza di lattosio, questo lega il repressore disattivandolo, accendendo così l’operone
4
2.1 I geni dei procarioti sono attivati e disattivati
da proteine in risposta a modificazioni
ambientali
Due esempi di operoni
– Operone lac
– Il repressore è attivo quando è libero
– Il legame con il lattosio inattiva il repressore
– Operone trp
– Il repressore è inattivo quando è libero
– Il legame con il triptofano inattiva il repressore
– Su molti operoni agiscono anche gli attivatori, proteine che facilitano il legame della RNA polimerasi al promotore
5
2.1 I geni dei procarioti sono attivati e disattivati
da proteine in risposta a modificazioni
ambientali
6
DNA
DNA
L’RNA polimerasi
non può legarsi
al promotore
Geni per il metabolismo del lattosio Promotore Operatore Gene regolatore
OPERONE
Proteina
mRNA
Repressore inattivo
Lattosio Enzimi per il metabolismo del lattosio
L’RNA polimerasi
si lega al promotore
Operone attivato (il lattosio disattiva il repressore)
mRNA
Repressore attivo
Operone disattivato (assenza di lattosio)
Proteina
7
DNA
L’RNA polimerasi
non può legarsi
al promotore
Geni per il metabolismo del lattosio
Promotore Operatore Gene regolatore
OPERONE
mRNA
Repressore attivo
Operone disattivato (assenza di lattosio)
Proteina
8
DNA
Proteina
Repressore inattivo
Lattosio Enzimi per il metabolismo del lattosio
L’RNA polimerasi
si lega al promotore
Operone attivato (il lattosio disattiva il repressore)
mRNA
9
DNA
Repressore inattivo
Repressore attivo
Repressore inattivo
Repressore attivo
Lattosio
Promotore
Triptofano
Operatore Gene
Operone lac Operone trp
10
STEP BY STEP
Una mutazione avvenuta in E. coli compromette la capacità del repressore di legarsi all’operatore dell’operone lac
Che effetto avrà tutto questo sulla cellula?
11
2.1 I geni dei procarioti sono attivati e disattivati
da proteine in risposta a modificazioni
ambientali
Il differenziamento è il processo con cui le cellule si differenziano a livello strutturale e funzionale
Il differenziamento è una diretta conseguenza dell’attivazione e della disattivazione di geni specifici
12
2.2 Il differenziamento delle cellule specializzate
dipende dall’espressione di diverse
combinazioni di geni
Cellula muscolare
13
Cellule del sangue
STEP BY STEP
Se una cellula nervosa e una cellula della pelle hanno gli stessi geni, da che cosa dipende la loro diversità?
14
2.2 Il differenziamento delle cellule specializzate
dipende dall’espressione di diverse
combinazioni di geni
Negli eucarioti il DNA dei cromosomi va incontro a diversi livelli di spiralizzazione
– Struttura a “collana di perle”, formata da DNA avvolto intorno a proteine chiamate istoni
– Fibra elicoidale compatta, formata dall’avvolgimento della “collana di perle”
– Superavvolgimento della fibra compatta
– Vari livelli di ripiegamenti della fibra superavvolta compattano il DNA nei cromosomi metafasici
La spiralizzazione serve anche a regolare l’espressione genica impedendo all’RNA polimerasi di entrare in contatto con il DNA
15
2.3 Il ripiegamento del DNA contribuisce alla
regolazione dell’espressione genica nei
cromosomi degli eucarioti
Doppia elica di DNA
(diametro 2 nm)
Struttura a
“collana
di perle”
Linker
Istoni
Cromosoma in metafase
Fibra strettamente
avvolta a elica
(diametro 30 nm)
Nucleosoma (diametro 10-nm)
Superavvolgimento
(diametro 300 nm) 700 nm
16
STEP BY STEP
In che modo la spiralizzazione del DNA nei cromosomi contribuisce a regolare l’espressione dei geni?
17
2.3 Il ripiegamento del DNA contribuisce alla
regolazione dell’espressione genica nei
cromosomi degli eucarioti
– Disattivazione del cromosoma X
– In tutti i mammiferi le femmine ereditano due cromosomi X
– In ogni cellula somatica uno dei due si trova in una forma inattiva, detta corpo di Barr
– La disattivazione avviene durante la fase precoce dello sviluppo embrionale
– Un effetto evidente di questo fenomeno di disattivazione è la colorazione del pelo a “squama di tartaruga” che si verifica in alcune femmine di gatto
18
2.4 Nelle femmine dei mammiferi, in ogni
cellula somatica uno dei due cromosomi
X è inattivo
Adulto con due
popolazioni di cellule
Cromosomi X
Prime fasi
di sviluppo
embrionale
Allele “pelo
nero”
X inattivo
pelo nero Allele “pelo
rosso”
pelo
rosso
Divisione
cellulare e
inattivazione
casuale di un
cromosoma X
X attivo
X inattivo
X attivo
19
STEP BY STEP
Perché i gatti con pelo a “squama di tartaruga” sono quasi sempre di sesso femminile?
20
2.4 Nelle femmine dei mammiferi, in ogni
cellula somatica uno dei due cromosomi
X è inattivo
Regolazione genica negli eucarioti
– I geni sono controllati da proteine regolatrici che interagiscono con il DNA e tra di loro, per attivarli o disattivarli
– Ogni gene è dotato di un proprio promotore e di specifiche sequenze di controllo
– Solitamente sono più importanti gli attivatori rispetto ai repressori
21
2.5 Negli eucarioti la trascrizione è controllata da
complessi insiemi di proteine
Fattori di trascrizione
– Sono un insieme di proteine necessarie alla RNA polimerasi per legarsi al DNA e iniziare la trascrizione
Enhancer e silencer – Sono sequenze di DNA necessarie per il controllo
dell’espressione genica
– Gli attivatori si legano agli enhancer e attraverso l’interazione con altri fattori di trascrizione attivano la trascrizione
– I repressori si legano ai silencer e inibiscono la trascrizione
22
2.5 Negli eucarioti la trascrizione è controllata da
complessi insiemi di proteine
Enhancers
Altre proteine
DNA
Fattori
di trascrizione
Attivatori proteici
RNA polimerasi
Promotore
Gene
Ripiegamento
del DNA
Trascrizione
23
STEP BY STEP
Che cosa deve accadere perché l’RNA polimerasi si leghi a un promotore e quindi trascriva un dato gene negli eucarioti?
24
2.5 Negli eucarioti la trascrizione è controllata da
complessi insiemi di proteine
Anche lo splicing dell’RNA contribuisce al controllo dell’espressione genica
– Finché il processo di splicing non è ultimato l’mRNA non può uscire dal nucleo ed essere tradotto
– Lo splicing alternativo permette di ottenere mRNA differenti partendo da un unico gene
25
2.6 Nel nucleo il processo di splicing offre diverse
possibilità di regolazione genica
1
oppure
Esoni
DNA
splicing dell’RNA
Trascritto di RNA
mRNA
2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 4 5 1 2 3 5
26
STEP BY STEP
In che modo lo splicing alternativo dell’RNA permette a un singolo gene di codificare per più di un polipeptide?
27
2.6 Nel nucleo il processo di splicing offre diverse
possibilità di regolazione genica
MicroRNA (miRNA)
– Brevi sequenze di RNA (circa 20 nucleotidi)
– Si legano alle sequenze complementari sull’mRNA
– Formano complessi miRNA-proteina in grado di degradare l’mRNA bersaglio o bloccarne momentaneamente la traduzione
28
2.7 Molecole di RNA che non codificano per
proteine svolgono un ruolo nel controllo
dell’espressione genica
Interferenza dell’RNA (RNAi)
– Il meccanismo d’azione dei miRNA è sfruttato in laboratorio per controllare l’espressione genica
– Per esempio, iniettando un miRNA in una cellula si può inibire l’espressione di un gene con la sequenza nucleotidica corrispondente
29
2.7 Molecole di RNA che non codificano per
proteine svolgono un ruolo nel controllo
dell’espressione genica
miRNA 1
Traduzione bloccata OPPURE mRNA degradato
mRNA bersaglio
Proteina
Complesso miRNA-proteina
2
3 4
30
STEP BY STEP
Se un gene contiene la sequenza AATTCGCG, quale sarà la sequenza di un miRNA in grado di disattivarlo?
31
2.7 Molecole di RNA che non codificano per
proteine svolgono un ruolo nel controllo
dell’espressione genica
La regolazione genica avviene anche negli ultimi passaggi del percorso dal gene alla proteina
– Demolizione del mRNA
– Traduzione dell’mRNA
– Attivazione della proteina
– Degradazione della proteina
32
2.8 Anche la traduzione e gli ultimi stadi
dell’espressione genica sono soggetti a
regolazione
Ripiegamento
del polipeptide
e formazione
di legami S—S
Polipeptide iniziale
(inattivo)
Polipeptide ripiegato
(inattivo)
Forma attiva
dell’insulina
Taglio (clivaggio)
33
STEP BY STEP
Riguarda la diapositiva precedente: se l’enzima responsabile del clivaggio dell’insulina viene disattivato, quali conseguenze si avranno sulla forma e sulla funzione di questa proteina?
34
2.8 Anche la traduzione e gli ultimi stadi
dell’espressione genica sono soggetti a
regolazione
Negli eucarioti l’espressione di un gene può passare attraverso diversi controlli
– Regolazione della trascrizione
– Despiralizzazione e altre modifiche del DNA
– Sequenze e proteine di controllo della trascrizione
– Maturazione dell’mRNA
– Passaggio dell’mRNA dal nucleo al citoplasma
– Demolizione dell’mRNA
– Traduzione dell’mRNA
– Attivazione e degradazione delle proteine
35
2.9 In sintesi: gli eucarioti utilizzano meccanismi
diversi per regolare l’espressione genica
NUCLEO
Despiralizzazione del DNA
altre modificazioni del DNA
Aggiunta di “cappuccio” e “coda”
Cromosoma
Gene
Trascritto di RNA
Gene Transcription
Introne
Esone
Splicing
“cappuccio” mRNA nel nucleo
“coda”
Superamento dell’involucro nucleare
mRNA
demolito
CITOPLASMA
Degradazione dell’mRNA
Traduzione
mRNA nel citoplasma
Proteina
demolita
Clivaggio/modificazione/
attivazione
Demolizione
della proteina
Polipeptide
Proteina attiva
36
NUCLEO
Despiralizzazione del DNA
altre modificazioni del DNA
Aggiunta di “cappuccio” e “coda”
Chromosome
Gene
Trascritto di RNA
Gene Trascrizione
Introne
Esone
Splicing
“cappuccio”
mRNA nel nucleo
“coda”
Superamento dell’involucro nucleare
37
mRNA
demolito
CITOPLASMA
Degradazione dell’mRNA
Traduzione
mRNA nel citoplasma
Proteina
demolita
Clivaggio/modificazione/
attivazione
Demolizione
della proteina
Polipeptide
Proteina attiva
38
STEP BY STEP
Tra le nove “valvole” di regolazione mostrate nelle slide precedenti quali sono quelle che possono funzionare anche in una cellula procariote?
39
2.9 In sintesi: gli eucarioti utilizzano meccanismi
diversi per regolare l’espressione genica
L’espressione genica nello sviluppo della drosofila
– L’asse anteroposteriore
– La sua definizione è stabilita dai geni della cellula uovo
– I segmenti corporei
– Una cascata di segnali chimici che si sposta da una cellula all’altra porta alla divisione dell’embrione nei segmenti corporei
– I geni omeotici
– Controllano l’anatomia del corpo, specificando le strutture che si svilupperanno in ogni segmento corporeo
40
2.10 Lo sviluppo embrionale di un animale è
controllato e orientato da una cascata di
eventi che regolano l’espressione genica
Capo di una drosofila normale
Antenna
Occhio
Capo di una drosofila mutante
Zampa
41
Capo di una drosofila normale
Antenna
Occhio
42
Capo di una drosofila mutante
Zampa
43
Cellula uovo matura
e non fecondata
nel follicolo
ovarico
Cellule del follicolo
mRNA
nella parte
anteriore
(dove si formerà il capo)
Segnale proteico
Cellula uovo
Epressione genica 1
Cascata di effetti
regolatori
dell’espressione genica 2
Embrione Segmenti corporei
Drosofila adulta
Espressione genica
3
4
44
STEP BY STEP
Come viene determinata in un embrione di drosofila l’estremità cefalica da cui si svilupperà il capo dell’insetto?
45
2.10 Lo sviluppo embrionale di un animale è
controllato e orientato da una cascata di
eventi che regolano l’espressione genica
Microarray a DNA
– Contengono migliaia di frammenti diversi di DNA disposti in una griglia su un supporto di vetro
– Permettono di testare l’espressione di migliaia di geni con un solo esperimento
– Isolamento degli mRNA prodotti da una particolare cellula
– Produzione dei cDNA flurorescenti a partire dagli mRNA
– I cDNA fluorescenti vengono aggiunti al microarray
– Risciacquo dei cDNA non legati
– Analisi della distribuzione della fluorescenza
46
COLLEGAMENTO salute
Un chip per studiare il genoma
cDNA
Punto non fluorescente
Punto fluorescente
Dimensioni reali (6400 geni)
Ogni pozzetto contiene
DNA di un particolare gene
microarray a DNA
mRNA isolato
DNA di un gene espresso
DNA di un gene non espresso
Utilizzo della trascrittasi
inversa e assembleggio
di nucleotidi fluorescenti
1
Il cDNA
fluorescente
viene sintetizzato
sullo stampo di mRNA
2
Il cDNA viene
inserito
nei pozzetti
3
Il cDNA
non legato
è sciacquato via
4
47
La trasduzione del segnale consiste in una serie di modificazioni molecolari che trasformano un messaggio, giunto sulla superficie di una cellula bersaglio, in una risposta specifica all’interno della cellula
– La cellula che trasmette il messaggio secerne una molecola segnale
– Questa molecola si lega a un recettore proteico incluso nella membrana plasmatica della cellula bersaglio
48
2.11 La trasduzione del segnale trasforma
i messaggi ricevuti dalla membrana
plasmatica in risposte all’interno della cellula
– Il legame attiva il primo “ripetitore” costituito da una proteina all’interno della cellula bersaglio
– L’ultimo ripetitore proteico della serie attiva un fattore di trascrizione
– Il fattore di trascrizione innesca la trascrizione di un gene specifico
– La traduzione dell’mRNA termina con la sintesi di una proteina
49
2.11 La trasduzione del segnale trasforma
i messaggi ricevuti dalla membrana
plasmatica in risposte all’interno della cellula
Cellula che trasmette il segnale
DNA
Nucleo
Fattore di trascrizione (attivato)
Molecola segnale Membrana
plasmatica Recettore proteico
Ripetitori proteici
Trascrizione mRNA Nuova proteina
Traduzione
Cellula bersaglio
2
1
3
4
5
6
50
STEP BY STEP
In che modo una molecola segnale proveniente da una cellula può alterare l’espressione genica in una cellula bersaglio senza entrare al suo interno?
51
2.11 La trasduzione del segnale trasforma
i messaggi ricevuti dalla membrana
plasmatica in risposte all’interno della cellula
Le cellule di lievito comunicano attraverso messaggeri chimici
– Nelle popolazioni di Saccharomyces cerevisiae si distinguono due tipi, indicati con a e
– Le cellule di tipo a e secernono fattori a e che si legano a recettori sulle cellule di tipo opposto
– Attraverso la trasduzione del segnale, il legame dei fattori induce l’avvicinamento e la coniugazione di cellule di tipo opposto
52
2.12 I sistemi di trasmissione dei segnali tra cellule
sono comparsi molto presto nell’evoluzione
dei viventi
L’evoluzione dei meccanismi di segnalazione
– I dettagli molecolari della trasmissione del segnale nei lieviti e nei mammiferi sono molto simili
– Si ipotizza che i meccanismi di comunicazione siano comparsi nei primi organismi unicellulari per poi adattarsi a nuove funzioni nei loro discendenti pluricellulari
53
2.12 I sistemi di trasmissione dei segnali tra cellule
sono comparsi molto presto nell’evoluzione
dei viventi
Cellula di lievito,
tipo Fattore a
Fattore
Recettore
a
Cellula di lievito,
tipo a
a
a/
54
STEP BY STEP
È corretto paragonare la coniugazione tra i
tipi a e del lievito alla riproduzione
sessuata?
55
2.12 I sistemi di trasmissione dei segnali tra cellule
sono comparsi molto presto nell’evoluzione
dei viventi
Lezione 2
LA CLONAZIONE DELLE PIANTE E DEGLI ANIMALI
56
Le cellule differenziate esprimono solo una piccola parte dei propri geni, ma non perdono definitivamente la possibilità di esprimere tutti gli altri
57
2.13 Le cellule differenziate conservano il loro
potenziale genetico
Troviamo diversi esempi di questa capacità
– La clonazione delle piante
– In laboratorio, da una singola cellula differenziata è possibile far sviluppare un’intera pianta
– La talea è un clone di un vegetale, facilmente ottenibile, partendo da un frammento di fusto o da una foglia
– La rigenerazione negli animali
– In alcuni animali si osserva la rigenerazione di parti del corpo perdute
– Animali molto semplici possono rigenerare spontaneamente l’intero organismo a partire da una singola cellula adulta
58
2.13 Le cellule differenziate conservano il loro
potenziale genetico
Radice di carota
Cellule radicali
coltivate in una
soluzione nutritiva
Divisione cellulare nella coltura
Singola cellula
Germoglio Pianta adulta
59
STEP BY STEP
Perché possiamo affermare che il differenziamento non implica cambiamenti irreversibili del genoma?
60
2.13 Le cellule differenziate conservano il loro
potenziale genetico
Il trasferimento nucleare
– Consiste nella sostituzione del nucleo di uno zigote con quello di una cellula somatica adulta
– Clonazione riproduttiva
– Porta alla nascita di un nuovo individuo
– Il nuovo animale è geneticamente identico al donatore del nucleo
– Clonazione terapeutica
– Dalla blastocisti vengono prelevate cellule staminali embrionali
– In laboratorio, queste cellule possono essere coltivate e utilizzate a fini terapeutici
61
2.14 Per clonare gli animali si può ricorrere alla
tecnica del trasferimento nucleare
Rimozione
del nucleo
da una cellula
uovo
Inserimento del nucleo
di una cellula somatica
proveniente
da un donatore adulto
Nucleo
della cellula
del donatore
Estrazione dalla
blastocisti delle cellule
staminali embrionali
poi coltivate in vitro
Clonazione
riproduttiva
Nucleo proveniente
da una cellula
del donatore
Accrescimento
in coltura per
produrre un
embrione
(stadio di blastocisti)
Clonazione terapeutica
Nascita di un clone
del donatore
Le cellule staminali
sono indotte a produrre
cellule specializzate
Impianto della
blastocisti in una
“madre sostituta”
62
Rimozione
del nucleo
da una cellula
uovo
Inserimento del nucleo
di una cellula somatica
proveniente
da un donatore adulto
Nucleo
della cellula
del donatore
Nucleo proveniente
da una cellula
del donatore
Accrescimento
in coltura per
produrre un
embrione
(stadio di blastocisti)
63
Impianto della
blastocisti in una
“madre sostituta”
Estrazione dalla
blastocisti delle cellule
staminali embrionali
poi coltivate in vitro
Clonazione
riproduttiva
Clonazione terapeutica
Nascita di un clone
del donatore
Le cellule staminali
sono indotte a
produrre cellule
specializzate
64
STEP BY STEP
Quali sono i prodotti della clonazione riproduttiva e di quella terapeutica?
65
2.14 Per clonare gli animali si può ricorrere alla
tecnica del trasferimento nucleare
Gli animali clonati mostrano differenze dai loro genitori a causa di influenze ambientali ed eventi casuali che si verificano durante lo sviluppo
La clonazione riproduttiva ha diverse applicazioni pratiche interessanti
– Ottenere animali da allevamento più produttivi
– Animali transgenici in grado di produrre farmaci o organi da trapiantare negli esseri umani
L’applicazione di queste tecniche agli essere umani comporta diversi ostacoli pratici ed etici
66
COLLEGAMENTO società
Il clone della discordia
67
– Le cellule staminali possono essere indotte a differenziarsi in numerosi tipi di cellule somatiche
– Le cellule staminali embrionali possono differenziarsi in tutti i tipi di cellule somatiche
– Le cellule staminali adulte possono dare origine a molti tipi cellulari, ma non a tutti
– La clonazione terapeutica fornisce cellule staminali utili per alcune terapie
– La ricerca sui metodi di ottenimento e sulle applicazioni delle cellule staminali è molto attiva
68
COLLEGAMENTO società
Il clone della discordia
69
Lezione 3
LE BASI GENETICHE DEL CANCRO
70
Il cancro è spesso dovuto ad alterazioni della normale espressione genica
– I proto-oncogèni
– Sono geni normali che hanno la potenzialità di diventare geni responsabili del cancro
– Solitamente si tratta di geni che codificano per fattori di crescita o che controllano fattori di crescita
– Diventano oncogèni quando delle mutazioni fanno aumentare senza controllo la loro attività
– Geni oncosoppressori
– Normalmente controllano la divisione cellulare inibendola
– Una loro disattivazione può far insorgere un tumore
71
2.15 Il cancro dipende da mutazioni nei geni che
controllano la divisione cellulare
Mutazione all’interno del gene
Proteina
iperattiva
in quantità
normale
DNA del proto-oncogène
Copie multiple del gene
Traslocazione del gene
in un altro locus soggetto
a fattori di controllo diversi
Oncogène Nuovo promotore
Quantità eccessiva
di proteine
(da copie
multiple del gene)
Quantità eccessiva
di proteine
(da copie
multiple del gene)
72
Gene oncosoppressore mutato Gene oncosoppressore
Proteina alterata,
non funzionante
Proteina normale
che inibisce
la crescita
Divisione cellulare sotto controllo
Divisione cellulare fuori controllo
73
STEP BY STEP
Che rapporto esiste tra i proto-oncogèni e gli oncogèni?
74
2.15 Il cancro dipende da mutazioni nei geni che
controllano la divisione cellulare
Lo sviluppo dei tumori è graduale e richiede molte mutazioni
Il cancro del colon-retto, per esempio, richiede solitamente quattro mutazioni
– Attivazione di un oncogène che causa un incremento della divisione cellulare
– Inattivazione di un oncosoppressore che porta alla formazione di un tumore benigno
– Ulteriori mutazioni portano all’insorgere di un carcinoma (tumore maligno)
75
2.16 Numerose alterazioni geniche contribuiscono
allo sviluppo del cancro
1
Parete del colon
Alterazioni a livello cellulare:
Alterazioni a livello del DNA:
Oncogène attivato
Aumento della divisione cellulare
Gene oncosoppressore
disattivato
Crescita di un polipo
Secondo gene
oncosoppressore
disattivato
Sviluppo di un tumore
maligno (carcinoma)
2 3
76
Cromosomi 1 mutazione
Cellula normale
4 mutazioni
3 mutazioni
2 mutazioni
Cellula maligna
77
STEP BY STEP
Perché il cancro richiede di solito molto tempo per svilupparsi?
78
2.16 Numerose alterazioni geniche contribuiscono
allo sviluppo del cancro
La mutazione di un proto-oncogène
− Il proto-oncogène ras codifica per un ripetitore proteico della via di trasduzione del segnale che da un fattore di crescita porta alla divisione cellulare
− Normalmente, la proteina prodotta da ras trasmette il segnale solo in presenza del fattore di crescita
− Una mutazione in ras può portarlo a produrre un ripetitore iperattivo che trasmette il segnale anche in assenza del fattore di crescita, portando a una divisione cellulare incontrollata
79
2.17 Proteine difettose possono interferire con i
normali processi di trasduzione del segnale
La mutazione di un gene oncosoppressore
– p53 codifica per un fattore di trascrizione necessario per l’espressione di un inditore della divisione cellulare
– Una mutazione in p53 può portarlo a produrre un fattore di trascrizione difettoso e quindi inattivo
– L’assenza di questo fattore di trascrizione determina una perdita di controllo sulla divisione cellulare
80
2.17 Proteine difettose possono interferire con i
normali processi di trasduzione del segnale
Fattore di crescita
Proteina che
stimola la
divisione cellulare
Traduzione
Nucleo
DNA
Cellula bersaglio
Normale prodotto del gene ras
Recettore
Ripetitori proteici
Fattore di trascrizione (attivato)
Ripetitore proteico
iperattivo (prodotto
dell’oncogène ras)
che emette segnali
autonomamente
Trascrizione
81
Fattore che
Inibisce la crescita
Proteina che
inibisce la
divisione cellulare
Traduzione
Normale prodotto del gene p53
Recettore
Ripetitori proteici
Fattore di trascrizione (attivato)
Fattore di trascrizione
difettoso (prodotto del gene
p53mutante) incapace
di attivare la trascrizione
Trascrizione
Proteina assente
(divisione
cellulare non inibita)
82
STEP BY STEP
In che modo la mutazione di un gene oncosoppressore può causare il cancro?
83
2.17 Proteine difettose possono interferire con i
normali processi di trasduzione del segnale
– Gli agenti cancerogeni sono in grado di provocare il cancro
– Raggi X e radiazioni UV
– Tabacco
– La prevenzione
– Evitare i cancerogeni
– Limitare i grassi e le assumere quotidianamente fibre e antiossidanti
– Effettuare regolarmente controlli medici
84
COLLEGAMENTO salute
Prevenire è meglio che curare
85
86