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