Cap. 17 Regolazione dell’espressione genica negli

Eucarioti. Pp. 493-502, 508-510

Sintesi 171. La regolazione negli Eucarioti dipende da sequenze

regolatrici a monte del gene, e da fattori di trascrizione2. I fattori di trascrizione comprendono varie proteine che

stabiliscono contatti col DNA3. In organismi complessi, molti geni sono disattivati

tramite metilazione della citosina4. Esistono varie forme di controllo post-trascrizionale5. Differenze nel DNA e nell’espressione genica fra uomo

e scimpanzè

Regolazione negli EucariotiFattori trascrizionaliOperano in trans: sono molecole diffusibiliAttivatori, repressori

Sequenze regolatriciAttive solo in cis: sono siti del DNAPromotori (vicini), enhancer, silencer (lontani)

GGGCGG CCAAT TATA-110 -40 -30 1

“GC” box “CCAAT” box “TATA” box

Schema di promotore

Controllo positivo e negativo

Zinc-finger Leucine zipper helix-turn-helix

Alcune proteine che si legano al DNA

Zinc-finger: struttura (C2H2)

Ci sono zinc-fingers con struttura C4 (4 cisteine) e C6 (6 cisteine)

Zinc-finger: Il recettore dell’estrogeno, ER

Un dimero di ER si inserisce nel solco maggiore del DNA, provocando l’apertura della doppia elica

Leucine-zipper

Due eliche (Jun e Fos), tenute insieme da legami idrofobici fra leucine

Tipico degli Homeo-box

Vari livelli di controllo

dell’espressione genica

1. Trascrizionale2. Maturazione alternativa3. Trasporto differenziale4. Traduzionale5. Di degrado dell’mRNA6. Di degrado della proteina

Maturazione alternativa: calcitonina e CGRP

27 mila geni sono pochi o abbastanza?

Looking for speech genes

Bishop (2002)

In the portions of the genome that differ between chimpanzee and human, can we find a gene or genes that are crucial for language?

Speech genes?

How are genetic and linguistic change related?

1. Do we speak because we have ‘speech genes’?

2. Do we speak different languages because we have different speech genes?

3. Do we have different gene pools because we speak different languages?

4. Or none of the above?

Several language isolates are also genetic isolates: the Basques

Calafell & Bertranpetit (1993)

Language-genetics correlations

Famiglia KE con una grave forma di dislessia(incapacità di sviluppare un discorso articolato)

Mutazione nel gene FOXP2

Risonanza magnetica in membri della famiglia KE

Sequenza della proteina nei Primati e nel topo

Albero evolutivo di FOXP2

Abbiamo trovato il gene per il linguaggio?

Gene expression comparisons

Looking for speech genes:gene expression comparisons

Enard et al. (2002)

We have largely the same genes as chimpanzees, and these genes do the same things in much of our bodies, but not in the brain Enard et al. (2002)

Species-specific gene expression patterns: Large changes in gene expression in the human brain.

We have largely the same genes as chimpanzees, and these genes do the same things in much of our bodies, but not in the testis Khaitovich et al. (2005)

Species-specific gene expression patterns: Small changes in gene expression in the human brain.

Increased levels of expression of CA2 in the human brain, of TWIST in the chimp and macaque brain

Caceres et al. (2003)

90% of 169 shared genes upregulated in the human brain

Geni inattivi sono metilati

Contengono residui di 5-metil-citosina

Il contenuto di 5-metil-citosina è inversamente correlato al livello di espressione genica

Sostituendo alla citosina un suo analogo non metilabile, la 5-azacitidina, si attivano geni normalmente inattivi

Regioni cromosomiche attive hanno struttura meno condensata che le rende sensibili all’azione della DNA-asi

Eritroblasti:Taglio delle regioni per la beta-globina e l’ovoalbumina

Sintesi 171. La regolazione negli Eucarioti dipende da sequenze

regolatrici a monte del gene, e da fattori di trascrizione2. I fattori di trascrizione comprendono varie proteine che

stabiliscono contatti col DNA3. In organismi complessi, molti geni sono disattivati

tramite metilazione della citosina4. Esistono varie forme di controllo post-trascrizionale5. Differenze nel DNA e nell’espressione genica fra uomo

e scimpanzè