TRASCRIZIONETRASCRIZIONE

LA TRASCRIZIONE E’ IL PROCESSOLA TRASCRIZIONE E’ IL PROCESSO

ATTRAVERSO CUI SI PASSA ATTRAVERSO CUI SI PASSA DAL DAL

LINGUAGGIO DESOSSIRIBONUCLEOTIDICOLINGUAGGIO DESOSSIRIBONUCLEOTIDICO

DEL DNA A QUELLO RIBONUCLEOTIDICODEL DNA A QUELLO RIBONUCLEOTIDICO

DELL’RNADELL’RNA

ATTRAVERSO LA TRASCRIZIONE NON VENGONOATTRAVERSO LA TRASCRIZIONE NON VENGONO

SINTETIZZATI SOLO GLI RNA CHE CODIFICANOSINTETIZZATI SOLO GLI RNA CHE CODIFICANO

PROTEINE (PROTEINE (mRNAmRNA), MA ANCHE SVARIATI), MA ANCHE SVARIATI

ALTRI TIPI ALTRI TIPI DIDI RNA (RNA (tRNAtRNA; ; rRNArRNA; E PICCOLI; E PICCOLI

RNA NON CODIFICANTI QUALI: RNA NON CODIFICANTI QUALI: snRNAsnRNA; ; snoRNAsnoRNA; ;

scRNAscRNA; ; miRNAmiRNA etc…etc…) CHE SVOLGONO FUNZIONI ) CHE SVOLGONO FUNZIONI

CHIAVE NELLA FISIOLOGIA DELLA CELLULA.CHIAVE NELLA FISIOLOGIA DELLA CELLULA.

IN GENERALE IL PRODOTTO (RNA) DELLA IN GENERALE IL PRODOTTO (RNA) DELLA

TRASCRIZIONE PRENDE NOME TRASCRIZIONE PRENDE NOME DIDI TRASCRITTOTRASCRITTO..

L’INSIEME L’INSIEME DIDI MOLECOLE MOLECOLE DIDI RNA RNA

(CLASSICAMENTE (CLASSICAMENTE mRNAmRNA) ALL’INTERNO ) ALL’INTERNO DIDI UN UN

BEN PRECISO MOMENTO DELLA VITA BEN PRECISO MOMENTO DELLA VITA DIDI UNA UNA

SPECIFICA CELLULA, COSTITUISCONO IL SUO SPECIFICA CELLULA, COSTITUISCONO IL SUO

TRASCRITTOMA.TRASCRITTOMA.

GENE EXPRESSION FLOWCHARTGENE EXPRESSION FLOWCHART

Il primo passo attraverso cui una cella inizia Il primo passo attraverso cui una cella inizia ad interpretare le sue istruzioni genetiche è ad interpretare le sue istruzioni genetiche è copiare una particolare porzione della sua copiare una particolare porzione della sua

sequenza nucleotidica del DNA, un gene, in sequenza nucleotidica del DNA, un gene, in una sequenza nucleotidica di RNA. una sequenza nucleotidica di RNA.

L’informazione in RNA, sebbene copiata in L’informazione in RNA, sebbene copiata in un'altra forma chimica, viene comunque un'altra forma chimica, viene comunque

scritta essenzialmente nella stessa lingua del scritta essenzialmente nella stessa lingua del DNA attraverso il linguaggio di una sequenza DNA attraverso il linguaggio di una sequenza nucleotidica. Da qui il nome di nucleotidica. Da qui il nome di trascrizionetrascrizione..

5’→3’5’→3’

RNA chain is extended by one nucleotide at a time in the 5¢RNA chain is extended by one nucleotide at a time in the 5¢--toto--3¢ 3¢

direction. The substrates are direction. The substrates are nucleoside nucleoside triphosphatestriphosphates (ATP, CTP, (ATP, CTP,

UTP, and GTP); as in DNA replication, the hydrolysis of highUTP, and GTP); as in DNA replication, the hydrolysis of high--energy energy

bonds provides the energy needed to drive the reactionbonds provides the energy needed to drive the reaction

forwardforward..

GENERALMENTE SOLO UNA DELLE DUE ELICHE GENERALMENTE SOLO UNA DELLE DUE ELICHE DIDI DNA VIENE COPIATADNA VIENE COPIATA

COME RNA. IL FILAMENTO CHE FUNGE DA STAMPO E’ DETTO COME RNA. IL FILAMENTO CHE FUNGE DA STAMPO E’ DETTO FILAMENTOFILAMENTO

SENSOSENSO, MENTRE L’ALTRO FILAMENTO (CHE AVRA’ SEQUENZA IDENTICA, MENTRE L’ALTRO FILAMENTO (CHE AVRA’ SEQUENZA IDENTICA

ALL’RNA ALL’RNA DIDI NEOSINTESI, A MENO DELLA T IN LUOGO DELL’U), E’ DETTONEOSINTESI, A MENO DELLA T IN LUOGO DELL’U), E’ DETTO

ANTISENSO ANTISENSO ((O NON SENSOO NON SENSO). ). UNO STESSO FILAMENTO PUO’ ESSEREUNO STESSO FILAMENTO PUO’ ESSERE

SENSO IN ALCUNI TRATTI ED ANTISENSO IN ALTRI!SENSO IN ALCUNI TRATTI ED ANTISENSO IN ALTRI! LA DIREZIONELA DIREZIONE

DIDI SINTESI DELL’RNA AVVIENE SEMPRE SECONDO L’ANDAMENTO 5’SINTESI DELL’RNA AVVIENE SEMPRE SECONDO L’ANDAMENTO 5’--3’!3’!

DNA is transcribed by the enzyme DNA is transcribed by the enzyme RNA polymeraseRNA polymerase

WhenWhen RNA RNA polymerasepolymerase molecules follow hard on each other’s heels in this way, molecules follow hard on each other’s heels in this way, each moving at about 20 nucleotides per second (the speed in each moving at about 20 nucleotides per second (the speed in eucaryoteseucaryotes), ), over a over a

thousand transcripts can be synthesized in an hour from a single genethousand transcripts can be synthesized in an hour from a single gene..

RNA RNA polymerasepolymerase transcribestranscribes the the longest known mammalian genes, longest known mammalian genes, containing ≈2 X 10containing ≈2 X 1066 base pairs, without dissociating from the DNA base pairs, without dissociating from the DNA

template or releasing the nascent RNA. Since RNA synthesis occurs at a template or releasing the nascent RNA. Since RNA synthesis occurs at a rate of about 1000 nucleotides per minute at 37 C, the elongation complex rate of about 1000 nucleotides per minute at 37 C, the elongation complex

must remain intact for more than 24 hours to assure must remain intact for more than 24 hours to assure continuouscontinuous RNA RNA synthesissynthesis..

BRUCO BRUCO DIDI GEOMETRIDEGEOMETRIDE

Although Although RNA polymerase RNA polymerase catalyzes essentially the same chemical reactioncatalyzes essentially the same chemical reaction

as as DNA polymeraseDNA polymerase, there are , there are some important differences some important differences between the activitiesbetween the activities

of the two enzymes:of the two enzymes:

1) First, and most obviously, 1) First, and most obviously, RNA polymerase catalyzes the linkage of RNA polymerase catalyzes the linkage of ribonucleotidesribonucleotides, ,

not not deoxyribonucleotidesdeoxyribonucleotides;;

2)Second, unlike the DNA polymerases involved in DNA replication, 2)Second, unlike the DNA polymerases involved in DNA replication, RNA polymerases RNA polymerases

can start an RNA can start an RNA chainchain withoutwithout a a primerprimer..

3) 3) UnlikeUnlike DNA, RNA DNA, RNA does not permanently store genetic information in cells. does not permanently store genetic information in cells. RNA RNA

polymerases make about one mistake for every 10polymerases make about one mistake for every 1044 nucleotides copied into RNA nucleotides copied into RNA

(compared with an error rate for direct copying by DNA polymerase of about one in (compared with an error rate for direct copying by DNA polymerase of about one in

101077 nucleotides), and the consequences of an error in RNA transcription are muchnucleotides), and the consequences of an error in RNA transcription are much

less significant than that in DNA replication.less significant than that in DNA replication.

PROBLEMA TOPOLOGICOPROBLEMA TOPOLOGICO

TOPOISOMERASI ITOPOISOMERASI I

RISOLVE IL SUPERAVVOLGIMENTO POSITIVO ERISOLVE IL SUPERAVVOLGIMENTO POSITIVO E

NEGATIVO (NEGLI EUCARIOTI) O SOLO NEGATIVO (NEI PROCARIOTI) NEGATIVO (NEGLI EUCARIOTI) O SOLO NEGATIVO (NEI PROCARIOTI)

OPERANDO UNA ROTTURA A SINGOLO OPERANDO UNA ROTTURA A SINGOLO

FILAMENTO NEL DNA FILAMENTO NEL DNA –– NON C’è CONSUMO NON C’è CONSUMO DIDI ATPATP!!

TOPOISOMERASI IITOPOISOMERASI II

RISOLVONO IL SUPERAVVOLGIMENTO POSITIVO ERISOLVONO IL SUPERAVVOLGIMENTO POSITIVO E

NEGATIVO OPERANDO UNA ROTTURA A DOPPIONEGATIVO OPERANDO UNA ROTTURA A DOPPIO

FILAMENTO NEL DNA FILAMENTO NEL DNA –– C’è CONSUMO C’è CONSUMO DIDI ATPATP!!

NEI BATTERI LA NEI BATTERI LA GIRASIGIRASI11 è UNA TOPOISOMERASI II CHEè UNA TOPOISOMERASI II CHE

INTRODUCE SUPERAVVOLGIMENTI NEGATIVIINTRODUCE SUPERAVVOLGIMENTI NEGATIVI

PER FAVORIRE TRANSIZIONI STRUTTURALI PER FAVORIRE TRANSIZIONI STRUTTURALI

(ES.:APERTURA DELLA DOPPIA ELICA AD INIZIO (ES.:APERTURA DELLA DOPPIA ELICA AD INIZIO

TRASCRIZIONE O DUPLICAZIONE).TRASCRIZIONE O DUPLICAZIONE).

1 1 LA DNA GIRASI LA DNA GIRASI DIDI E.coliE.coli E’ UN TETRAMERO COSTITUITO DA DUE SUBUNITA’ OGNUNA DELLE QUALI BERSAGLIO E’ UN TETRAMERO COSTITUITO DA DUE SUBUNITA’ OGNUNA DELLE QUALI BERSAGLIO DIDI ANTIBIOTICI ANTIBIOTICI ––GyrAGyrA, SU CUI AGISCE L’, SU CUI AGISCE L’AC. NALIDIXICOAC. NALIDIXICO (ANTIBIOTICO CHINOLONICO USATO PER INFEZIONI VIE URINARIE); (ANTIBIOTICO CHINOLONICO USATO PER INFEZIONI VIE URINARIE); GyrBGyrB, SU CUI AGISCE LA, SU CUI AGISCE LANOVOBIOCINANOVOBIOCINA (VALIDO CONTRO LE INFEZIONI CAUSATE DA BATTERI COCCHI GRAM POSITIVI (ENTEROCOCCO, STRAFILOCOCCO E (VALIDO CONTRO LE INFEZIONI CAUSATE DA BATTERI COCCHI GRAM POSITIVI (ENTEROCOCCO, STRAFILOCOCCO E

PNEUMOCOCCO))PNEUMOCOCCO))

APOENZIMA (APOENZIMA (corecore))

OLOENZIMA (esistono diverse OLOENZIMA (esistono diverse subunitàsubunità σσ))

TRANSCRIPTION IN PROCARYOTESTRANSCRIPTION IN PROCARYOTES

BacterialBacterial RNA RNA polymerasespolymerases are are composed of two related large composed of two related large

subunits (subunits (ββ’’ and and ββ), two copies of ), two copies of a smaller subunit (a smaller subunit (αα), and one ), and one

copy of a fifth subunit (copy of a fifth subunit (ωω) that is ) that is not essential for transcription or not essential for transcription or

cell viability but stabilizes the cell viability but stabilizes the enzyme and assists in the enzyme and assists in the assembly of assembly of itsits subunitssubunits..

Initiation

RNA polymerase 4 core subunits Sigma factor (σ)–

determines promoterspecificity

Core + σ = holoenzyme Binds promoter sequence Catalyzes “open complex” and

transcription of DNA to RNA

RNAP binds specific promoter sequences

Sigma factors recognize consensus-10 and -35 sequences

The The promoters are characterized by two promoters are characterized by two hexamerichexameric DNA sequences, the DNA sequences, the ––

35 35 sequence and the sequence and the ––10 sequence 10 sequence named for their approximate location named for their approximate location

relative to the start point of transcription relative to the start point of transcription ((designateddesignated +1).+1).

A A consensusconsensus nucleotide nucleotide sequence sequence is derived by comparing many is derived by comparing many sequences with the same basic function and tallying up the most sequences with the same basic function and tallying up the most

common nucleotide found at each positioncommon nucleotide found at each position

RNA polymerase promoters

TTGACA TATAAT

Deviation from consensus -10 , -35 sequence leads to weaker gene expression

Bacterial sigma factors

Sigma factors are “transcription factors” Different sigma factors bind RNAP and recognize

specific -10 ,-35 sequences Helps melt DNA to expose transcriptional start site Most bacteria have major and alternate sigma factors Promote broad changes in gene expression

E. coli 7 sigma factors B. subtilis 18 sigma factors

Generally, bacteria that live in more varied environments have more sigma factors

Sigma factors

E. coli can choose between 7 sigma factors and about 350 transcription factors to fine tune its transcriptional output

An Rev Micro Vol. 57: 441-466 T. M. Gruber

Sigma subunit Type of gene controlled # of genes controlled

RpoD Growth/housekeeping ~1000

RpoN N2; stress response ~15

RpoS Stationary phase, virulence ~100

RpoH Heat shock ~40

RpoF Flagella-chemotaxis ~40

RpoE ? ~5

FecI Ferric citrate transport ~5

Extreme heat shock, unfolded proteins

s70

s54

sS

sS

sF

s32

σσ5454 differisce dagli altri fattori differisce dagli altri fattori

σσ perché è in grado di legare perché è in grado di legare

il promotore anche in assenza del il promotore anche in assenza del

corecore enzimatico (enzimatico (alphaalpha/beta)/beta)

What regulates sigma factors

Number of copies per cell (σ70 more than alternate)

Anti-sigma factors (bind/sequester sigma factors)

Levels of effector molecules Transcription factors

Bacterial RNAP numbers

In log-phase E. coli: ~4000 genes ~2000 core RNA polymerase molecules ~2/3 (1300) are active at a time ~1/3 (650) can bind σ subunits.

Competition of σ for core determines much of a cell’s protein content.

IN ALCUNI CASI L’RNA POLIMERASI HA BISOGNO IN ALCUNI CASI L’RNA POLIMERASI HA BISOGNO DIDIATTIVATORI PER POTER ESSERE SALDAMENTEATTIVATORI PER POTER ESSERE SALDAMENTEANCORATA Al PROMOTORE (ANCORATA Al PROMOTORE (RECRUITMENTRECRUITMENT).).

ES: CAP (CATABOLITE ACTIVATOR PROTEIN) IN OPERONES: CAP (CATABOLITE ACTIVATOR PROTEIN) IN OPERONLacLac..

Enhancers

Rho-independent termination

• Termination sequence has 2 features:Series of U residuesGC-rich self-complimenting region• GC-rich sequences bind forming stem-loop• Stem-loop causes RNAP to pause• U residues unstable, permit release of RNA chain

Rho-dependent termination Rho is hexameric protein 70-80 base segment of RNA

wraps around Rho has ATPase activity,

moves along RNA until site of RNAP, unwinds DNA/RNA hybrid

Termination seems to depend on Rho’s ability to “catch up” to RNAP

No obvious sequence similarities, relatively rare

TERMINATORE TERMINATORE ρρ––INDIPENDENTEINDIPENDENTE (O (O INTRINSECO):INTRINSECO):

1)1) Forcina nella struttura secondaria dell’RNA;Forcina nella struttura secondaria dell’RNA;

2)2) Serie di ca. 6 U all’estremo finale dell’unità.Serie di ca. 6 U all’estremo finale dell’unità.

SEQUENZA PALINDROMICASEQUENZA PALINDROMICA

LE SEQUENZE NECESSARIE PER LALE SEQUENZE NECESSARIE PER LA

TERMINAZIONE RHOTERMINAZIONE RHO--DIPENDENTEDIPENDENTE

SONO LUNGHE 50SONO LUNGHE 50--90 BASI (RICCHE IN C90 BASI (RICCHE IN C

E POVERE IN G) E SI TROVANOE POVERE IN G) E SI TROVANO

A MONTE DEL TERMINATORE.A MONTE DEL TERMINATORE.

TERMINATORE TERMINATORE ρρ––DIPENDENTEDIPENDENTE

RHO INTERAGISCE CON L’RNA DIRETTAMENTE (RICONOSCENDO RHO INTERAGISCE CON L’RNA DIRETTAMENTE (RICONOSCENDO SEQSEQ. SPECIFICHE. SPECIFICHEQUINDI “INSEGUE” (QUINDI “INSEGUE” (MODELLO DELL’INSEGUIMENTOMODELLO DELL’INSEGUIMENTO) LA RNA) LA RNA--POLIMERASI FINOPOLIMERASI FINO

A RAGGIUNGERE LA SEQUENZA A RAGGIUNGERE LA SEQUENZA DIDI TERMINAZIONE E MEDIANTE TERMINAZIONE E MEDIANTE ATTIVITàATTIVITà ELICASICAELICASICAPERMETTE LA SEPARAZIONE DELL’IBRIDO RNA/DNA ED IL CONSEGUENTE PERMETTE LA SEPARAZIONE DELL’IBRIDO RNA/DNA ED IL CONSEGUENTE

DISTACCO DELLA MOLECOLA DISTACCO DELLA MOLECOLA DIDI RNARNA

RHO è UNA PROTEINA RHO è UNA PROTEINA DIDI

46KD CHE ESAMERIZZA46KD CHE ESAMERIZZA

(275KD) ED HA ATTIVITA’(275KD) ED HA ATTIVITA’

ATPATP--asicaasica!!

IN IN E. coli E. coli il DNA possiede sette copie di tratti di DNA ciascuno dei quali possiede il DNA possiede sette copie di tratti di DNA ciascuno dei quali possiede

seq. per seq. per rRNArRNA 16S, 23S e 5S, oltre a sequenze per 16S, 23S e 5S, oltre a sequenze per tRNAtRNA vari.vari.

IN ALCUNI IN ALCUNI tRNAtRNA di ARCHEA E CIANOBATTERI SONOdi ARCHEA E CIANOBATTERI SONO

STATE IDENTIFICATE DELLE STATE IDENTIFICATE DELLE SEQSEQ. INTRONICHE . INTRONICHE

CHE FUNGONO DA RIBOZIMI E SONO IN GRADOCHE FUNGONO DA RIBOZIMI E SONO IN GRADO

DIDI AUTOELIMINARSI (SELFAUTOELIMINARSI (SELF--SPLICING) SPLICING)

VIDEO TRASCRIZIONE IN PROCARIOTIVIDEO TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI

3 RNA3 RNA--POLIMERASIPOLIMERASI,, COSTITUITE DA UN COSTITUITE DA UN CORECORE

ENZIMATICO E DAENZIMATICO E DA FATTORI GENERALI FATTORI GENERALI DIDI

TRASCRIZIONETRASCRIZIONE OO GTFGTF. I . I GTFsGTFs DELLA POLIIDELLA POLII

SONO ALMENO 7: SONO ALMENO 7: TFIIATFIIA; ; TFIIBTFIIB; ; TFIIDTFIID; ; TFIIETFIIE; ;

TFIIFTFIIF; ; TFIIHTFIIH; ; TFIIJTFIIJ..

NOMENOME LOCAL. CELL.LOCAL. CELL. TIPO RNATIPO RNA SENSIBILITA’ SENSIBILITA’ aa--AMANITINAAMANITINA

RNA POL IRNA POL I NucleoloNucleolo 45S (28S; 18S; 45S (28S; 18S; 5.8S 5.8S rRNArRNA))

--

RNARNA POL IIPOL II NucleoplasmaNucleoplasma mRNAmRNA;; snRNAsnRNA; ; snoRNAsnoRNA; ; miRNAmiRNA

++++++

RNARNA POL IIIPOL III NucleoplasmaNucleoplasma tRNAtRNA; 5S ; 5S rRNArRNA; ; scRNAscRNA;; alcuni alcuni snRNAsnRNA

++

TRANSCRIPTION IN EUCARYOTESTRANSCRIPTION IN EUCARYOTES

RNA POLIMERASI IIRNA POLIMERASI II

SOMIGLIANZA STRUTTURALE DELLA POL II SOMIGLIANZA STRUTTURALE DELLA POL II

EUCARIOTICA CON LA POLIMERASI BATTERICA.EUCARIOTICA CON LA POLIMERASI BATTERICA.

LA POL II E’ PIU’ GRANDE DELLA POLIMERASILA POL II E’ PIU’ GRANDE DELLA POLIMERASI

PROCARIOTICA (12 PROCARIOTICA (12 SUBUNITàSUBUNITà A FRONTE A FRONTE DIDI 5)5)

PromotorePromotoregeni codificantigeni codificanti

proteine!proteine!

GENE CODIFICANTE PROTEINEGENE CODIFICANTE PROTEINEEUCARIOTICOEUCARIOTICO

STRUTTURA DEL PROMOTER DEI GENI STRUTTURA DEL PROMOTER DEI GENI

EUCARIOTICI CODIFICANTI PROTEINEEUCARIOTICI CODIFICANTI PROTEINE

NOTANOTA: ESISTONO: ESISTONO

ANCHE PROMOTERSANCHE PROMOTERS

TATA LESSTATA LESS

TATATATA--BOX CONSENSUS SEQUENCEBOX CONSENSUS SEQUENCE

LA TATA BOX NON E’ L’UNICA SEQUENZA CHE SEGNALA L’INIZIO DELLA LA TATA BOX NON E’ L’UNICA SEQUENZA CHE SEGNALA L’INIZIO DELLA TRASCRIZIONE MA PER MOLTI PROMOTORI DELLA POLII E’ LA PIU’ TRASCRIZIONE MA PER MOLTI PROMOTORI DELLA POLII E’ LA PIU’

IMPORTANTE!IMPORTANTE!

TBP SI ASSOCIA INSIEME CON ALTRI 8TBP SI ASSOCIA INSIEME CON ALTRI 8--12 12 FATTORI GENERALI FATTORI GENERALI DIDI TRACRIZIONE TRACRIZIONE

((GTFsGTFs) A FORMARE IL TFIID) A FORMARE IL TFIID

BENDINGBENDING

TATA BOX

TBP

Saddle-likedomain

TATA BOX BINDING PROTEIN

DNABINDING

TAF3TAF3TAF10TAF10

TAF6TAF6TAF11TAF11

TAF12TAF12

TAF4TAF4

TATA BOXTATA BOX

TBPTBPTAF5TAF5

TAF10TAF10

TAF8TAF8

TAF5TAF5TAF4TAF4

TAF12TAF12TAF13TAF13TAF9TAF9 TAF3

TAF3

TAF11TAF11TAF6TAF6TAF13TAF13 TAF9TAF9

TAF8TAF8

TAF7TAF7

TAF1: Acetyl TAF1: Acetyl transferase transferase

activityactivityInteraction with Interaction with

TFIIFTFIIF

TAF5 TAF5 stabilizesstabilizesTAFsTAFs interactioninteraction, , speciallyspecially histonehistone--likelike onesones (TAF6, (TAF6,

TAF9)TAF9)

DNA BENDINGDNA BENDING

TFIIDTFIID

TFIIDTFIIDTFIIATFIIA

TFIIBTFIIB

DABDAB

TFIIFTFIIF

TFIIETFIIE

TFIIHTFIIH

TFIIB INTERACTS WITH TFIIB INTERACTS WITH SADDLESADDLE--LIKE DOMAIN OF LIKE DOMAIN OF TBP AND WITH BENDED DNA TBP AND WITH BENDED DNA ON SIDES OF TATA BOX.ON SIDES OF TATA BOX.TBP/TFIIB COMPLEX TBP/TFIIB COMPLEX RECRUITS RNA POLII AND RECRUITS RNA POLII AND OTHER GTFOTHER GTF

HETEROTRIMERHETEROTRIMER(A, B, C SUBUNITS)(A, B, C SUBUNITS)BINDS PROMOTER BINDS PROMOTER REGION WITH TFIIDREGION WITH TFIID

TFIIE MODULATES TFIIE MODULATES THE HELICASE AND THE HELICASE AND KINASE KINASE ACTIVITIESOF TFIIHACTIVITIESOF TFIIHBY STIMULATING CTD BY STIMULATING CTD DOMAIN RNA POLII DOMAIN RNA POLII PHOSPHORYLATIONPHOSPHORYLATION

HETEROTETRAMERHETEROTETRAMER(RAP30)(RAP30)2 2 (RAP74) (RAP74) 2 2

(RAP30)(RAP30)2 2 BINDS RNA POL II BINDS RNA POL II AND TFIIB. RAP74 INTERACTS AND TFIIB. RAP74 INTERACTS

WITH DNA. TFIIF WITH DNA. TFIIF STABILIZES THE STABILIZES THE INTERACTION OF INTERACTION OF RNA POLII WITH RNA POLII WITH

PROMOTER AND STIMULATES PROMOTER AND STIMULATES ELONGATION RATEELONGATION RATE

TFIIH TFIIH STIMULATES STIMULATES PROMOTER PROMOTER

MELTING AND IT MELTING AND IT HAS KINASE HAS KINASE ACTIVITY ACTIVITY

AGAINST RNA AGAINST RNA POL IIPOL II

PP

PHOSPHORYLATION OF PHOSPHORYLATION OF RNA POLII CTD RNA POLII CTD

STIMULATES PROMOTER STIMULATES PROMOTER MELTING AND MELTING AND

TRANSCRIPTION STARTTRANSCRIPTION START

TWO DOMAIN:TWO DOMAIN:

NN--TERMINAL TERMINAL

ZnZn--RIBBON RIBBON ANDAND

CORE DOMAINCORE DOMAIN

NOTE: NOTE: TFIIHTFIIH HAS BOTH HAS BOTH HELICASEHELICASE AND AND KINASEKINASE ACTIVITIESACTIVITIES

VIDEOVIDEO

UNA VOLTA CHE LA POLII HA INIZIATO AD ALLUNGARE UNA VOLTA CHE LA POLII HA INIZIATO AD ALLUNGARE

IL TRASCRITTO IL TRASCRITTO DIDI RNA LA MAGGIORPARTE DEI GTFRNA LA MAGGIORPARTE DEI GTF

VIENE RILASCIATA DAL DNA COSI’ DA DIVENTAREVIENE RILASCIATA DAL DNA COSI’ DA DIVENTARE

DISPONIBILE PER INIZIARE UN NUOVO CICLO DISPONIBILE PER INIZIARE UN NUOVO CICLO DIDI

TRASCRIZIONE CON UNA NUOVA MOLECOLA TRASCRIZIONE CON UNA NUOVA MOLECOLA DIDI RNA POL!RNA POL!

LA FOSFORILAZIONE DEL DOMINIO CLA FOSFORILAZIONE DEL DOMINIO C--TERMINALE (CTD)TERMINALE (CTD)

DELLA POLII DETERMINA UN CAMBIAMENTO CONFORMAZIONALEDELLA POLII DETERMINA UN CAMBIAMENTO CONFORMAZIONALE

TALE CHE SULLA POLII VENGONO CARICATE COMPONENTITALE CHE SULLA POLII VENGONO CARICATE COMPONENTI

DEL MACCHINARIO DEL MACCHINARIO DIDI MODIFICAZIONE DELL’RNA CHE COSI’MODIFICAZIONE DELL’RNA CHE COSI’

INIZIA AD ESSERE MODIFICATO GIA’ DAL MOMENTO IN CUIINIZIA AD ESSERE MODIFICATO GIA’ DAL MOMENTO IN CUI

VIENE SINTETIZZATO!VIENE SINTETIZZATO!

STEPWISE MODEL STEPWISE MODEL vsvs HOLOENZYME MODELHOLOENZYME MODELA stepwise assembly model for transcription initiationA stepwise assembly model for transcription initiation

A A prepre--assemblyassembly modelmodel

NEI GENI DEGLI EUCARIOTI GLI NEI GENI DEGLI EUCARIOTI GLI ENHANCERS POSSONO DISTARE DALLA ENHANCERS POSSONO DISTARE DALLA REGIONE CODIFICANTE ANCHE PIÙ DI 50 KBREGIONE CODIFICANTE ANCHE PIÙ DI 50 KB..

ENHANCERENHANCER È IL TERMINE USATO PER DEFINIRE È IL TERMINE USATO PER DEFINIRE SPECIFICHE SEQUENZE SPECIFICHE SEQUENZE DIDI DNA IN GRADO DNA IN GRADO DIDI AUMENTARE L'EFFICACIA DEI PROMOTORI AUMENTARE L'EFFICACIA DEI PROMOTORI

NELL'ATTIVAZIONE DELLA TRASCRIZIONENELL'ATTIVAZIONE DELLA TRASCRIZIONE. GLI ENHANCER SVOLGONO IL . GLI ENHANCER SVOLGONO IL LORO RUOLO ATTRAVERSO L'ASSOCIAZIONE CON DIVERSE PROTEINE, LORO RUOLO ATTRAVERSO L'ASSOCIAZIONE CON DIVERSE PROTEINE,

TRA CUI DIVERSI FATTORI COINVOLTI NELL'AVVIO DELLA TRA CUI DIVERSI FATTORI COINVOLTI NELL'AVVIO DELLA TRASCRIZIONE STESSA.TRASCRIZIONE STESSA.

IL IL SILENCERSILENCER È UNA SEQUENZA DI DNA IN GRADO DI LEGARE DEI È UNA SEQUENZA DI DNA IN GRADO DI LEGARE DEI

FATTORI DI TRASCRIZIONE DETTI REPRESSORI. QUANDO IL SILENCER FATTORI DI TRASCRIZIONE DETTI REPRESSORI. QUANDO IL SILENCER

È LEGATO DAL REPRESSORE, L’RNA POLIMERASI NON È IN GRADO DI È LEGATO DAL REPRESSORE, L’RNA POLIMERASI NON È IN GRADO DI

INIZIARE LA TRASCRIZIONE. INIZIARE LA TRASCRIZIONE.

ATTRAVERSO IL RICONOSCIMENTO ATTRAVERSO IL RICONOSCIMENTO DIDI SITI SPECIFICI, I FATTORI SITI SPECIFICI, I FATTORI DIDI

TRASCRIZIONE SPECIFICI (TRASCRIZIONE SPECIFICI (STFsSTFs) POSSONO PERMETTERE LA ) POSSONO PERMETTERE LA

ATTIVAZIONE/REPRESSIONE ATTIVAZIONE/REPRESSIONE DIDI GENI IN MANIERA TESSUTOGENI IN MANIERA TESSUTO--SPECIFICA O A SPECIFICA O A

SEGUITO SEGUITO DIDI SPECIFICI CAMBIAMENTI DELL’AMBIENTE INTRA OD SPECIFICI CAMBIAMENTI DELL’AMBIENTE INTRA OD

EXTRACELLULARE!EXTRACELLULARE!

ATTRAVERSO IL ATTRAVERSO IL

RICONOSCIMENTO RICONOSCIMENTO DIDI SITI SITI

SPECIFICI, I FATTORI SPECIFICI, I FATTORI DIDI

TRASCRIZIONE SPECIFICI TRASCRIZIONE SPECIFICI

((STFsSTFs) POSSONO PERMETTERE ) POSSONO PERMETTERE

LA TTIVAZIONE/REPRESSIONE LA TTIVAZIONE/REPRESSIONE

DIDI GENI IN MANIERA TESSUTOGENI IN MANIERA TESSUTO--

SPECIFICA O A SEGUITO SPECIFICA O A SEGUITO DIDI

SPECIFICI CAMBIAMENTI SPECIFICI CAMBIAMENTI

DELL’AMBIENTE INTRA OD DELL’AMBIENTE INTRA OD

EXTRACELLULARE!EXTRACELLULARE!

IL MEDIATOREIL MEDIATORE

The human Mediator complex is a large, multiThe human Mediator complex is a large, multi--subunit protein assembly that subunit protein assembly that

exists in 2 major forms: a core complex that contains 26 subunits and is 1.2 exists in 2 major forms: a core complex that contains 26 subunits and is 1.2

MDaMDa in size, and a CDK8in size, and a CDK8--Mediator complex that contains 29 subunits (25 Mediator complex that contains 29 subunits (25

shared with the core Mediator complex) and is approximately 1.8 shared with the core Mediator complex) and is approximately 1.8 MDaMDa in size.in size.

The core complex (typically referred to as Mediator) binds the RNA The core complex (typically referred to as Mediator) binds the RNA

polymerase II (polymerase II (polpol II) enzyme and generally serves to activate gene II) enzyme and generally serves to activate gene

expression; by contrast, the CDK8expression; by contrast, the CDK8--Mediator complex cannot bind Mediator complex cannot bind polpol

II.II. Mediator is present from yeast to human, but the amino acid sequence of Mediator is present from yeast to human, but the amino acid sequence of

each individual Mediator subunit has diverged considerably throughout each individual Mediator subunit has diverged considerably throughout

evolution, in part in response to increasingly diverse transcriptional evolution, in part in response to increasingly diverse transcriptional

regulatory factors. Because proper regulation of transcription is so critical regulatory factors. Because proper regulation of transcription is so critical

throughout development, and to prevent tumor formation and a host of other throughout development, and to prevent tumor formation and a host of other

potential disorders, humans have evolved elaborate mechanisms by which potential disorders, humans have evolved elaborate mechanisms by which

the spatial and temporal patterns of gene expression are controlled.the spatial and temporal patterns of gene expression are controlled.

IL MEDIATOREIL MEDIATORE

Despite the structural and functional diversity of this regulatory Despite the structural and functional diversity of this regulatory

machinery, only a select few componentsmachinery, only a select few components——polpol II, TFIIH, and II, TFIIH, and

MediatorMediator——are considered master regulators of transcription.are considered master regulators of transcription.

It is also evident that It is also evident that Mediator acts as a scaffold around which the Mediator acts as a scaffold around which the

human Prehuman Pre--Initiation Complex (PIC) assemblesInitiation Complex (PIC) assembles.. This central This central

structural role for Mediator can at once explain its general structural role for Mediator can at once explain its general

requirement for transcription, its ability to regulate the function of requirement for transcription, its ability to regulate the function of

other PIC factors, and its ability to regulate different stages of the other PIC factors, and its ability to regulate different stages of the

transcription cycle (e.g. initiation and elongation).transcription cycle (e.g. initiation and elongation).

IL MEDIATOREIL MEDIATORE

Workman's lab also recently had discovered the most powerful Workman's lab also recently had discovered the most powerful

molecular character involved in unwinding a gene, an enzyme called molecular character involved in unwinding a gene, an enzyme called

"SWI/SNF" (pronounced ""SWI/SNF" (pronounced "switchswitch--sniffsniff"). SWI/SNF breaks the grip of "). SWI/SNF breaks the grip of

the the histonehistone proteins in the core of the proteins in the core of the nucleosomenucleosome spool, liberating spool, liberating

the gene on that stretch of DNA so it can unwind far enough to be the gene on that stretch of DNA so it can unwind far enough to be

accessible to another molecule, the "Transcription Enzyme," whose accessible to another molecule, the "Transcription Enzyme," whose

job is to move along the gene's length coping its code. Other job is to move along the gene's length coping its code. Other

molecules then use this copy to make proteins, which do the work molecules then use this copy to make proteins, which do the work

specified by the gene.specified by the gene.

TERMINAZIONE DELLA TRASCRIZIONE NEI GENI EUCARIOTICITERMINAZIONE DELLA TRASCRIZIONE NEI GENI EUCARIOTICI

DUE PROTEINE (DUE PROTEINE (CstFCstF –– Fattore di stimolazione delFattore di stimolazione del

taglio F; taglio F; CPSFCPSF –– Fattore di specificità del taglio e Fattore di specificità del taglio e

della della poliadenilazionepoliadenilazione) SONO PARTICOLARMENTE) SONO PARTICOLARMENTE

IMPORTANTI. ENTRAMBE SONO TRASPORTATEIMPORTANTI. ENTRAMBE SONO TRASPORTATE

CON LA CODA DELLA RNA POLIMERASI E SONOCON LA CODA DELLA RNA POLIMERASI E SONO

TRASFERITE ALL’TRASFERITE ALL’ESTREMITàESTREMITà 3’ DELLA CATENA 3’ DELLA CATENA

DIDI RNA NASCENTE.RNA NASCENTE.

L’L’mRNAmRNA SUBISCE MOLTE MODIFICHESUBISCE MOLTE MODIFICHE

PRIMA PRIMA DIDI ESSERE ESPORTATO DALESSERE ESPORTATO DAL

NUCLEO AL CITOPLASMA.NUCLEO AL CITOPLASMA.

TALI MODIFICHE SONO ESSENZIALI TALI MODIFICHE SONO ESSENZIALI

PER IL SUO TRASPORTO NEL CITOSOLPER IL SUO TRASPORTO NEL CITOSOL

E PER LA SUA SUCCESSIVA TRADUZIONEE PER LA SUA SUCCESSIVA TRADUZIONE

LEGAME 5’LEGAME 5’--5’5’

IL CAPPING AL 5’ E’ IMPORTANTE PER:IL CAPPING AL 5’ E’ IMPORTANTE PER:

1)1) ESPORTAZIONEESPORTAZIONE DELL’DELL’mRNAmRNA ATTRAVERSO I PORI NUCLEARI;ATTRAVERSO I PORI NUCLEARI;

2)2) PROTEZIONEPROTEZIONE DALLA RIBONUCLEASI CITOSOLICHE;DALLA RIBONUCLEASI CITOSOLICHE;

3)3) CONTROLLOCONTROLLO POSITIVO DELL’INIZIO DELLA POSITIVO DELL’INIZIO DELLA TRADUZIONETRADUZIONE

SPLICINGSPLICING

PROCESSO ATTRAVERSO CUI VENGONO ELIMINATI GLI INTRONIPROCESSO ATTRAVERSO CUI VENGONO ELIMINATI GLI INTRONI

2 REAZIONI 2 REAZIONI DIDI TRANSESTERIFICAZIONE.TRANSESTERIFICAZIONE.

IL COMPLESSO RIBONUCLEOPROTEICO (FATTO DA IL COMPLESSO RIBONUCLEOPROTEICO (FATTO DA snRNAsnRNA + PROTEINE,+ PROTEINE,

A FORMARE LE A FORMARE LE snRNPssnRNPs) ADIBITO AL CONTROLLO DELLO SPLICING) ADIBITO AL CONTROLLO DELLO SPLICING

PRENDE NOME PRENDE NOME DIDI SPLICEOSOMA (5 molecole di SPLICEOSOMA (5 molecole di snRNAsnRNA + 50 proteine)+ 50 proteine)

PROCESSO ATTIVO, CHE PREVEDE CONSUMO PROCESSO ATTIVO, CHE PREVEDE CONSUMO DIDI ATPATP!!

PUO’ SEMBRARE UNO SPRECO ELIMINARE GLI INTRONI: PUO’ SEMBRARE UNO SPRECO ELIMINARE GLI INTRONI:

IN REALTA’ GLI INTRONI SONO ELEMENTI NECESSARI IN REALTA’ GLI INTRONI SONO ELEMENTI NECESSARI

PERCHèPERCHè ATTRAVERSO L’INCREMENTO DELLE ATTRAVERSO L’INCREMENTO DELLE

RICOMBINAZIONI, ESSI FACILITANO INDIRETTAMENTERICOMBINAZIONI, ESSI FACILITANO INDIRETTAMENTE

L’EXON SHUFFLING!L’EXON SHUFFLING!

11°° STEPSTEP: UN NUCLEOTIDE: UN NUCLEOTIDE

ADENINICO SPECIFICO DELLAADENINICO SPECIFICO DELLA

SEQ INTRONICA ATTACCA SEQ INTRONICA ATTACCA

IL SITO IL SITO DIDI SPLICING AL 5’SPLICING AL 5’

E TAGLIA L’OSSATURA ZUCCHEROE TAGLIA L’OSSATURA ZUCCHERO--

FOSFATO DELL’RNA IN QUEL PUNTO.FOSFATO DELL’RNA IN QUEL PUNTO.

22°° STEPSTEP: L’ESTREMITA’ 3’: L’ESTREMITA’ 3’--OH LIBERA OH LIBERA

DELL’ESONE REAGISCE CON L’INIZIODELL’ESONE REAGISCE CON L’INIZIO

DELLA SEQUENZA ESONICA SUCCESSIVA,DELLA SEQUENZA ESONICA SUCCESSIVA,

UNENDO I DUE ESONI E RILASCIANDOUNENDO I DUE ESONI E RILASCIANDO

L’INTRONE COME UNA STRUTTURAL’INTRONE COME UNA STRUTTURA

“A CAPPIO” (O LARIAT) CHE VERRA’“A CAPPIO” (O LARIAT) CHE VERRA’

POI DEGRADATA.POI DEGRADATA.

LA SEQUENZA CONSENSO “LA SEQUENZA CONSENSO “GU……AGGU……AG””

1) IL BRANCH POINT VIENE DAPPRIMA1) IL BRANCH POINT VIENE DAPPRIMA

RICONOSCIUTO DALLE PROTEINERICONOSCIUTO DALLE PROTEINE

BBP ED U2AF;BBP ED U2AF;

2) SUCCESSIVAMENTE 2) SUCCESSIVAMENTE snRNPsnRNP U2 “SPOSTA”U2 “SPOSTA”

BBP ED U2AF MENTRE BBP ED U2AF MENTRE snRNPsnRNP U1 SI LEGAU1 SI LEGA

ALL’ESTREMITA’ 5’ DELL’INTRONE;ALL’ESTREMITA’ 5’ DELL’INTRONE;

3) LA TRIPLA 3) LA TRIPLA snRNPsnRNP U4/U6/U5 INFINEU4/U6/U5 INFINE

CONSENTE LE DUE SUCCESSIVE REAZIONICONSENTE LE DUE SUCCESSIVE REAZIONI

DIDI TRANSESTERIFICAZIONE.TRANSESTERIFICAZIONE.

NOTANOTA: LA ROTTURA E RIUNIONE DEI: LA ROTTURA E RIUNIONE DEINUCLEOTIDI SONO DOVUTE ALL’ATTIVITA’NUCLEOTIDI SONO DOVUTE ALL’ATTIVITA’

DEGLI DEGLI snRNAsnRNA CHE AGISCONO DA RIBOZIMI.CHE AGISCONO DA RIBOZIMI.

LO SPLICING E’ UN PROCESSO “ORDINATO”LO SPLICING E’ UN PROCESSO “ORDINATO”

11°° EVENTOEVENTO: L’EVENTO : L’EVENTO DIDI SPLICING AVVIENE COLINEARMENTE ALLA SINTESISPLICING AVVIENE COLINEARMENTE ALLA SINTESI

DELL’RNA (CHE, AVVENENDO IN DIREZIONE 5’DELL’RNA (CHE, AVVENENDO IN DIREZIONE 5’--3’, CONSENTE 3’, CONSENTE DIDI FAR FAR RICONO=RICONO=

SCERE IN MANIERA ORDINATA I SITI SCERE IN MANIERA ORDINATA I SITI DIDI SPLICING AL 5’ ED AL 3’, SECONDO UN BENSPLICING AL 5’ ED AL 3’, SECONDO UN BEN

PRECISO ORDINE);PRECISO ORDINE);

22°° EVENTOEVENTO: IPOTESI : IPOTESI DIDI DEFINIZIONE DEGLI ESONI (COMPLESSI DEFINIZIONE DEGLI ESONI (COMPLESSI DIDI PROTEINE PROTEINE

“SR” (SERINE RICH) LEGANO GLI ESONI MENTRE COMPLESSI “SR” (SERINE RICH) LEGANO GLI ESONI MENTRE COMPLESSI hnRNPhnRNP LEGANO LEGANO SPECIFICA=SPECIFICA=

TAMENTE GLI INTRONI. CIO’ PERMETTE ALLO SPLICEOSOMA TAMENTE GLI INTRONI. CIO’ PERMETTE ALLO SPLICEOSOMA DIDI DISTINGUERE SEQ INTRONICHEDISTINGUERE SEQ INTRONICHE

ED ESONICHE!ED ESONICHE!

LA SEQUENZA CONSENSO “LA SEQUENZA CONSENSO “AT……ACAT……AC” ” (EUCARIOTI(EUCARIOTIPIU’ COMPLESSI QUALI MOSCHE, MAMMIFERI E VEGETALI)PIU’ COMPLESSI QUALI MOSCHE, MAMMIFERI E VEGETALI)

NELL’UOMO SI STIMANELL’UOMO SI STIMA

CHE LO 0.1% DEGLI INTRONICHE LO 0.1% DEGLI INTRONI

SIA RIMOSSO DA SPLICEOSOMASIA RIMOSSO DA SPLICEOSOMA

ATAT--ACAC

snRNAssnRNAs U4 ATU4 AT--AC, U6 ATAC, U6 AT--AC, AC,

U11 E U12 FORMANO PARTE U11 E U12 FORMANO PARTE

DELLO SPLICEOSOMA DELLO SPLICEOSOMA

MINORE CHE PROCESSA I MINORE CHE PROCESSA I

RARI INTRONI AURARI INTRONI AU--AC AC

IL TRANSIL TRANS--SPLICING (SPLICING (TRIPANOSOMI UNICELLULARI, NEMATODITRIPANOSOMI UNICELLULARI, NEMATODI))

ESONI ESONI DIDI DUE TRASCRITTI SEPARATIDUE TRASCRITTI SEPARATI

SONO UNITI INSIEME A FORMARE UNASONO UNITI INSIEME A FORMARE UNA

UNICA MOLECOLA UNICA MOLECOLA DIDI RNA MATURO.RNA MATURO.

DIDI NORMA UN SINGOLO ESONE AL 5’ NORMA UN SINGOLO ESONE AL 5’

VIENE UNITO A TUTTI (TRIPANOSOMI) O AD VIENE UNITO A TUTTI (TRIPANOSOMI) O AD

ALCUNI (NEMATODI) ALCUNI (NEMATODI) mRNAmRNA..

ESISTONO ANCHE ALTRI TIPI ESISTONO ANCHE ALTRI TIPI DIDI INTRONI INTRONI –– IL SELF SPLICINGIL SELF SPLICING

1) INTRONI DI GRUPPO I(SI TROVANO FONDAMENTALMENTENEI GENI CHE CODIFICANO PERrRNA NEI NUCLEI DEGLI EUCARIOTIINFERIORI Tetrahymena thermophila – UNCILIATO- E Physarum polycephalum – UNAMUFFA MUCILLAGINOSA-, OLTRE CHE IN 3 GENI FAGO T4 SPECIFICI ED IN ALCUNI BATTERI)

2) INTRONI DI GRUPPO II(SI TROVANO PRINCIPALMENTE

ALL’INTERNO DI GENI PER mRNAMITOCONDRIALI)

SELF

SPLICING

VIENE RICHIESTAUNA G “ESTERNA”

STESSO MECC. DI SPLICING “PRINCIPALE”

SPLICING ALTERNATIVO

Insieme a: uso di promoters alternativi e segnali di poliadenil. alternativi permette di formare diversi mRNA maturi da uno stesso gene

POLIADENILAZIONEPOLIADENILAZIONE

LA PROTEINA PAP (POLILA PROTEINA PAP (POLI--A POLIMERASI) E’ A POLIMERASI) E’

RESPONSABILE DELL’AGGIUNTA RESPONSABILE DELL’AGGIUNTA DIDI UNA SERIEUNA SERIE

DIDI A (A (CACA. 200) A VALLE DEL SITO . 200) A VALLE DEL SITO DIDI TAGLIOTAGLIO

DELL’DELL’mRNAmRNA..

7mGppp7mGpppCapCap

5’5’ 5’ untranslated region5’ untranslated region AUGAUGinitiationinitiation

translated regiontranslated region

(A)~200poly(A) tail

3’ untranslated region

UGA

termination

3’AAUAAAAAUAAA

polyadenylation signal

STRUTTURA DELL’ mRNA MATUROSTRUTTURA DELL’ mRNA MATURO

GENI DI CLASSE I

1) SONO I GENI CHE CODIFICANO PER GLI rRNA 28S; 18S E 5.8S;

2) SONO ORGANIZZATI IN CLUSTER

CHE SPESSO SI RIPETONO IN

TANDEM;

3) CITOGENETICAMENTE SONO DI=

SPOSTI IN REGIONI CROMOSOMALI

SPECIFICHE CHE CONVERGONO IN

UNA SUB-STRUTTURA NUCLEARE

NOTA COME NUCLEOLO

PROMOTERS DEI GENI DI CLASSE I

I PROMOTERS DEI GENI DI CLASSE I :

• PRESENTANO SCARSA VARIABILITA’;

• COSISTONO IN UNA SEQUENZA BIPARTITA NELLA REGIONE CHE PRECEDE

IL PUNTO DI INIZIO: SI DISTINGUONO UN NUCLEO DEL PROMOTER (-45/+20)

ED UN UCE (UPSTREAM CONTROL ELEMENT) (-180/-107);

• ENTRAMBE LE REGIONI SONO PARTICOLARMENTE RICCHE IN GC;

• PERCHE’ LA TRASCRIZIONE INIZI, DAPPRIMA SI LEGANO DUE FATTORI:

UBF1 ED SL1 (TBP + 3TAFs) E SOLO DOPO SI LEGA LA POL I

PROMOTER DI GENI DI CLASSE I:

PIC

MATURAZIONE DEGLI rRNA EUCARIOTICI

LA SINTESI DEL

PRECURSORE DEGLI

rRNA 28S, 18S E 5.8S È UNA

GRANDE MOLECOLA

(PRE-rRNA 45S)

TRASCRITTA DALLA RNA

POL I NEL NUCLEOLO.

ANCHE LA MATURAZIONE

AVVIENE NEL NUCLEOLO.

NUMEROSI PICCOLI RNA NUCLEOLARI (snoRNA) PARTECIPANO AL PROCESSO

GENI DI CLASSE III

1) CODIFICANO PER I tRNA; PER L’rRNA 5S E PER VARI

snRNA;

2) POSSONO PRESENTARE DEI PROMOTERS “INTERNI” (ICR);

3) PRIMA DI INIZIARE A TRASCRIVERE LA POL III NECESSI=

TA DI TFIII (IN PARTICOLARE DEL FATTORE DI

POSIZIONAMENTO TFIIIB)

tRNA;

rRNA5S

snRNA

PIC DELLA RNA POLIII

TFIIIB È COSTITUITO DA TBP E DA

ALMENO UN TAF3

MATURAZIONE DEI tRNA

• ELIMINAZIONE DELLA SEQUENZA AL 5’ (LEADER)

ED AL 3’ (TRAILER)

• AGGIUNTA DI CCA AL 3’

• MODIFICAZIONE DI ALCUNE BASI AZOTATE

• IN ALCUNI tRNA ELIMINAZIONE DI UN PICCOLO INTRONE(PRESENTE SOLO NEI tRNA DEGLI AA. Tyr; Phe; Trp;Lys; Ser; Leu ed Ile)

MODIFICAZIONI POST-TRASCRIZIONALI DEI TRNA

NOTA: IL PROCESSAMENTO AVVIENE NEL NUCLEO DELLE CELL. EUCARIOTICHE, SICCHE’ NEL CITOPLASMA SI TROVA SOLOtRNA MATURO

CA. 40 DEI 400 GENI NUCLEARI DI tRNA SONO INTERROTTI CIACUNO

DA UN SINGOLO INTRONE. NON ESIST. SEQ. CONSENSO CHE POTREBBERO

ESSERE RICONOSCIUTE DAGLI ENZIMI DI SPLICING.

STESSE REGOLE GENERALI VALGONO PER tRNA DI VEGETALI; ANFIBI E

MAMMIFERI. LO SPLICING AVVIENE ATTRAV. PROCESSI DI “TAGLIO E RIUN.

SOLO IL 4% DEI TRASCRITTI E’ TRADOTTO!SOLO IL 4% DEI TRASCRITTI E’ TRADOTTO!