Quando vengono espressi i geni?
doc-6222
I geni sono regolati in modo che siano espressi solo quando il prodotto è necessario, poiché l' espressione si basa su risorse limitate. 7 Una cellula regola la sua espressione genica a seconda dell' ambiente esterno (ad esempio nutrienti disponibili, temperatura e altre sollecitazioni), il suo ambiente interno (ad es. ciclo di divisione cellulare, metabolismo, stato dell' infezione), e il suo ruolo specifico se in un organismo multicellulare. L' espressione genica può essere regolata in qualsiasi fase: dall' iniziazione trascrittiva, all' elaborazione dell' RNA, alla modifica post-traslazionale della proteina. La regolazione dei geni del metabolismo del lattosio in E. coli (lac operon) è stato il primo meccanismo di questo tipo ad essere descritto nel 1961.
None
doc-6243
I geni domestici sono fondamentali per lo svolgimento delle funzioni cellulari di base e quindi sono espressi ad un livello relativamente costante (constitutivamente). Dal momento che la loro espressione è costante, i geni domestici sono utilizzati come controlli sperimentali nell' analisi dell' espressione genica. Non tutti i geni essenziali sono geni per la cura della casa, poiché alcuni geni essenziali sono regolati dallo sviluppo o espressi in certi momenti durante il ciclo di vita dell' organismo.
None
doc-2412
L' epigenetica è lo studio di alterazioni ereditabili mitoticamente e/o meioticamente nella funzione genica che non possono essere spiegate da cambiamenti nella sequenza del DNA sottostante, ma fanno sì che i geni dell' organismo si comportino (o "si esprimano") in modo diverso. Un esempio di cambiamento epigenetico è la marcatura dei geni da metilazione del DNA che determina se essi saranno espressi o meno. L' espressione genica può anche essere controllata dalle proteine repressori che si attaccano alle regioni silenziatrici del DNA e impediscono l' espressione di tale regione del codice DNA. I segni epigenetici possono essere aggiunti o rimossi dal DNA durante le fasi programmate di sviluppo della pianta e sono responsabili, ad esempio, delle differenze tra antere, petali e foglie normali, nonostante abbiano tutti lo stesso codice genetico sottostante. I cambiamenti epigenetici possono essere temporanei o rimanere attraverso divisioni cellulari successive per il resto della vita della cellula. Alcuni cambiamenti epigenetici si sono dimostrati ereditabili, mentre altri vengono resettati nelle cellule germinali.
None
doc-6241
Sebbene il numero di coppie di basi di DNA nel genoma umano sia noto fin dagli anni' 60, il numero stimato di geni è cambiato nel corso del tempo in quanto le definizioni di geni e i metodi per rilevarli sono stati perfezionati. Le prime previsioni teoriche del numero di geni umani erano pari a 2.000.000 di geni. Le prime misure sperimentali hanno indicato che ci sono 50.000-100.000 geni trascritti (tag di sequenza espressi). Successivamente, il sequenziamento nel Progetto Genoma Umano ha indicato che molte di queste trascrizioni erano varianti alternative degli stessi geni, e il numero totale di geni codifica proteina è stato rivisto fino a ~ 20.000 con 13 geni codificati sul genoma mitocondriale. Del genoma umano, solo l' 1-2% consiste di geni codificanti per le proteine, mentre il resto è costituito da DNA "non codificante" come introni, retrotrasposoni e RNA non codificanti.
None
doc-2391
Gli sviluppi del XX secolo nella biochimica vegetale sono stati guidati da moderne tecniche di analisi chimica organica, come la spettroscopia, la cromatografia e l' elettroforesi. Con l' ascesa dei relativi approcci biologici su scala molecolare di biologia molecolare, genomica, proteomica e metabolomica, il rapporto tra il genoma delle piante e la maggior parte degli aspetti della biochimica, fisiologia, morfologia e comportamento delle piante può essere sottoposto a dettagliate analisi sperimentali. Il concetto originariamente affermato da Gottlieb Haberlandt nel 1902, secondo cui tutte le cellule vegetali sono totipotenti e possono essere coltivate in vitro, ha permesso l' uso sperimentale dell' ingegneria genetica per eliminare un gene o geni responsabili di un tratto specifico, o per aggiungere geni come la GFP che riportano quando un gene di interesse viene espresso. Queste tecnologie consentono l' uso biotecnologico di piante intere o colture di cellule vegetali coltivate in bioreattori per sintetizzare pesticidi, antibiotici o altri prodotti farmaceutici, nonché l' applicazione pratica di colture geneticamente modificate destinate a caratteristiche quali il miglioramento della resa.
None
doc-1806
La crescita batterica segue quattro fasi. Quando una popolazione di batteri entra per la prima volta in un ambiente altamente nutriente che consente la crescita, le cellule devono adattarsi al loro nuovo ambiente. La prima fase della crescita è la fase di ritardo, un periodo di crescita lenta in cui le cellule si stanno adattando all' ambiente ad alto contenuto nutritivo e si preparano a una crescita rapida. La fase di ritardo ha alti tassi di biosintesi, in quanto vengono prodotte le proteine necessarie per una crescita rapida. La seconda fase di crescita è la fase logica, nota anche come fase logaritmica o esponenziale. La fase di log è caratterizzata da una rapida crescita esponenziale. Il tasso di crescita delle cellule durante questa fase è noto come tasso di crescita (k) e il tempo necessario alle cellule per raddoppiare è noto come tempo di generazione (g). Durante la fase di log, i nutrienti vengono metabolizzati alla massima velocità fino a quando uno dei nutrienti si esaurisce e inizia a limitare la crescita. La terza fase della crescita è la fase stazionaria ed è causata da sostanze nutritive impoverite. Le cellule riducono la loro attività metabolica e consumano proteine cellulari non essenziali. La fase stazionaria è una transizione da una rapida crescita a uno stato di risposta allo stress e vi è una maggiore espressione dei geni coinvolti nella riparazione del DNA, metabolismo antiossidante e trasporto dei nutrienti. La fase finale è la fase di morte in cui i batteri esauriscono le sostanze nutritive e muoiono.
None
doc-15471
L' adattamento dell' endosimbionte allo stile di vita dell' ospite porta a molti cambiamenti nell' endosombion, in primo luogo una drastica riduzione della dimensione del genoma. Questo è dovuto alla perdita di molti geni durante il processo di metabolismo, la riparazione del DNA e la ricombinazione. Mentre i geni importanti che partecipano alla trascrizione DNA-RNA, la traduzione delle proteine e la replicazione DNA/RNA sono conservati. Cioè, una diminuzione della dimensione del genoma è dovuta alla perdita di geni che codificano le proteine e non alla diminuzione delle regioni intergeniche o della dimensione del quadro di lettura aperto (ORF). Pertanto, le specie che naturalmente evolvono e contengono dimensioni ridotte di geni possono essere ricondotte ad un numero crescente di differenze evidenti tra loro, con conseguenti cambiamenti nei loro tassi evolutivi. Poiché i batteri endosimbiotici legati a questi insetti vengono trasmessi alla prole attraverso la trasmissione genetica verticale, i batteri intracellulari attraversano molti ostacoli durante il processo, con conseguente diminuzione delle dimensioni effettive della popolazione rispetto ai batteri viventi liberi. Questa incapacità dei batteri endosimbiotici di ripristinare il fenotipo selvatico attraverso un processo di ricombinazione è chiamato fenomeno cricchetto di Muller. Il fenomeno del cricchetto di Muller, insieme alle dimensioni della popolazione meno efficaci, ha portato ad un aumento di mutazioni deleterie nei geni non essenziali dei batteri intracellulari. Ciò avrebbe potuto essere dovuto alla mancanza di meccanismi di selezione prevalenti nel ricco ambiente dell' ospite.
None
doc-2481
Negli ultimi anni si è assistito ad una crescente applicazione di tecniche genetiche e genomiche allo studio del cervello e ad una focalizzazione sul ruolo dei fattori neurotrofici e dell' attività fisica nella neuroplasticità. I soggetti più comuni sono i topi, a causa della disponibilità di strumenti tecnici. Ora è ora possibile con relativa facilità "espellere" o mutare una vasta gamma di geni, e poi esaminare gli effetti sulla funzione cerebrale. Vengono utilizzati anche approcci più sofisticati: ad esempio, utilizzando la ricombinazione Cre-Lox è possibile attivare o disattivare i geni in determinate parti del cervello, in momenti specifici.
None
doc-9585
I peli di mammifero, noti anche come pelage, possono variare di colore tra le popolazioni, gli organismi all' interno di una popolazione, e anche sul singolo organismo. La variazione di colore chiaro-scuro è comune nei taxa mammiferi. A volte, questa variazione di colore è determinata dalla variazione di età, ma in altri casi è determinata da altri fattori. Le pressioni selettive, come le interazioni ecologiche con altre popolazioni o condizioni ambientali, spesso portano alla variazione della colorazione dei mammiferi. Queste pressioni selettive favoriscono determinati colori per aumentare la sopravvivenza. Si ritiene che il mimetismo sia una delle principali pressioni di selezione che modellano la colorazione dei mammiferi, anche se è anche dimostrato che la selezione sessuale, la comunicazione e i processi fisiologici possono influenzare anche l' evoluzione della colorazione. Il camuffamento è il meccanismo più predominante per la variazione del colore, in quanto favorisce l' occultamento degli organismi dai predatori o dalle loro prede. Il colore del cappotto può anche essere utilizzato per la comunicazione intraspecie, come ad esempio per avvertire i membri della loro specie sui predatori, indicando la salute a fini riproduttivi, comunicando tra madre e giovane, e intimidatori predatori. Gli studi hanno dimostrato che in alcuni casi, le differenze di colore del mantello femminile e maschile possono indicare informazioni nutrizione e livelli ormonali, che sono importanti nel processo di selezione dei compagni. Un ultimo meccanismo per la variazione del colore del rivestimento è la risposta fisiologica, come la regolazione della temperatura in ambienti tropicali o artici. Anche se molto è stato osservato sulla variazione del colore, gran parte della genetica che lega il colore del mantello ai geni è ancora sconosciuta. È noto che i siti genetici in cui si trovano i geni della pigmentazione influenzano il fenotipo: 1) alterando la distribuzione spaziale della pigmentazione dei peli e 2) alterando la densità e la distribuzione dei peli. La mappatura quantitativa delle caratteristiche viene utilizzata per comprendere meglio la distribuzione dei loci responsabili delle variazioni di pigmentazione. Tuttavia, anche se i siti genetici sono noti, c' è ancora molto da imparare su come questi geni sono espressi.
None
doc-6246
L' ingegneria genetica è ora uno strumento di ricerca di routine con organismi modello. Ad esempio, i geni vengono facilmente aggiunti ai batteri e i lignaggi di topi knockout con la funzione di un gene specifico interrotto sono utilizzati per indagare la funzione di quel gene. Molti organismi sono stati geneticamente modificati per applicazioni in agricoltura, biotecnologie industriali e medicina.
None
doc-6210
Mentre i cromosomi dei procarioti sono relativamente densi di geni, quelli degli eucarioti spesso contengono regioni di DNA che non svolgono alcuna funzione ovvia. I semplici eucarioti unicellulari hanno quantità relativamente piccole di tale DNA, mentre i genomi di organismi multicellulari complessi, compresi gli esseri umani, contengono una maggioranza assoluta di DNA senza una funzione identificata. Questo DNA è stato spesso chiamato "DNA spazzatura". Tuttavia, le analisi più recenti suggeriscono che, sebbene il DNA con codifica proteica rappresenti appena il 2% del genoma umano, circa l' 80% delle basi del genoma può essere espresso, quindi il termine "DNA spazzatura" può essere un termine improprio.
None