In che cosa consiste il genoma di alcuni virus al posto del DNA?
doc-6196
Il concetto di gene continua ad essere perfezionato man mano che si scoprono nuovi fenomeni. Ad esempio, le regioni regolatrici di un gene possono essere lontane dalle regioni codificate e le regioni codificate possono essere divise in più esoni. Alcuni virus memorizzano il loro genoma in RNA invece di DNA e alcuni prodotti genici sono funzionali senza codifica RNA. Pertanto, per definizione funzionale moderna e ampia di un gene si intende qualsiasi locus discreto di sequenza genomica ereditabile che influisce sui tratti dell' organismo, essendo espresso come prodotto funzionale o mediante regolazione dell' espressione genica.
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doc-6289
Alcuni organismi hanno copie multiple di cromosomi: diploide, triploide, tetraploide e così via. Nella genetica classica, in un organismo sessualmente riproduttore (tipicamente eukarya) il gamete ha la metà del numero di cromosomi della cellula somatica e il genoma è un set completo di cromosomi in una cellula diploide. Il dimezzamento del materiale genetico nei gameti si ottiene con la separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi. Anche negli organismi aploidi, comprese le cellule di batteri, arcaie e organelli, compresi mitocondri e cloroplasti, o virus, che contengono allo stesso modo geni, costituiscono il genoma. Il termine genoma può essere applicato specificamente per indicare ciò che è memorizzato su un insieme completo di DNA nucleare (cioè il "genoma nucleare"), ma può essere applicato anche a ciò che è memorizzato all' interno di organelli che contengono il proprio DNA, come nel caso del "genoma mitocondriale" o del "genoma cloroplastico". Inoltre, il genoma può comprendere elementi genetici non cromosomici come virus, plasmidi ed elementi trasportabili.
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doc-6224
Alcuni virus memorizzano i loro genomi interi sotto forma di RNA e non contengono DNA. Perché usano RNA per memorizzare i geni, i loro ospiti cellulari possono sintetizzare le loro proteine ​​non appena sono infettati e senza il ritardo in attesa di trascrizione. D' altra parte, retrovirus RNA, come l' HIV, richiedono la trascrizione inversa del loro genoma da RNA nel DNA prima che le loro proteine possono essere sintetizzate. L' eredità epigenetica mediata da RNA è stata osservata anche nelle piante e molto raramente negli animali.
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doc-6298
La maggior parte delle entità biologiche che sono più complesse di un virus portano a volte o sempre materiale genetico aggiuntivo oltre a quello che risiede nei loro cromosomi. In alcuni contesti, come il sequenziamento del genoma di un microbo patogeno, il "genoma" deve includere le informazioni memorizzate su questo materiale ausiliario, che viene trasportato nei plasmidi. In tali circostanze, quindi, il "genoma" descrive tutti i geni e le informazioni sul DNA non codificante che hanno il potenziale per essere presenti.
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doc-6287
Nella moderna biologia molecolare e genetica, il genoma è il materiale genetico di un organismo. È costituito da DNA (o RNA nei virus RNA). Il genoma comprende sia i geni che le sequenze non codificanti del DNA/RNA.
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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.
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doc-1811
I batteriofagi sono virus che infettano i batteri. Esistono molti tipi di batteriofago, alcuni semplicemente infettano e lisano i loro batteri ospiti, mentre altri si inseriscono nel cromosoma batterico. Un batteriofago può contenere geni che contribuiscono al fenotipo del suo ospite: ad esempio, nell' evoluzione di Escherichia coli O157: H7 e Clostridium botulinum, i geni tossinici in un fago integrato convertono un innocuo batterio ancestrale in un agente patogeno letale. I batteri resistono all' infezione dei fagi attraverso sistemi di modificazione delle restrizioni che degradano il DNA estraneo, e un sistema che utilizza le sequenze CRISPR per trattenere i frammenti dei genomi dei fagi con cui i batteri sono venuti a contatto in passato, che permette loro di bloccare la replicazione del virus attraverso una forma di interferenza RNA. Questo sistema CRISPR fornisce ai batteri l' immunità all' infezione acquisita.
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doc-6232
La replicazione del DNA è per la maggior parte estremamente accurata, tuttavia si verificano errori (mutazioni). 7.6 Il tasso di errore nelle cellule eucariotiche può essere fino a 10-8 per nucleotide per replicazione, mentre per alcuni virus RNA può essere fino a 10-3. Questo significa che ogni generazione, ogni genoma umano accumula 1-2 nuove mutazioni. Piccole mutazioni possono essere causate dalla replicazione del DNA e le conseguenze di danni al DNA e includono mutazioni puntiformi in cui una singola base è alterata e mutazioni di framehift in cui una singola base è inserita o cancellata. Entrambe queste mutazioni possono cambiare il gene da missense (cambiare un codone per codificare un aminoacido diverso) o sciocchezze (un codone stop prematuro). Mutazioni più grandi possono essere causate da errori di ricombinazione per causare anomalie cromosomiche tra cui la duplicazione, la cancellazione, il riassetto o l' inversione di grandi sezioni di un cromosoma.
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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.
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doc-6299
Negli eucarioti come le piante, i protozoi e gli animali, tuttavia, il "genoma" porta la tipica connotazione di sole informazioni sul DNA cromosomico. Quindi, anche se questi organismi contengono cloroplasti o mitocondri che hanno il proprio DNA, le informazioni genetiche contenute nel DNA all' interno di questi organelli non sono considerate parte del genoma. Infatti, i mitocondri a volte si dice che abbiano il proprio genoma, spesso definito il "genoma mitocondriale". Il DNA trovato all' interno del cloroplasto può essere definito "plastome".
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doc-6302
La proporzione di DNA non ripetitivo è calcolata utilizzando la lunghezza del DNA non ripetitivo diviso per dimensione del genoma. I geni che codificano le proteine e i geni che codificano l' RNA sono generalmente DNA non ripetitivo. Un genoma più grande non significa più geni, e la proporzione di DNA non ripetitivo diminuisce insieme all' aumento della dimensione del genoma negli eucarioti superiori.
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