Med — Knowledge Base

Gene

3 minuti

Gene

Un gene è un segmento di DNA che contiene l’informazione necessaria per regolare e sintetizzare una catena polipeptidica (proteina) o una molecola di RNA funzionale (come rRNA, tRNA, snRNA e ncRNA). La funzionalità del prodotto finale (proteina o RNA) è il requisito fondamentale per definire una sequenza come gene.

Anatomia del Gene

Un gene tipico presenta una precisa organizzazione strutturale che comprende sia regioni regolatrici sia regioni trascritte:

  • Promotore: Sequenza regolatrice non trascritta situata all’estremità 5’ (a monte) della regione codificante. Fornisce il segnale di inizio per la RNA polimerasi, determinando quando, quanto e da quale punto avviare la trascrizione.
  • Regioni UTR (UnTraslated Regions): Porzioni del gene che vengono trascritte in RNA ma non vengono tradotte in amminoacidi:
    • 5’ UTR: Regione compresa tra il promotore e l’inizio della sequenza codificante.
    • 3’ UTR: Regione situata a valle della sequenza codificante.
    • Differenza Procarioti/Eucarioti: Nei procarioti le regioni UTR sono estremamente compatte. Negli eucarioti presentano una lunghezza variabile da un centinaio di nucleotidi fino a diverse migliaia.
  • Porzione Codificante: La sequenza nucleotidica effettivamente destinata alla traduzione (o a formare l’RNA funzionale). Negli eucarioti, questa regione è interrotta da sequenze non codificanti (vedi sotto).
  • Terminatore: Sequenza di stop posizionata a valle del gene. Invia il segnale di terminazione all’RNA polimerasi per arrestare la trascrizione. Nei procarioti previene la trascrizione continua del genoma circolare; negli eucarioti impedisce alla polimerasi di procedere fino alla fine fisica del cromosoma (dove cadrebbe per assenza di stampo).

Convenzione di Numerazione dei Nucleotidi

  • Il primo nucleotide trascritto (sito d’inizio della trascrizione) funge da punto di riferimento ed è indicato come +1 (spesso convenzionalmente segnalato con 0).
  • I nucleotidi situati a monte (direzione 5’) sono identificati da numeri negativi progressivi (es. -10, -35).
  • I nucleotidi situati a valle (direzione 3’) sono identificati da numeri positivi progressivi.

Struttura Interna (Eucarioti)

  • Esoni: Sequenze codificanti che vengono conservate nell’RNA maturo.
  • Introni: Sequenze non codificanti frapposte agli esoni. Sono significativamente più lunghi degli esoni e presentano un’elevata variabilità di sequenza (polimorfismo), le cui conseguenze funzionali sono spesso difficili da interpretare.
  • Giunzioni Esone-Introne: Sequenze di confine critiche per garantire il corretto processo di splicing.
  • Pseudogeni: Sequenze geniche che codificano per proteine interrotte (non funzionali).

Rilevanza Diagnostica e Sequenziamento

  • Sequenziamento del Gene: Nella diagnostica clinica, quando si richiede il sequenziamento di un gene di interesse per identificare mutazioni patologiche, ci si limita solitamente all’analisi dei soli esoni e delle giunzioni esone-introne. Ciò garantisce di verificare sia la sequenza codificante sia la correttezza dello splicing, escludendo gli introni polimorfici di difficile interpretazione.
  • Limiti del Sequenziamento nei Portatori di Delezione: Il sequenziamento rileva unicamente la sequenza nucleotidica presente, ma non definisce il numero di copie geniche (dosaggio genico). Se un gene è completamente deleto su un cromosoma (es. su un cromosoma X in una donna eterozigote per una delezione), il sequenziamento leggerà solo l’allele sano residuo (wild-type), rendendo impossibile distinguere un portatore sano (eterozigote per la delezione) da un individuo sano con due copie integre.

(Sezione espansa con: sbobina 10)

🔗 Collegamenti

Vista grafico

Link entranti