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Questions and Answers
Cosa causa la crescita incontrollata delle cellule nei tumori?
Alcuni elementi regolativi della cellula smettono di essere controllati.
Cosa si intende per sistema stocastico riguardo alle cellule?
Le cellule dello stesso tipo non hanno lo stesso profilo trascrizionale.
Quali sono i vari livelli di controllo riguardanti la cellula menzionati nella lezione?
Il nucleo contiene il DNA nelle cellule.
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Il ______________ è il primo livello di organizzazione che riguarda l'organizzazione del genoma nel nucleo.
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Cosa rappresenta un 'primer' nel contesto della sequenza del DNA?
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Cosa sono i file 'fastq' nel contesto della sequenza del DNA?
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Cosa si intende per 'mapping' nel contesto dell'analisi del DNA?
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Cosa viene rappresentato nei file 'bam' utilizzati nell'analisi del DNA?
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Le mappe bidimensionali generate dopo il mapping mostrano pezzi sequenziati insieme e fisicamente vicini.
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Qual è uno dei processi che può causare rottura nel DNA?
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Le coesine sono importanti per tenere insieme due cromatidi durante la duplicazione cellulare.
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Qual è il processo che favorisce la produzione di eventi specifici nella struttura cromosomica?
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Le ________ sono regioni condensate del cromosoma che sono generalmente situate nella parte periferica del nucleo.
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Abbina le seguenti caratteristiche con le corrispondenti descrizioni: (Match the following)
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Study Notes
Lezioni 1C: Sequenziamento del Genoma
- La complessità del sistema cellulare può essere semplificata attraverso il sequenziamento del genoma
- La cellula è composta da strati e non può essere divisa in sistemi più semplici
- La cellula è un sistema stocastico, pertanto le cellule dello stesso tipo non hanno lo stesso profilo trascrizionale
Variabili Livelli di Complessità
- Vari livelli di complessità: persona, organo, cellula, sistema
- Ogni livello di complessità ha la sua propria visione d'insieme e risposta alle cure
Problemi nella Regolazione Cellulare
- La regolazione delle cellule identiche può essere molto diversa
- Esempio: cellule dendritiche e astrociti
- Nei tumori, alcuni elementi regolatori cellulari perdono il controllo, portando a crescita incontrollata
- Tentativo di fare un controllo sulle patologie: vaccini a RNA contro i timori per eventuali marcatori
Modelli Matematico-Statistici della Cellula
- Abbiamo bisogno di un modello matematico-statistico della cellula
- Alcune cose conosciamo come i meccanismi di base della cellula: cicli catabolici e anabolici, produzione dei blocchi per produrre le proteine
- Non conosciamo completamente la funzionalità di tutti i 20.000 geni
Micro RNA e Regolazione dell'Espressione Genica
- Micro RNA sono molecole regolatorie che controllano l'efficienza del messaggero
- Funzionano a step, superata una certa concentrazione funzionano
- Micro RNA si attaccano al messaggero
Livelli di Controllo
- Primo step: genoma
- Secondo step: epigenoma
- Terzo step: trascrittoma
- Quarto step: proteoma
- Quinto step: metaboloma
- Sesto step: microbioma
Organizzazione del Genoma
- Il genoma è organizzato in 22 autosomi più gli autosomi sessuali X e Y
- Noi siamo diploidi, quindi abbiamo due copie di ogni gene
- Info molto variegata, avere due copie aumenta la possibilità di avere tipologie diverse
- Quando guardo il nucleo non vedo la doppia copia, info molecolare: alleli sono leggermente diversi
Cromosomi e Sequenziamento del Genoma
- Abbiamo imparato a produrre pezzi di DNA sintetici
- Copie antiparallele: opposte e invertite -> DNA a doppia elica
- Abbiamo sequenziato il genoma umano alla fine degli anni 90
- Possiamo prendere cellule del sangue e dividerle, poi rompere la cellula e trovare soluzione acquosa con i cromosomi presenti all'interno senza poterli distinguere
- Possiamo colorare specificamente i cromosomi con fluoroforo diverso per ogni cromosoma
Rottura del DNA e suo impatto sulla cellula
- La rottura del DNA può verificarsi in seguito a errori durante la replicazione del DNA o a causa di radiazioni
- La rottura del DNA può portare alla perdita del controllo cellulare e all'inizio del cancro (ad esempio, linfomi)
- I linfociti sono in continua produzione e possono aumentare il rischio di rottura del DNA
Organizzazione del genoma umano
- Il genoma umano è composto da 23 coppie di cromosomi organizzati in territori cromosomali
- Ogni cromosoma è diviso in due blocchi specifici: compartimenti cromosomiali A e B
- I compartimenti A sono attivi e si trovano nella parte centrale del nucleo, mentre i compartimenti B sono inattivi e si trovano nella parte periferica del nucleo
Struttura del DNA
- Il DNA è una molecola molto lunga che si trouve compactata nel nucleo
- La struttura del DNA è composta da anse che riducono le dimensioni del DNA e sono bloccate da una sorta di anellino alla base
- Le anse sono formate da sequenze di DNA lette da proteine CTCF che riconoscono segnali di riferimento specifici
Funzione della coesina
- La coesina è una proteina che tiene insieme due cromatiti (le due copie del DNA nella cellula) durante la duplicazione della cellula
- La coesina serve anche a tenere insieme le anse del DNA
Formazione delle anse
- Le anse sono formate da segnali di riferimento letti da proteine CTCF
- La coesina blocca la base con un anello, creando uno spazio isolato nel quale avvengono certe operazioni
Tecniche di analisi del genoma
- La tecnica chiamata "Genomic Topology Language" analizza la struttura 3D del genoma
- La tecnica consiste nell'isolare i nuclei delle cellule e nel rompere il DNA in frammenti, quindi si uniscono le estremità dei frammenti con l'enzima ligasi
- Successivamente, si utilizza un anticorpo anti-coesina per isolare i frammenti di DNA legati alla coesina
Limitazioni della tecnica
- La tecnica non può vedere interazioni tra cromosomi diversi a causa del rumore
- La tecnica richiede molte celle per funzionare, quindi non può essere utilizzata su una singola cellula
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Description
Scopri come il sequenziamento del genoma possa aiutare a comprendere la complessità del sistema cellulare. Impara a identificare i livelli di complessità nella biologia.
