1.2.1 Trascrizione e traduzione

B 62 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - GENETICA VEGETALE 1.2.1 Trascrizione e traduzione. Il prodotto iniziale dell espressione del genoma è il trascrittoma, una collezione di molecole di RNA derivate dai geni codificanti proteine, la cui informazione biologica è richiesta da una cellula in un particolare momento. Queste molecole di RNA dirigono la sintesi del prodotto finale dell espressione del genoma, il proteoma, il repertorio di proteine cellulari responsabili delle reazioni biochimiche che una cellula può svolgere. Il trascrittoma deriva dal processo di trascrizione, in cui singoli geni sono copiati in molecole di RNA. La costruzione del proteoma coinvolge la traduzione delle molecole di RNA in proteine. Trascrizione e traduzione sono processi complessi comprendenti i seguenti passaggi. 1. Accesso al genoma. Vari processi influenzano la struttura della cromatina e del nu- cleosoma nelle parti del genoma contenenti geni attivi. Il grado di condensazione della cromatina in un tratto cromosomico consente o meno l espressione dei geni contenuti. La trascrizione, poi, è influenzata dalla posizione dei nucleosomi nella regione in cui si forma il complesso di inizio della trascrizione. La struttura chimica degli istoni contenuti nel nucleosoma è il principale fattore che determina il grado di condensazione della cromatina. La loro acetilazione, attraverso l aggiunta di gruppi acetile alle lisine presenti nel terminale NH2 a opera dell enzima istone acetiltransferasi, ne riduce l affinità con il DNA e l interazione tra singole molecole di istoni. Gli stessi terminali sono suscettibili di essere metilati, fosforilati e legati con proteine dette ubiquitine. Esiste uno specifico codice istonico per cui il tipo di modificazioni chimiche indica quali regioni del genoma sono espresse in un determinato momento. Un secondo tipo di modificazioni della cromatina riguarda il nucleosoma su cui alcuni processi energia-dipendenti riducono il contatto con il DNA cui è legato favorendo l accesso delle proteine della trascrizione. 2. Formazione del complesso di trascrizione. coinvolto un gruppo di proteine che copiano i geni in RNA. Il complesso si forma in posizioni definite nel genoma e adiacenti a geni attivi. Le posizioni sono definite da sequenze nucleotidiche riconosciute dalle proteine che interagiscono con il DNA. Negli eucarioti, diverse proteine partecipano al legame dell enzima responsabile della trascrizione, l RNA-polimerasi. I geni nucleari richiedono tre diverse RNA-polimerasi: RNA-polimerasi I, RNA-polimerasi II e RNA-polimerasi III. Ciascuna riconosce un diverso gruppo di geni. L RNA-polimerasi II trascrive in RNA messaggero (mRNA) i geni che codificano per proteine. L RNApolimerasi I trascrive i geni presenti in copie multiple contenenti gli RNA-ribosomali (rRNA) 28S, 5,8S e 18S. L RNA-polimerasi III trascrive geni per gli RNA di trasporto (tRNA) e altri geni per piccoli RNA (RNAs). 3. Sintesi di RNA. In questa fase i geni sono trascritti in una copia di RNA. I ribonucleotidi sono addizionati uno dopo l altro all estremità 39 dell RNA trascritto e l identità di ciascun nucleotide è specificata dalla regola di appaiamento delle basi: A si appaia con U e G con C. Sono presenti numerosi fattori di allungamento, proteine che accompagnano l RNA-polimerasi durante la trascrizione dell intero gene. 4. Processamento dell RNA. Durante la trascrizione avviene il processamento degli RNA, comprendente l aggiunta di un cappuccio (CAP) all estremità 59 che consiste nel legame del 7-metile-guanilato al nucleotide iniziale dell RNA; l aggiunta di una coda di residui di adenina; la rimozione delle porzioni (introni) che non partecipano a comporre la proteina finale.

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini