Imprinting :PWS-AS-BWS-RSS

1. Imprinting :PWS-AS-BWS-RSS Lezione 8 By NA

2. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE • meccanismi epigenetici e controllo a distanza dell’espressione genica mediante la struttura della cromatina RNA interference soppressione dell’espressione mediante i domini della cromatina: Distrofia facioscapolo omerale effetto di posizione gene PAX6-SOX9 imprinting By NA

3. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONEimprinting • Imprinting genomico: espressione differenziata di un gene perfettamente funzionale, legata all’origine parentale, indipendente dal sesso della progenie EPIGENOTIPO: informazione ereditabile in grado di influire sul fenotipo senza che vi sia cambiamento di sequenza del DNA • Il meccanismo epigenetico meglio conosciuto e’ la metilazione del DNA. La metilazione di una regione genomica viene considerata un indicatore di inattivazione. By NA

4. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONEimprinting • Imprinting genomico: espressione differenziata di un gene perfettamente funzionale, legata all’origine parentale, indipendente dal sesso della progenie E' UNO DEI MECCANISMI ALLA BASE DELL'APPARENTE IRREGOLARITA' DI SEGREGAZIONE Riparleremo dei cosidetti meccanismi atipici, ma gia' dovreste sapere che la correlazione genotipo-fenotipo intesa in senso classico non e' sempre vera quando si guarda all'espressione Le leggi di Mendel sono sempre vere quando si parla di locus, di gene molecolare, ma il fenotipo finale e' sempre il risultato di un'interazione fra piu'molecole quindi piu' ci allontaniamo dal locus piu' troviamo problemi e apparenti atipicita': stiamo confrontando le mele con le pere….. By NA

5. Imprinting materno • il carattere viene espresso quando ereditato dal padre • l’allele materno e’ silente By NA

6. Imprinting paterno • Penetranza elevata quando il locus e’ ereditato dalla madre • allele paterno silente By NA

7. Osservazioni che suggeriscono l’esistenza dell’imprinting • Mutazioni che provocano fenotipi differenti a seconda del genitore d’origine o che sembrano essere ereditate con modalita’ diverse a seconda del genitore che trasmette il locus. • Esperimenti di trasferimento dei pronuclei nei topi • Aborti triploidi, mola idatiforme e teratomi nell’uomo • Disomie uniparentali • Differente espressione del DNA nel topo transgenico By NA

8. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONEimprinting Come e quando? • L’imprinting e’ una forma di regolazione genica,che si esprime attraverso meccanismi epigenetici che si attuano nel corso dello sviluppo e della vita dell’organismo. Come e quando i genomi parentali vengono “marcati” per consentire ai meccanismi di regolazione di selezionare i diversi alleli ? • Bisogna ricordare che gli attori di questa azione sono 2: • Il locus su cui l’imprinting agisce • Il locus che ha questa capacita’ By NA

9. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONEimprinting • Non e’ un cambiamento permanente del DNA • Deve essere abolito prima di trasmettere il genoma • Deve essere ripristinato coerentemente al sesso dell’individuo che trasmette • Su questa nuova “etichettatura” agiscono i meccanismi di regolazione genica secondo i pattern previsti per cellule, tessuti..... By NA

10. REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE:imprinting Mat Mat DELEZIONE Pat Pat Mat Pat DISOMIA UNIPARENTALE Mat Pat Mat DELEZIONE SUBMICROSCOPICA Pat Mat MUTAZIONE Pat Mat Pat Angelman Prader-Willi By NA

11. Caratterizzazione molecolare • 1996 La caratterizzazione molecolare delle mutazioni nella regione PWS/AS permette di chiarire l’organizzazione del centro di imprinting (IC) e di proporre un modello. SRNPN SNRPN: Small Nuclear ribonuclearProtein N: e’ espresso solo dal cromosoma paterno, composto da 10 esoni. • Ricapitoliamo: l’imprinting implica l’acquisizione di segnali specifici della linea germinale, inducendo attivita’ differenziale degli alleli parentali. Errori nella linea germinale impedirebbero l’acquisizione dell’epigenotipo corretto. By NA

12. Stuttura della regione BD SNRPN struttura dei trascritti BD1B BD1B* BD1A BD2 BD3 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 1B’ livello metilazione : Metilati Non metilati struttura genomica MAT PAT LTR Delezioni PWS-S PWS-O PWS-U AS-SCH AS-C AS-D AS-R AS-J AS-H AS-C2 Mutazioni a livello dell’esone1 impedirebbero se ereditate attraverso il padre il passaggio da mat>pat Mutazioni a livello di BD se ereditate attraverso madre impedirebbero il passaggio da pat>mat By NA

13. Modello IC BD-imprintatore Esone1 SNRPN Tre passaggi sono necessari: • Abolizione : l’esone1 e’ richiesto in entrambe le linee germinali • Ripristino: BD attivo e’ richiesto in cis per l’epigenotipo materno • Ripristino: BD inattivo e’ richiesto per l’epigenotipo paterno linea germinale XX normale linea germinale XY normale Abolizione Ripristino Abolizione Ripristino By NA

14. Famiglia Prader-Willi IC BD-imprintatore Esone1 SNRPN Tre passaggi sono necessari: • Abolizione : l’esone1 e’ richiesto in entrambe le linee germinali • Ripristino: BD attivo e’ richiesto in cis per l’epigenotipo materno • Ripristino: BD inattivo e’ richiesto per l’epigenotipo paterno Le mutazioni dell’ esone1 non cancellano l’imprinting sia in XX che in XY XX Abolizione Ripristino In XX e’ irrilevante dal momento che comunque hanno epigenotipo mat PWS In XY saranno incapaci di convertire XY Mancato ripristino By NA

15. Famiglia Angelman IC BD-imprintatore Esone1 SNRPN Tre passaggi sono necessari: • Abolizione : l’esone1 e’ richiesto in entrambe le linee germinali • Ripristino: BD attivo e’ richiesto in cis per l’epigenotipo materno • Ripristino: BD inattivo e’ richiesto per l’epigenotipo paterno L’ esone1 cancella l’imprinting sia in XX che in XY XY BD mutato non ripristina, ma in XY e’ irrilevante perche’ l’epigenotipo e’ corretto Abolizione Ripristino AS In XX saranno incapaci di instaurare l’epigenotipo materno XX Mancato ripristino By NA

16. Perche’ PWS/AS salta le generazioni By NA

17. ALTRI LOCI "IMPRINTED" • CROMOSOMA 6 in 6q24 (diabete mellito neonatale transitorio) • CROMOSOMA 7 IN 7q (Russell-Silver Syndrome RSS) • CROMOSOMA 11 IN 11q (Beckwith-Wiedemann Syndrome BWS) • CROMOSOMA 14 IN 14q23 (sindrome polimalformativa da disomia uniparentale) By NA

18. Sindrome di Beckwith-Wiedemann By NA

19. Sindrome di BWS E RSS By NA