Regolazione dell

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Regolazione dellEspressione Genica

• Puo essere regolata in una delle seguenti sei
  fasi

inactive mRNA
NUCLEUS
CYTOSOL
degradazione
DNA
mRNA
mRNA
RNA transcript
trascrizione
Maturazione
trasporto
traduzione
protein
controllo dellattivita
inactive protein
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Ferro

• Fe
• Peso Molecolare 56
• Puo essere 2 o 3
• Ferroso (2) ridotto - ha acquistato un
  elettrone
• Ferrico (3) ossidato - ha perso un elettrone
• Fe e- ?? Fe
• I due stati redox gli permettono di passare
  elettroni
• I cambi redox sono necessari per il suo
  metabolismo

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Funzioni del ferro

• Trasportatore di ossigeno
• emoglobina
• Immagazzina lossigeno
• Mioglobina
• Produzione di energia
• citocromi
• Enzimi del ciclo di Krebs
• altri
• detossificazione (cytochrome p450)
• An essential element

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Tossicita del ferro

• Puo danneggiare i tessuti
• Catalizza la conversione di acqua ossigenata a
  radicali liberi
• radicali liberi possono attaccare
• membrane
• Proteine
• DNA
• Iron excess possibly related to cancers, cardiac
  toxicity and other factors

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Distribuzione del ferro

• 35 45 mg / kg di ferro nel maschio adulto
• Total approx 4 g
• emoglobina - 50
• mioglobina 7
• ferritina - 30
• Bone marrow (7)
• Reticulo-endothelial cells (7)
• Liver (25)
• Altre proteine con eme - 5
• Cytochromes, myoglobin, others
• siero - 0.1

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Trasporto del ferro nel sangue

• Globuli rossi
• Come emoglobina
• Non puo essere scambiato
• Plasma
• Legato alla Transferrina
• Lo trasporta in vari organi
• eg between gut, liver, bone marrow, macrophages
• Captato dalle cellule dai recettori della
  transferrina

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Transferrina

• Protein MW 77,000
• Sintetizzata nel fegato. E un dimero
• Ogni molecola lega 2 Fe3 (ossidato)
• Contiene il 95 del ferro sierico.
• il 30 e saturata con il ferro.
• La sua produzione diminuisce con tanto ferro.
• La sua produzione aumenta con poco ferro.
• Measured in blood as a marker of iron status.

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Recettori della transferrina

• Prendono il ferro dalla transferrina e lo inviano
  dentro la cellula
• Riconoscono e legano la transferrina
• Il complesso transferrina-recettore e in globato
  (endocitosi)
• Ferro rilasciato nella cellula attraverso un
  trasportatore (DMT1)
• Il complesso transferrina-recettore ritorna in
  superfice
• La transferrina e rilasciata

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Stoccaggio del ferro - Ferritina

• Conserva il ferro in tutte la cellule.
• MW 460,000.
• Involucro superficiale apoferritina, consiste di
  22 subunita
• Allinterno ce il ferro.
• 20 iron by weight, binding up 4,500 atoms of
  iron per molecule.
• Small fraction found in circulation (contains
  less than 1 of serum iron).
• Conserva il ferro e lo rilascia in modo
  controllato

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Perdita del ferro

• Non e regolata
• Non ci sono meccanismi per rallentarla o
  accellerarla
• Troppo ingerimento di ferro non puo essere
  compensato da una maggiore perdita
• Troppo poco ferro nella dieta non puo essere
  compensato da una minore perdita
• Percio lomeostasi del ferro e regolata a
  livello del suo assorbimento

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• Nellomeostasi - lassorbimento di ogni elemento
  deve eguagliare la sua perdita
• nitrogen, water, salt, iron
• Sbilanciamenti anche lievi possono creare forti
  eccessi o carenze
• 1 di eccesso al giorno porta al raddoppio in 70
  giorni

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Assorbimento del ferro

• 1 2 mg di ferro assorbiti al giorno
• (quindi 1 2 mg di ferro lasciano il corpo ogni
  giorno)
• Occorre nel duodeno
• Assorbito come ferro ionico o emico
• Solo il 10 del ferro degli alimenti e assorbito

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Assorbimento del ferro emico

• Leme e staccato dalla globina nellintestino
• Assorbito dagli enterociti come eme
• Liberato dalleme negli enterociti
• Rappresenta la meta del ferro presente nella
  dieta (in occidente)
• Not well understood

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Assorbimento del ferro

• DcytB
• Riduzione Fe a Fe
• DMT1
• Trasporto nella cellula
• Ferritina
• Immagazzinamento nella cellula
• Hephaestin
• ossida Fe a Fe
• Ferroportin
• Lo trasporta fuori

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Controllo del livello di ferro nella cellula

• Il ferro e un nutriente essenziale
• La cellula lo usa per citocromi, emoglobina
  e molti enzimi.
• Il ferro in eccesso e causa di formazione di
  radicali liberi
• Quindi il livello di ferro deve essere
  controllato accuratamente.

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Regolazione di proteine trasportatrici/immagazzina
mento del ferro

• Quando il ferro e in eccesso la cellula deve
  diminuire il livello del recettore e aumentare
  quello della ferritina.
• La cellula ottiene questo mediante regolazione
  della traduzione,
• Cosi la risposta e piu rapida

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Controllo della Traduzione
1. Repressione - es. Iron Response Element della
ferritina 2. Stabilizzazione- es. IRE del
recettore della transferrina
Ferritina - Lega il Ferro e lo conserva Recettore
della Transferrina (TFR)- trasporta il ferro
nella cellula Se il Ferro e nella cellula - Si
Ferritina, No TFR Se non ce Ferro - Si TFR, No
Ferritina Come viene regolato tutto questo?
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(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
1. Repressione -Ferro, ferritina NO
Ferritin mRNA
AUG
m7G
Coding region
Iron Response Element
2. Attivazione Ferro, ferritina SI
Fe
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1. Stabilizzazione- Ferro, TFR SI
TFR mRNA
AUG
m7G
Coding region
Iron Response Element
2. Degradazione Ferro, TFR NO
Fe
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1. Stabilizzazione- Ferro, TFR SI
TFR mRNA
AUG
m7G
Coding region
Iron Response Element
2. Degradazione Ferro, TFR NO
RNAse
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• Il ferro previene il legame di una proteina di 90
  kDa ad uno o piu Iron Response Elements.
• Recettore della Transferrina.
• Stem loop al 3. La presenza dello stem loop
  causa la degradazione dellmRNA
• Ferritina
• Stem loop al 5. La presenza della proteina sullo
  stem loop causa il blocco della traduzione.

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Purificazione degli Intermedi della traduzione
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CICLOEXIMMIDE interferisce con La reazione della
peptidil transferasi (arresto dei ribosomi 80S
sullAUG) GMP-PNP (Analogo del GTP
pero Non-idrolizzabile) GTP richiesto
per Lunione della subunita 60S al
complesso 40S/mRNA CAP analogoinibisce il
legame della 40S allmRNA
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CENTRIFUGAZIONE IN GRADIENTE DI DENSITA
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WT-IRE IRE come e nella Ferritina DC-IRE IRE
con una delezione
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Componenti del Complesso Che lega il CAP
NOTA BENE allinizio della traduzione il legame
della 40S allmRNA richiede Il legame del CAP
binding Complex al cappuccio dellmRNA
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NOTA Il legame della 40S al CAP dellmRNA
richiede linterazione di elF3 (che e
legato Alla 40S) con elF4 (legato al CAP)
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(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
(No Transcript)
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Il Ferro regola lassociazione dei poliribosomi
sullmRNA della ALA sintetasi
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(No Transcript)
35
(No Transcript)
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Fe2 H2O2 Fe3 OH- OH
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La presenza di acqua ossigenata o ossido nitrico
rende attiva IRP-1 (che e la IRE binding Protein
piu abbondante) che quindi causa un aumento del
recettore della transferrina
Il ferro viene rimosso dal sangue e non genera
radicali liberi!
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Divalent Metal Transporter
DMT2
Quindi DMT1 e lunico regolabile dal Ferro
DMT1
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(No Transcript)
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Se non e presente abbastanza Fe nella cellula
del Duodeno viene indotta la sintesi di DMT1
DMT2 DMT1
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Concentrazioni elevate di Ferro nella cellula
sono richieste da cellule proliferanti