Sapere Scienza

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Lo splicing alternativo: da una molecola di RNA a proteine con diverse funzioni

21 Ottobre 2021 di 

Il DNA è considerato il custode dell’informazione genetica, l’insieme di tutte le istruzioni che fanno sì che una cellula della mucosa gastrica sia in grado di rilasciare enzimi digestivi, o una cellula muscolare si possa contrarre. Ma come si arriva a produrre un enzima digestivo o i diversi filamenti proteici coinvolti nella contrazione muscolare?

 

mRNA: il ruolo dell’RNA messaggero

 

Per prima cosa il DNA viene trascritto in RNA, il quale costituisce lo stampo per la successiva sintesi delle varie tipologie di proteine necessarie per il funzionamento di ciascuna cellula.
Un ruolo centrale è svolto dall’RNA messaggero (mRNA); questo contiene copie dell’informazione genetica, e le sue molecole sono sintetizzate come precursori (pre-mRNA) che devono essere modificati per la sintesi delle proteine.

 

Splicing e splicing alternativo: cosa sono e a cosa servono


Tra le varie modificazioni, lo splicing consente di rimuovere le sequenze non necessarie per la sintesi proteica. Le sequenze non codificanti (chiamate introni) vengono rimosse da una macchina molecolare in grado di riconoscerne l’inizio e la fine, riunendo solo le sequenze codificanti (esoni) per generare la molecola di mRNA matura tradotta in proteine.
In alcune cellule, o in precisi stadi dello sviluppo, alcuni esoni o introni possono essere riconosciuti in modo diverso, dando origine a differenti molecole di mRNA che genereranno quindi proteine differenti tra loro. Questo fenomeno, noto come splicing alternativo, permette a un singolo gene di formare proteine con attività, localizzazione o funzione diversa a seconda dei diversi processi biologici coinvolti.

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Il numero di geni che va incontro allo splicing alternativo è correlato alla complessità dell’organismo. Nell’uomo, quasi tutti i geni sono regolati da questo processo, che rappresenta quindi il meccanismo più importante per espandere la capacità codificante del nostro genoma, costituito da un numero limitato di geni (meno di 20 000).

 

Angiogenesi e cancro: come si nutrono le cellule tumorali

 

L’angiogenesi è il processo che porta alla formazione di nuovi vasi sanguigni. Esso è fondamentale durante lo sviluppo in quanto consente all’embrione che si sta formando di ricevere l’ossigeno e le sostanze nutrienti indispensabili alla sua sopravvivenza.
Tuttavia, l’attivazione aberrante dell’angiogenesi in un organismo adulto è associata ad alcune malattie, incluso il cancro. Diverse molecole rilasciate dalle cellule tumorali promuovono l’angiogenesi, per creare un sistema vascolare che sostenga la loro proliferazione e la formazione di metastasi in altri organi.

 

Il ruolo dello splicing alternativo nell’angiogenesi tumorale

 

Lo splicing alternativo regola anche l’angiogenesi. Infatti, nelle cellule che compongono i vasi sanguigni, è attivo il fattore di splicing alternativo NOVA2 che è in grado di manipolare e ampliare le informazioni racchiuse nei geni, generando differenti proteine che servono durante lo sviluppo del sistema vascolare.
NOVA2 però ha un’espressione alterata nei vasi sanguigni che nutrono i tumori, dove sostiene la produzione di isoforme proteiche (come ad esempio UNC5B-8) associate alla progressione tumorale.
Approfondendo le nostre conoscenze sul fattore NOVA2, proseguendo sulla scia dello studio pubblicato su Nature Communications, potremmo avere informazioni importanti per combattere numerose malattie umane, compreso il cancro, in cui l’angiogenesi ha un ruolo essenziale.

 

Immagine: copyright Srosenbe – Wikimedia

Claudia Ghigna e Davide Pradella

Claudia Ghigna si è laureata in Scienze Biologiche all’Università degli Studi di Pavia e ha conseguito un dottorato di Ricerca in Genetica e Biologia Molecolare e, contemporaneamente, il diploma della Scuola Avanzata di Formazione Integrata dell’Istituto Universitario di Studi Superiori (IUSS). Oggi guida un gruppo di ricerca presso l’Istituto di Genetica Molecolare “Luigi Luca Cavalli Sforza” del CNR di Pavia.


Davide Pradella, laureatosi in Molecular Biology and Genetics all’Università degli Studi di Pavia, ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Genetica, Biologia Molecolare e Cellulare svolgendo l’attività di ricerca nel gruppo della Dott.sa Claudia Ghigna presso l’Istituto di Genetica Molecolare “Luigi Luca Cavalli Sforza” del CNR di Pavia. Attualmente lavora al Memorial Sloan Kettering Center a New York.

9788822094513   settembre-ottobre 2021

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