Dal DNA alle proteine
Codoni dell’mRNA
(9’)
Ogni tripletta di basi (codone) specifica un aminoacido (o è un segnale di stop). Una proteina è una sequenza di
amminoacidi. Vediamo ora attraverso quali passaggi si arriva a
0,34 nm
2 nm
3,4 nm
sintetizzare una proteina partendo dal DNA.
Il DNA è un doppio filamento avvolto ad elica, con un passo di
3,4 nm e distanza tra due basi di 0,34 nm visto che ci sono giusto
10 bp ogni giro (Watson e Crick, 1953), ma noi lo disegniamo dritto
Le due emieliche hanno orientamento opposto:
una va da 5’ a 3’
e l’altra da 3’ a 5’ . Solo uno dei due filamenti porta il codice
genetico ed è detto filamento stampo.
Coppia di basi (base peer, bp)
5’
Il filamento non codificante è usato solo durante la
5’
5’
3’
A
C G A T G A A A T T G
Forca di
replicazione
C
5’
Primer
mRNA
DNA elicasi Nucleolo
G
C T C A
C
A G A
G
3’
T C T
Ala
A
rRNA
tRNA
Pori nucleari
fMet
Arg
Leu
C G A
fMet
Arg
Leu
Ala
Thr P fMet
Leu
Thr
fMet
Arg
Leu
Ala
Arg
Ala
Amminoacido
RNA di trasporto (o di
trasduzione da nucleotidi ad amminoacidi)
Anticodone
Thr A
Arg
Leu
Ala
G
A A
G G
C
Proteina
U
fMet
Leu
CAA CAG
Glutamina
CGA CGG
Arginina
AUU AUC
AUA
AUG
Isoleucina
Metionina
ACU ACC
ACA ACG
Treonina
AAU AAC
AAA AAG
Asparagina
Lisina
AGU AGC
AGA AGG
Serina
Arginina
GUU GUC
GUA GUG
Valina
GCU GCC
GCA GCG
Alanina
GAU GAC
UUA GAG
Acido aspartico
Glutamina
GGU GGC
GGA GGG
Glicina
G
G C T A C T T T A A C
fMet
G
C
DNA polimerasi
3’
A
5’
Filamento di DNA non codificante
G A G T
A U
G U
C T C A G A G C T A C T T T A A C G C T C T
U A C U U U A
CCA CCG
A CAU CAC
Istidina
G CGU CGC
C
G A G T C T C G A T G A A A T T G C G A G A
A
U G
Poi la parte grande del ribosoma va a completare la parte
piccola formando il complesso iniziale, nel quale verrà
costruita la proteina. Sul ribosoma c’è una zona P e una zona A.
Su queste due zone si posizionano due RNA di trasporto o
tRNA, che sono i trasduttori dal linguaggio a nuclotidi a quello
ad amminoacidi avendo da un lato un anticodone capace di
riconoscere una tripletta e dall’altro lato l’amminoacido
corrispondente a quella tripletta.
La sintesi della proteina è detta traduzione e avviene così: una
tRNA si posiziona in P (in genere a cominciare è una forma
modificata di metionina detta f-metionina); quando sul sito A
arriva una tRNA adatta, i due amminoacidi si legano tra loro
e l’mRNA avanza di un passo portando in P ciò che prima era
in A e liberando il tRNA che prima era in P. Poi si continua…
3’
Filamento stampo (codificante) di DNA
Nucleo
CUA CUG
Prolina
C T C A G A G C T A C T T T A A C G C T C T
G
La trascrizione inizia in un punto (origine della
replicazione) con la separazione delle due eliche (la Y che 3’
si forma si chiama forca di replicazione) ad opera dell’enzima DNA elicasi che avanza lungo il DNA (la bolla
è tenuta aperta da proteine destabilizzatrici e la tensione
è allentata dagli enzimi topoisomerasi che tagliano e poi
reincollano).
Poi l’enzima DNA polimerasi accresce
un nucleo originario di RNA (RNA primer) aggiungendo
nucleosidi trifosfati al terminale 3’ (con perdita di due 5’
fosfati e sviluppo di energia).
La trascrizione avviene dove c’è il DNA, cioè nel nucleo.
L’mRNA esce da un poro nucleare e va a legarsi con la parte
piccola di un ribosoma (che è composto da un secondo tipo di
RNA, quello ribosomiale o rRNA, sintetizzato nel nucleolo).
UGA UGG
Stop Trp
C
5’
UAA UAG
Stop
U
U A
G
G G
C
U
A
A U
C
C A
G
A
G G
C
U
A U
C
G
A
C
A
G
C
C U
C A
U U
A U
U A U A A
G
G A
C
U U A
A U G A
C U G
C A
C U
A C
G
A
U
G C
C
A
A
U
U U
G
C
C
A
C
U U
C
A
C
U
A
A
A A
C
U U
A
U
A A
G C
G C
G U
G C
G A
G U
G A
G A
G U
G U
U
3’
T
La costruzione di una proteina comincia copiando il codice
del DNA stampo sull’RNA messaggero (mRNA). Questa
operazione passa da un linguaggio a nucleotidi ad un altro
sempre a nucleotidi ed è perciò detta trascrizione.
3’
Serina
A UAU UAC
Tirosina
G UGU UGC
Cisteina
C CCU CCC
3’
G A G T C T C G A T G
A
G
UUA UUG
Leucina
UCA UCG
Leucina
T T T A A C G C T C T
3’
U
C
U U UUU UUC
Fenilalanina
C UCU UCC
C U CUU CUC
G A G T C T C G A T G A A A T T G C G A G A
C
duplicazione del DNA (che precede la duplicazione della
cellula): i due filamenti si separano; i 2 filamenti mancanti
sono sintetizzati, portando alla formazione di 2 DNA
completi (ognuno con un filamento vecchio e uno nuovo) 5’
5’
Ribosoma (costituito
da 4 molecole di rRNA)
L’mRNA trasporta l’informazione
Il tRNA la traduce in amminoacidi
L’rRNA del ribosoma assembla
![mutazioni genetiche [al DNA] effetti evolutivi [fetali] effetti tardivi](http://s1.studylibit.com/store/data/004205334_1-d8ada56ee9f5184276979f04a9a248a9-300x300.png)
