Dal gene alla proteina
Il collegamento tra geni e proteine
La trascrizione e la traduzione sono i due principali
processi che legano il gene alla proteina: uno sguardo
panoramico
Le informazioni genetiche
immagazzinate nel DNA dirigono la
sintesi di migliaia di differenti proteine
nelle cellule.
Sintesi e maturazione dell’RNA
La trascrizione è la sintesi dell’RNA dettata dal DNA
La TRASCRIZIONE fa sì che la sequenza di
nucleotidi del DNA in un gene venga riscritta nel
linguaggio complementare dell’RNA
TRASCRIZIONE
RNA polimerasi II
negli eucarioti
L’RNA polimerasi aggiunge ribonucleotidi
soltanto all’estremità 3’
Nei procarioti la maggior parte del genoma codifica
proteine (oppure tRNA e rRNA) quindi soltanto una
piccola parte costituita da sequenze di regolazione
come i promotori non codifica
Nei genomi eucariotici, al contrario, la maggior
parte del DNA (circa il 97% nell’uomo) non codifica
proteine o RNA. Questo DNA è costituito da introni
cioè regioni che interrompono le regioni codificanti.
Una parte più consistente è costituito da DNA
ripetitivo
TRADUZIONE
La traduzione è la sintesi di un
polipeptide dettata dall’RNA
La sintesi proteica (nota anche come traduzione genica) costituisce il processo in cui l'informazione contenuta nel DNA dei geni
viene convertita in proteine che svolgono nella cellula un'ampia gamma di funzioni.
Nella sintesi proteica un filamento di RNA messaggero, prodotto a partire da un gene sul DNA attraverso il processo di trascrizione, è
usato come stampo per la produzione di una specifica proteina. La relazione tra triplette di basi dell'RNA e gli amminoacidi delle
proteine è definito codice genetico.
Una sequenza nucleotidica del DNA (gene)
..…AGAAACTAG….
. trascritta sotto forma di mRNA
Viene
..…UCUUUGAUC….
La sequenza nucleotidica
dell’mRNA viene usata
come stampo dai ribosomi
e trasformata in sequenza
amminoacidica (proteina)
..…SerLeuIle…..
In tutti gli organismi, dai batteri
alle piante agli animali, i geni
presenti nel DNA nucleare sono
basati su un codice di triplette di
basi dei nucleotidi.
Il codice a triplette
Le triplette di nucleotidi
specificano gli aminoacidi
IL CODICE GENETICO
Il codice genetico è il linguaggio biologico, ovvero il linguaggio con cui tutte
le cellule comunicano tra loro, trasmettendosi le informazioni relative a
tutti i caratteri ereditabili e tipici di ciascuna specie
Come tutti i linguaggi, quindi, è costituito da un proprio alfabeto composto
da lettere. Le lettere si associano tra loro a formare parole, e le parole, a
loro volta, si associano a formare frasi di senso compiuto.
La frase quindi, rappresenta il messaggio completo e relativo a un singolo
carattere. Una frase è contenuta in un GENE, e se, per il dogma della
genetica, ad un gene corrisponde una proteina, significa che la frase
rappresenta l’informazione relativa ad una proteina. Ossia, nel gene sono
contenute le istruzioni, sotto forma di codice, per la produzione di una
proteina.
Lettere
sono solo 4
ACTG
parole
Sono 64 triplette
o codoni
ACC ATA AGC
frasi
Sono infinite
…ATGACCATG….
U
C
A
G
Nella genetica classica ai codoni di termine (stop) vennero assegnati i
nomi dei geni in cui furono individuati per la prima volta - UAG venne
chiamato ambra, UGA opale e UAA ocra.
La traduzione inizia in corrispondenza di un codone di avvio (start) ma, a
differenza del codone di termine, questi non è sufficiente per avviare il
processo di sintesi; in prossimità del codone di avvio devono infatti anche
trovarsi alcune sequenze tipiche che permettono all'mRNA di legarsi ai
ribosomi. Il codone di avvio più noto è AUG, che codifica anche la
metionina.
Molti codoni sono ridondanti, cioè due o più codoni corrispondono allo
stesso amminoacido. Questa ridondanza è limitata alla terza base del
codone - ad esempio, sia GAA che GAG codificano la glutammina. Per
questo motivo il codice genetico è detto Degenerato e Un codone è detto
quattro volte degenere se qualsiasi nucleotide nella sua terza posizione
codifica lo stesso amminoacido (ad esempio, UCA, UCC, UCG e UCU,
tutti corrispondenti alla serina); è detto due volte degenere se solo due
delle quattro basi nella sua terza posizione codificano lo stesso
amminoacido (ad esempio AAA ed AAG, corrispondenti alla lisina).
Il messaggio è costituito da una serie di codoni di una
molecola di mRNA, mentre l’interprete viene chiamato
RNA transfer
Le molecole di RNA transfer non
sono tutte uguali
Ogni tRNA è costituito da una sequenza
di 75-80 nucleotidi e può unirsi
mediante legami covalenti con uno
soltanto dei 20 aminoacidi.
La funzione del tRNA è
quella di trasportare
aminoacidi nel sito corretto
in un polipeptide in
accrescimento
