Prof. Paolo Abis
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Il dogma centrale della Biologia
Duplicazione
Porta alla formazione di nuove
molecole di DNA e al
trasferimento di materiale
genetico.
Trascrizione
L’informazione contenuta nel
DNA passa alle molecole di
RNA.
Traduzione
Processo finale in cui
dall’RNA si arriva alla sintesi
delle proteine.
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La Sintesi proteica
• Il gene-codice per la
proteina è trascritto nel
pre-mRNA.
• Il Pre-mRNA è elaborato fino
a mRNA maturo.
• L’mRNA esce dal nucleo.
• L’mRNA è tradotto nei
ribosomi e produce la
catena polipeptidica.
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Dalla trascrizione alla traduzione
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La Trascrizione del DNA (transcription)
Processo nel quale l’RNA (acido
ribonucleico) è sintetizzato a partire dal
DNA stampo.
L’RNA è quindi un altro acido nucleico, il
cui scheletro contiene zucchero ribosio
coniugato con le basi Adenina, Guanina,
Citosina e Uracile (U, al posto di T)
Ribosio
La sintesi dell’RNA avviene in
direzione 5’ 3’ ad opera di enzimi
detti RNA polimerasi, che generano
una copia ad RNA del DNA stampo.
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L’azione delle RNA polimerasi non inizia in maniera casuale, ma è “guidata”dalla
presenza sul DNA di particolari box di sequenza, i quali vengono riconosciuti da
specifici fattori di trascrizione.
Allo stesso modo la trascrizione termina in prossimità di particolari
segnali di stop.
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MATURAZIONE DELL’RNA
Eucarioti
Procarioti
La trascrizione in eucarioti
è seguita dalla maturazione
del trascritto primario
pre-mRNA
mRNA
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MATURAZIONE DELL’RNA
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La Traduzione del DNA (translation)
Le molecole implicate sono:
RNA messaggero o mRNA
RNA transfer o tRNA
RNA ribosomali o rRNA
ognuna delle quali viene
coinvolta, con ruoli diversi,
nella sintesi proteica.
L’RNA messaggero trasporta l’informazione
genetica del DNA sotto forma di un codice a tre
basi, i codoni, ciascuno dei quali specifica un
particolare aminoacido.
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RNA transfer o tRNA
braccio accettore
Tutti i tRNA hanno una struttura
tridimensionale simile che include un
braccio accettore utile al legame dello
specifico aminoacido ed un loop con la
sequenza dell’anticodone alla sua
estremità.
Loop anticodone
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RNA transfer o tRNA
• Gli RNA transfer (tRNA) sono
fondamentali per decifrare i codoni
dell’mRNA.
• Ciascun aminoacido possiede il suo
specifico tRNA su cui viene caricato e
poi trasportato all’estremità crescente
della catena polipeptidica
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RNA ribosomali o rRNA
• I ribosomi sono granuli scuri
presenti nel citosol, sulla
membrana nucleare e sul
reticolo endoplasmatico rugoso
(RER). Sono composti da RNA
ribosomiale (r-RNA) e
materiale proteico,
• si può suddividere in due parti:
• una subunità grande di 50 S
avente almeno 34 proteine
(L1-L34) e due molecole di
RNA (23 S e 5 S),
• una subunità piccola di 30 S
contenente almeno 21
proteine (S1-S21) ed un RNA di
16 S.
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RNA ribosomali
• La subunità superiore è composta da tre siti, in ordine E,
P ed A
• Il sito A è il sito che attende l’arrivo di nuove triplette da codificare;
• Il sito P tiene salda la sequenza amminica, rilasciandola solamente
quando il sito A ha tradotto un’ulteriore amminoacido;
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Traduzione (translation) : le fasi
INIZIO
ALLUNGAMENTO
TERMINAZIONE
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Inizio
• Il complesso di iniziazione per la traduzione è formato da:
• Le due sub-unità ribosomali
• tRNA iniziatore (met-tRNA)
• Codone start nell’ mRNA.
• Tutte le catene proteiche
iniziano con l'amminoacido
metionina perchè il loro
codone di inizio è sempre
AUG, che codifica appunto
Met.
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ALLUNGAMENTO
• Un nuovo amminoacil-tRNA
si lega al sito A del ribosoma
grazie alla partecipazione di
alcuni fattori di
allungamento detti EF
(Elongation Factors).
• A questo punto si forma un
legame peptidico tra la Met
e il nuovo amminoacido e il
RIBOSOMA PUO' SCORRERE
DI UNA POSIZIONE, liberando
così il sito A.
• In A si legherà un altro aatRNA e così via.
Ogni nuovo aminoacido viene aggiunto
se si verifica il corretto appaiamento tra
la tripletta del tRNA, l’anticodone, e la
tripletta sul mRNA, il codone.
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Terminazione
•
La sintesi del polipeptide continua
fino a che si incontra il codone stop.
• Quando il ribosoma raggiunge uno
specifico codone, (codone stop),
la sintesi ha termine.
• i fattori di rilascio, proteine che
simulano l'azione del tRNA, si
legano al sito A e liberano la
proteina nel citoplasma.
• Il tRNA è rilasciato dal ribosoma
• Il ribosoma si dissocia nelle due
subunità.
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Polisomi
La sintesi delle proteine può avvenire molto rapidamente. Questo avviene
perché più ribosomi possono legarsi ad un filamento di mRNA consentendo
quindi la costruzione simultanea di più proteine. Un filamento di mRNA con
più ribosomi è chiamata polisoma.
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Ribosomi in coda per la lettura e traduzione
• Proteine in vari stadi di
crescita
• Proteina
prodotta
• La molecola di mRNA
viene letta
contemporaneamente da
più ribosomi in fila. La
traduzione termina
quando il numero di
molecole proteiche
prodotte risulta
sufficiente
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Catena polipeptidica in crescita
Riconoscimento codone-anticodone
Formazione del legame polipeptidico
Distacco del tRNA
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