Lezione 3 - Docenti.unina

Archea:
- ribosomes are 70S
- are resistant to antibiotics acting on eubacterial ribosomes
tRNA
A 45 kDa RNA Polymerase (CCA-adding enzyme) builds and repairs the 3′
terminal CCA sequence of tRNAs. This is the only RNA polymerase that
can synthesize a defined nucleotide sequence without using a nucleic
acid template.
(A) Multiple nucleotide binding site
model. The enzyme has three distinct
nucleotide binding sites, with a
solitary active site that moves relative
to these sites and the tRNA.
(D) Poly(C) polymerase model. The
enzyme is a poly(C) polymerase that
undergoes a conformational change
allowing addition of an ATP possibly
bound elsewhere on the enzyme.
(B) Collaborative templating model.
tRNA remains stationary on the
enzyme surface; the nucleotide
binding site is composed of RNA and
protein; and the growing CCA end
refolds to specify nucleotide addition
by a fixed active site.
(E) Protein-assisted scrunching
model. ‘Scrunching’ of CC switches
the specificity of the nucleotide
binding site from CTP to ATP.
(C) Scrunching-shuttling model. CC is
added by one subunit of the
homomultimeric enzyme, A by
another subunit.
In those eubacteria where all tRNA genes encode CCA, the CCA-adding enzyme repairs mature tRNAs
whose 3’ ends have succumbed to nuclease attack.
In other organisms, where most or all tRNA genes do not encode CCA, the enzyme builds the CCA sequence
by adding one nucleotide at a time.
attivazione degli aminoacidi
caricamento del tRNA
cosa riconoscono le
aminoacil tRNA-sintetasi?
- il gruppo R dell’aa
- struttura del tRNA ??
le aminoacil tRNA-sintetasi sono estremamente specifiche.
Se però si verifica un errore dopo il caricamento questo
non può essere più corretto
CHAPEVILLE’S EXPERIMENT (1963)
14C-alanine was incorporated into
protein in an in vitro translation
system.
These results clearly indicated that
the specificity of the tRNA molecule is
not determined by the amino acids
that they carried.
When hemoglobin mRNA was used,
the single peptide of alphahemoglobin that normally contains
cysteine was converted to one
containing 14C-alanine when
challenged with Raney-nickel tRNA,
while none of the many alaninecontaining peptides acquired any
14C-alanine from this hybrid tRNA.
R
gruppo formilico
L’inizio della sintesi proteica. Avvio della sintesi proteica nei procarioti; si fa uso delle
seguenti abbreviazioni: IF-1, IF-2 e IF-3 indicano i fattori di inizio 1, 2 e 3; il tRNA iniziatore
è N-formilmetionil-tRNAfMet.
L’inizio della sintesi proteica. Avvio della sintesi proteica nei procarioti; si fa uso delle
seguenti abbreviazioni: IF-1, IF-2 e IF-3 indicano i fattori di inizio 1, 2 e 3; il tRNA iniziatore
è N-formilmetionil-tRNAfMet.
L’inizio della sintesi
proteica. Avvio della sintesi
proteica nei procarioti; si fa
uso delle seguenti
abbreviazioni: IF-1, IF-2 e
IF-3 indicano i fattori di
inizio 1, 2 e 3; il tRNA
iniziatore è Nformilmetionil-tRNAfMet.
Il ciclo di allungamento. Ciclo di allungamento della sintesi proteica. Il ribosoma possiede tre
siti, un sito peptidilico o donatore (P), un sito amminoacilico o accettore (A) e un sito di uscita
(E). La freccia sotto il ribosoma nel passaggio di traslocazione mostra la direzione di
movimento dell’mRNA. Si faccia riferimento al testo per i dettagli.
elongation factor EF-G promotes the
translocation of tRNAs and the
mRNA within the ribosome
Fase di allungamento della sintesi proteica.
Il ribosoma possiede tre siti, un sito
peptidilico o donatore (P), un sito
amminoacilico o accettore (A) e un sito di
uscita (E). La freccia sotto il ribosoma nel
passaggio di traslocazione mostra la
direzione di movimento dell’mRNA.
Trascrizione e Traduzione sono spazialmente e
temporalmente accoppiate nei procarioti
5'
N-term
3'
C-term
Trascrizione e Traduzione sono spazialmente e
temporalmente accoppiate nei procarioti
Nei procarioti i geni sono spesso organizzati in operoni.
Una unità trascrizionale (caratterizzata da un promotore ed un
terminatore) può comprende una singola parte codificante o
più parti codificanti. Nel primo caso si parla di messaggero
monocistronico (o gene), nel secondo di messaggero
policistronico (o operone).
Nei procarioti i geni sono spesso organizzati in operoni.
Una unità trascrizionale (caratterizzata da un promotore ed un
terminatore) può comprende una singola parte codificante o
più parti codificanti. Nel primo caso si parla di messaggero
monocistronico (o gene), nel secondo di messaggero
policistronico (o operone).
P
P
T
unità trascrizionale monicistronica
T
unità trascrizionale policistronica
Nei procarioti i geni sono spesso organizzati in operoni.
Una unità trascrizionale (caratterizzata da un promotore ed un
terminatore) può comprende una singola parte codificante o
più parti codificanti. Nel primo caso si parla di messaggero
monocistronico (o gene), nel secondo di messaggero
policistronico (o operone).
Nei messaggeri policistronici c'è un RBS-AUG per ciascuna
parte codificante
Solo quando le regioni codificanti sono molto vicine tra
loro (o sovrapposte) il ribosoma non si dissocia dopo
aver tradotto il primo gene, si ri-posiziona sull'AUG e
traduce la parte codificante successiva
L'accoppiamento trascrizionetraduzione determina "l'effetto
polare".
Se l'mRNA rimane "nudo" (non
coperto dai ribosomi), la
proteina Rho può legarsi ai siti
di riconoscimento sull'mRNA e
determinare la terminazione
anticipata della trascrizione.
L'mRNA può essere non coperto
dai ribosomi per 2 motivi:
1) per una mutazione non senso
in un gene del messaggero
policistronico;
2) se per motivi fisiologici
(carenza di aminoacidi o tRNA
carichi) la trascrizione procede
più velocemente della
traduzione
gene 1
gene 2
gene 3
prodotto 1
prodotto 2
prodotto 3
100 %
100 %
100%
gene 1
gene 2
gene 3
prodotto 1
prodotto 2
prodotto 3
100 %
100 %
100%
mutazione
gene 1
gene 2
gene 3
gene 1
gene 2
gene 3
prodotto 1
prodotto 2
prodotto 3
100 %
100 %
100%
mutazione
gene 1
prodotto 1
100 %
gene 2
prodotto 2
0%
gene 3
prodotto 3
100%
la mutazione non ha effetto polare
mutazione non-senso
gene 1
prodotto 1
100 %
gene 2
prodotto 2
0%
gene 3
prodotto 3
0%
mutazione non-senso
gene 1
prodotto 1
100 %
gene 2
prodotto 2
0%
gene 3
prodotto 3
0%
c'è effetto polare = il gene a valle di quello mutato non viene
trascritto
Programma di Microbiologia Molecolare (8 crediti)
Introduzione:
Replicazione - Trascrizione - Traduzione in Eubatteri ed Archea
Parte 1:
Regolazione dell’espressione genica in Eubatteri ed Archea
Parte 2:
Ciclo litico e lisogenico nel batteriofago lambda
Ciclo cellulare nei procarioti
Esempi di differenziamento microbico
Parte 3:
Interazione tra batteri ed organismi animali
Batteri patogeni
Batteri commensali
Parte 4:
Virus e funghi patogeni
Parte 5:
Interazione tra batteri ed organismi vegetali
Batteri patogeni
Batteri simbiontici