IPOTESI UN GENE-UN ENZIMA — DNA: contiene tutte le informazioni per definire lo sviluppo e la fisiologia della cellula: ma come svolge questa funzione? — Beadle e Tatum (1941): studiando mutanti della comune muffa del pane formularono ipotesi “un gene-un enzima” “un gene-una proteina” “un gene-una catena polipeptidica” Dai Geni alle Proteine: RNA — Il passaggio dai geni (nucleo) alle proteine (citoplasma) — — — — è reso possibile grazie all’intervento dell’RNA! RNA o acido ribonucleico, anch’esso formato da una sequenza lineare di nucleotidi. Il messaggio contenuto in un gene viene trascritto, copiato, sotto forma di RNA, nel nucleo, in un processo chiamato trascrizione. l’RNA si trasferisce poi dal nucleo al citoplasma dove il messaggio che esso trasporta viene usato per sintetizzare una proteina (traduzione). Il flusso dell’informazione biologica va dunque sempre dal DNA all’RNA, alle proteine: DOGMA CENTRALE DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE Dogma centrale della BIOLOGIA Dogma centrale della BIOLOGIA STRUTTURA DEL DNA STRUTTURA DEL RNA L’RNA differisce dal DNA per alcune caratteristiche: — Lo zucchero pentoso è il ribosio anziché il desossiribosio — È costituito da una filamento singolo anziché da una doppia elica — Contiene quattro basi azotate, tre delle quali (A,G e C) uguali a quelle del DNA e una diversa: al posto della timina troviamo l’uracile (U), che al pari della timina si appaia con l’adenina. — Negli eucarioti l’RNA è sintetizzato nel nucleo, ma svolge i suoi compiti nel citoplasma RNA esiste nella forma di catena poliribonucleotidica a SINGOLO FILAMENTO Nucleotide: Zucchero ribosio Gruppo fosfato Base azotata (A, G, C, U) Esistono diversi tipi di RNA: 1- RNA A ribosomiale e (rRNA ( A) elemento costitutivo dei ribosomi A): 2-RNA A messaggero o (mRNA A ): trasporta l’informazione genetica dal 2DNA al citoplasma, dove vengono sintetizzate le proteine. A di trasferimento o (tRNA A) trasporta gli aminoacidi liberi nel A): 3-- RNA citoplasma ai ribosomi, durante la sintesi proteica, e serve per tradurre l’informazione contenuta nella sequenza nucleotidica dell’mRNA in una sequenza di aminoacidi 4-- altri ri RNA: trascritto primario hnRNA (RNA eterogeneo nucleare), snRNA (piccolo RNA), siRNA, miRNA, ed altri RNA che partecipano a diversi processi cellulari — Processo mediante il quale l’informazione contenuta in un gene viene copiata (trascritta) in un molecola di RNA messaggero. — La sintesi dell’mRNA è catalizzata da un gruppo di enzimi, il più importante dei quali è l’RNA Polimerasi. — Il processo è diverso in procarioti ed eucarioti Nei procarioti trascrizione e traduzione sono contemporanee Entrambe avvengono nel citoplasma e l’mRNA neoprodotto è immediatamente utilizzato per la sintesi proteica. Negli eucarioti il messaggio viene così espresso RNA POLIMERASI La trascrizione RNA polimerasi L’enzima responsabile della formazione dei legami fosfodiesterei dell’RNA Trascrizione: sintesi di RNA diretta da DNA Richiede: -RNA polimerasi -DNA stampo, il filamento codificante -Ribonucleosidi trifosfati (ATP, CTP; GTP, UTP) Per iniziare la sintesi l’RNA polimerasi si lega ad una sequenza specifica sul DNA (promotore); un’altra sequenza specifica (segnale di terminazione) indica il punto di arresto della trascrizione. Nel punto di attacco dell’enzima i due filamenti di DNA si aprono ed uno di essi funziona da stampo per la sintesi di una molecola di mRNA ad esso complementare. L’RNA polimerasi si sposta lugo il DNA stampo aggiungendo ribonucleotidi all’estremità 5’ (direzione trascrizione 5’→ 3’) PROMOTORE SEQUENZA DI TERMINAZIONE SEGNALI DI INIZIO DELLA TRASCRIZIONE INIZIO DELLA TRASCRIZIONE FASE DI ALLUNGAMENTO FASE DI ALLUNGAMENTO FINE DELLA TRASCRIZIONE FINE DELLA TRASCRIZIONE Il meccanismo della trascrizione REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE DIREZIONE DELLA TRASCRIZIONE GLI RNA CONTENGONO SEQUENZE NON CODIFICANTI MATURAZIONE DEGLI RNA EUCARIOTICI 1. Conferisce maggiore stabilità all’mRNA (lo protegge da degradazione operata da RNAasi) 2. Rappresenta il sito di legame del ribosoma all’mRNA Cap al 5’: riconoscimento da parte di ribosomi PoliA al 3’: protezione e trasporto I geni eucarioti sono interrotti da sequenza non codificanti (introni)… Splicing SPLICING degli mRNA eucariotici VANTAGGI DELLA PRESENZA DI INTRONI TRASCRIZIONE: PROCARIOTI/EUCARIOTI Traduzione dell’mRNA: IL CODICE GENETICO CODICE GENETICO — Contiene un segnale di inizio: rappresentato dal codone — — — — AUG (che codifica per l’aa metionina) Contiene segnali di fine lettura, rappresentati da codoni di stop (o codoni non senso) Non è ambiguo: un dato codone specifica sempre un unico aa. Es. il codone AUU codifica sempre l’isoleucina. È ridondante (o degenerato): quasi tutti gli aminoacidi sono specificati da più di un codone. Es. Isoleucina codificata da AUU, AUC, AUA È universale: valido per tutti gli organismi con pochissime eccezioni. Codice genetico: degenerato, universale, non ambiguo La degenerazione spesso segue alcune regole: •codoni con la prima base differenti codificano per lo stesso aminoacido o per altri simili; •codoni che differiscono per la seconda base codificano per aminoacidi simili; •codoni che differiscono per la terza base codificano per lo stesso aminoacido. Traduzione RNA messaggero mRNA RNA di trasferimento tRNA Aminoacidi aminoacil-tRNAsintetasi codice genetico Ribosomi proteine-rRNA tRNA Struttura del tRNA 70-90 nucleotidi RNA di trasferimento Aminoacil-tRNA sintetasi STRUTTURA DEI RIBOSOMI STRUTTURA DEI RIBOSOMI Struttura generale dei ribosomi degli eucarioti e dei procarioti Procarioti Eucarioti Ribosomi assemblati 70S 80S Subunità maggiore minore 50S 30S 60S 40S Proteine maggiore minore 31 21 50 33 rRNA maggiore minore 23S+5S 16S 28S+5,8S+5S 18S Le singole molecole di rRNA (tranne la 5 S) vengono sintetizzate nei nucleoli come RNA 45 S. STRUTTURA DEI RIBOSOMI TRADUZIONE O SINTESI PROTEICA Avviene nel citoplasma a livello del ribosoma Processo rapido: polipeptide di 100 aminoacidi sintetizzato in pochi minuti Si realizza in 3 fasi: -inizio (fattori di inizio, IF) -allungamento (fattori di allungamento, EF) -terminazione (fattori di terminazione, RF) Il codone di inizio è AUG Sequenza di Shine e Dalgarno nei Procarioti Aminoacil-tRNA specifiche attivano gli aminoacidi legandoli al proprio tRNA POLIRIBOSOMI
![Lezione 12 Trascrizione e maturazione RNA [modalità compatibilità]](http://s1.studylibit.com/store/data/004956814_1-03488078208fbae40d6f98c42ec7fd9f-300x300.png)
