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Il codice genetico Ma come si fa a passare dal linguaggio degli acidi nucleici (che utilizza 4 lettere)… … al linguaggio delle proteine (che utilizza.

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Presentazione sul tema: "Il codice genetico Ma come si fa a passare dal linguaggio degli acidi nucleici (che utilizza 4 lettere)… … al linguaggio delle proteine (che utilizza."— Transcript della presentazione:

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2 Il codice genetico Ma come si fa a passare dal linguaggio degli acidi nucleici (che utilizza 4 lettere)… … al linguaggio delle proteine (che utilizza 20 lettere)?

3 Il codice genetico Certo non può esserci una corrispondenza 1:1 Ma non è neanche possibile associare un amminoacido ad una coppia di basi azotate Infatti le possibili coppie di basi sono 4 2 = 16 (AA, UU, CC, GG, AU, AC, AG, UA, UC, UG, CA, CG, CU, GA, GU, GC) troppo poche per poter codificare i 20 amminoacidi

4 Il codice genetico Appare evidente, quindi, che il codice utilizzato si basa su triplette di basi… … infatti 4 3 = 64 combinazioni sono più che sufficienti per codificare i 20 amminoacidi

5 Il codice genetico Ed ecco quindi il codice genetico: Ovviamente è ridondante: ci sono cioè più triplette che codificano per lo stesso amminoacido Ci sono anche le triplette di inizio (AUG) e di stop (UAA, UAG e UGA) che determinano linizio e la fine di una sequenza polipeptidica

6 Il codice genetico Il codice genetico è universale: praticamente tutti gli organismi viventi utilizzano questo stesso codice per tradurre una sequenza di basi azotate (il DNA e poi lRNA) in una sequenza di amminoacidi (la proteina) Ogni tripletta di basi sullRNA è anche detta codone

7 Modificato da un lavoro del prof. Domenico Ripolo

8 Cosè la sintesi proteica La sintesi proteica è il processo che porta alla formazione delle proteine utilizzando le informazioni contenute nel DNA. Si tratta di un processo piuttosto complesso in cui intervengono vari attori Nelle sue linee fondamentali questo processo è identico in tutte le forme di vita, sia eucarioti che procarioti

9 Come vedremo, il processo comincia nel nucleo (negli eucarioti) e termina nel citoplasma o nel reticolo endoplasmatico ruvido Dove avviene

10 Gli attori – Il DNA Nel DNA sono contenute le istruzioni per sintetizzare le diverse proteine Ogni porzione di DNA che codifica per una specifica proteina è detta gene

11 Gli attori – Il DNA Ad esempio, questo potrebbe essere il gene per linsulina… … e questo il gene per lemoglobina …anche se buona parte del DNA degli eucarioti NON è gene.

12 Gli attori – LRNA Nella sintesi proteica interviene un altro acido nucleico, lRNA, presente in 3 forme diverse (ma a filamento singolo): - lRNA messaggero (mRNA) - lRNA ribosomale (rRNA) - lRNA transfer (tRNA)

13 LRNA messaggero lRNA messaggero (mRNA) è una singola catena lineare di RNA che fa da tramite tra il nucleo e il citoplasma. Contiene una copia in negativo del gene.

14 LRNA ribosomale LRNA ribosomale (rRNA) costituente principale (insieme ad alcune proteine) dei ribosomi, da cui il nome.

15 LRNA transfer LRNA transfer (tRNA) è una particolare catena di RNA che viene rappresentato bidimensionalmente come un trifoglio... …mentre la struttura tridimensionale è decisamente più complessa

16 Gli attori – Amminoacidi La sintesi proteica richiede anche gli amminoacidi, cioè i mattoncini che, assemblati in sequenza, costituiranno le proteine

17 Gli attori – Amminoacidi Tutte le nostre proteine sono costituite da solo 20 tipi di amminoacidi, un po come tutte le parole del nostro vocabolario sono formate utilizzando 21 lettere dellalfabeto

18 Gli attori – Amminoacidi Una sequenza di amminoacidi, come questa… Gly Ala Met ValTyr … è un polipeptide. Le proteine sono polipeptidi generalmente molto lunghi e con un organizzazione anche molto complessa.

19 Gli attori – Ribosomi Le fabbriche cellulari di proteine sono i ribosomi, piccoli organuli costituiti da due subunità I ribosomi, come detto, sono costituiti da rRNA e proteine

20 Le fasi della sintesi proteica Le fasi della sintesi proteica sono 2: -La Trascrizione (che, negli eucarioti, avviene nel nucleo) -La Traduzione (che avviene sui ribosomi) -Negli eucarioti tra le due può avvenire una fase intermedia di maturazione dellRNA, lo splicing.

21 The path to transcription

22 La trascrizione Nella fase di trascrizione la doppia elica di una porzione di DNA (non tutta la doppia elica) viene dapprima svolta… … ad opera di un enzima detto RNA-Polimerasi

23 La trascrizione Lo stesso enzima apre la doppia elica… … e inizia, utilizzando uno dei due filamenti come stampo, a costruire una molecola complementare di mRNA.

24 Trascrizione DNA coding strand DNA template strand DNA GTCATTCGG CAGTAAGCC G RNA 5 GGUCAUUC 3

25 La trascrizione Ecco un modello tridimensionale dellRNA- Polimerasi

26 A G T T G G A C T A C G A A A C G T T C C T G C La trascrizione Ad esempio, prendiamo una porzione di DNA come quella mostrata a sinistra

27 La trascrizione Ad esempio, prendiamo una porzione di DNA come quella mostrata a sinistra A A A C G T T C C T G C A G T T G G A C T A C G

28 La trascrizione Ad esempio, prendiamo una porzione di DNA come quella mostrata a sinistra A A A C G T T C C T G C A G T T G G A C T A C G

29 La trascrizione Ad esempio, prendiamo una porzione di DNA come quella mostrata a sinistra A A A C G T T C C T G C A G T T G G A C T A C G

30 La trascrizione Dopo la separazione dei due filamenti, lRNA polimerasi comincia ad assemblare la catena complementare di mRNA… A A A C G T T C C T G C A G T T G G A C T A C G

31 La trascrizione … utilizzando come stampo uno dei filamenti e secondo la complementarietà delle basi. GCUCAACCUGUA A G T T G G A C T A C G

32 La trascrizione … La catena di RNA messaggero così formata... G C U C A A C C U G U A

33 La trascrizione … La catena di RNA messaggero così formata... G C U C A A C C U G U A

34 La trascrizione … sarà una sorta di impronta in negativo del gene da cui si è originato… … e migrerà verso i ribosomi liberi nel citoplasma o verso quelli attaccati al reticolo endoplasmatico rugoso, portando le istruzioni per la sintesi della proteina. RNA messagero G C U C A A C C U G U A

35 Dalla trascrizione alla traduzione

36 I geni eucariotici sono frammentati: lo splicing

37 La traduzione La traduzione è la vera e propria sintesi della catena proteica. Essa può essere divisa in: iniziazione (attacco del ribosoma e del primo tRNA), allungamento (aggiunta uno ad uno degli amminoacidi), terminazione (distacco della catena proteica completa)

38 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val codone anticodone Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

39 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

40 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

41 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

42 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

43 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

44 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

45 La traduzione La fase di traduzione ha inizio quando lRNA messaggero si attacca al ribosoma. GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Successivamente su ogni codone si attaccherà il tRNA con lanticodone complementare, portandosi dietro un amminoacido.

46 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Lamminoacido del primo tRNA si lega poi a quello del secondo…

47 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Lamminoacido del primo tRNA si lega poi a quello del secondo…

48 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val Lamminoacido del primo tRNA si lega poi a quello del secondo…

49 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … il primo tRNA si allontana…

50 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … il primo tRNA si allontana…

51 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … il primo tRNA si allontana…

52 La traduzione GCUCAACCUGUA CGA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … e un nuovo tRNA si attacca allRNA messaggero

53 La traduzione GCUCAACCUGUA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … e un nuovo tRNA si attacca allRNA messaggero

54 La traduzione GCUCAACCUGUA Ala UGU Gln AGG Gly UCA Val … e un nuovo tRNA si attacca allRNA messaggero

55 La traduzione GCUCAACCUGUA UGU AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

56 La traduzione GCUCAACCUGUA UGU AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

57 La traduzione GCUCAACCUGUA UGU AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

58 La traduzione GCUCAACCUGUA UGU AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

59 La traduzione GCUCAACCUGUA UGU AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

60 La traduzione GCUCAACCUGUA AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

61 La traduzione GCUCAACCUGUA AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

62 La traduzione GCUCAACCUGUA AGG Gly UCA Val … e così via. Ala Gln

63 La traduzione GCUCAACCUGUA AGG UCA Val … e così via. Gly Ala Gln

64 La traduzione GCUCAACCUGUA AGG UCA Val … e così via. Gly Ala Gln

65 La traduzione In questo modo si viene a costruire un polipeptide sempre più grande finché non si arriva ad un codone di stop e la sintesi si interrompe (terminazione).

66 A G C TTC A A A T G C AA T TG T Template Strand Nucleus Cytoplasm U C G U U C A A A U C G U U C A A A mRNA

67 U C G U U C A A A A G C TTC A A A T G C AA T TG T template Strand Nucleus Cytoplasm AA1 AGC tRNAs

68 U C G U U C A A A A G C TTC A A A T G C AA T TG T template Strand AA2 AAG AA1 AGC tRNAs Nucleus Cytoplasm ATP

69 U C G U U C A A A A G C TTC A A A T G C AA T TG T Template Strand AA3 U U U AA2 AAG AA1 Nucleus Cytoplasm AGC AA1 ATP

70 U C G U U C A A A A G C TTC A A A T G C AA T TG T template Strand AA3 U U U AA2 AAG AA1 Nucleus Cytoplasm AGC AA1

71 È frequente che, sullo stesso mRNA, si trovino diversi ribosomi in cui avviene la sintesi di molecole della stessa proteina: poliribosomi o polisomi.

72 Immagini e dati utilizzati per la realizzazione di questa presentazione provengono da alcuni siti, fra i quali: Un interessante filmato che riassume la sintesi proteica è disponibile sul sito nella sezione Multimedia.www.molecularlab.it


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