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Il linguaggio nucleotidico La sequenza di nucleotidi dellmRNA viene letta per gruppi di 3 nucleotidi. Le parole nel linguaggio nucleotidico sono costituite.

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1 Il linguaggio nucleotidico La sequenza di nucleotidi dellmRNA viene letta per gruppi di 3 nucleotidi. Le parole nel linguaggio nucleotidico sono costituite da 3 lettere che corrispondono a 3 basi. Queste parole costituite da 3 basi sono chiamate codoni. Ciò significa che ci sono 4 3 = 64 uniche parole. Quindi uno stesso amminoacido può essere codificato da diversi codoni (molti codoni sono quindi sinonimi), questo viene chiamato RIDONDANTE.

2 Perchè non usare codoni più corti? Se ogni codone fosse solo di 2 basi, ci sarebbero 4 2 = 16 possibili unici codoni. Questi non basterebbero per codificare i 20 amminoacidi esistenti più i codoni di stop.

3 The Genetic Code UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG Phe Leu Val Ile Met Ser Pro Thr Ala Tyr Stop His Gln Asn Lys Asp Glu Cys Arg Ser Arg Gly Stop Trp

4 The genetic code consists of 64 triplet codons (A, G, C, U) 4 3 = 64 all codons are used in protein synthesis 61 per i 20 amino acids 3 termination (stop) codons: UAA, UAG, UGA AUG (methionine) is the start codon (also used internally) multiple codons for a single amino acid = degeneracy 5 amino acids are specified by the first two nucleotides only

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6 Ogni sequenza si presta ad essere tradotta in tre griglie di lettura differenti, a seconda del punto in cui inizio il processo di decodificazione sulla molecola. In tutti i casi sarà soltanto una delle 3 griglie a dar vita ad una proteina funzionale.

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8 I codoni dellmRNA non riconoscono direttamente gli amminoacidi, esistono delle molecole adattatrici.

9 Methionine tRNA A C U Anticodon Assumono una conformazione secondo il modello a trifoglio Le differenze nelle sequenze nucleotidiche determinano la capacità di legare un amminoacido specifico Lansa II contiene la sequenza di 3 nucleotidi detta ANTICODONE che si appaia, durante la traduzione al codone dellmRNA Questo appaiamento è fondamentale per linserimento dellamminoacido corretto,come specificato dalla m-RNA, nella catena polipeptidica in crescita.

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12 20 aminoacidi 48 diversi anticodoni (nei batteri 31 diverse molecole di tRNA) 61 codoni

13 Codon-anticodon interactions codon-anticodon base-pairing is antiparallel the third position in the codon is frequently degenerate one tRNA can interact with more than one codon (therefore 50 tRNAs) wobble rules C with G or I (inosine) A with U or I G with C or U U with A, G, or I I with C, U, or A 53 A U G U A C 35tRNA met mRNA 53 C U A G G A U 35tRNA leu mRNA wobble base one tRNA leu can read two of the leucine codons

14 Wobble (Vacillamento) Appaiamento sbagliato nella terza posizione del codone

15 Sintesi Proteica

16 Attivazione dellaminoacido ATP + Aminoacido = Aminoacido adenilato + 2P Aminoacido adenilato + tRNA = AminoaciltRNA + AMP

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21 Fase dinizio Il tRNA iniziatore portante la metionina si lega alla subunità minore del ribosoma assieme a dei fattori dinizio. Si lega lmRNA, la subunità minore del ribosoma scorre sullmRNA fino a quando non incontra il codone dinizio AUG. Si instaura il legame tra lAUG e lanticodone del tRNA iniziatore. Si associa la subunità maggiore. Il tRNA iniziatore occupa il sito P, al sito A è presente il secondo codone dell mRNA

22 Al sito A si lega il tRNA acilato (portante il secondo aminoacido della catena polipeptidica). Si forma il legame peptidico tra lestremità COOH terminale della Metionina e lestremità NH2 terminale del secondo aminoacido ad opera dellattività enzimatica della subunità maggiore del ribosoma. Lenergia necessaria è data dallattivazione aminoacidica.

23 Formazione del legame peptidico

24 Il tRNA scarico che occupava il sito P occuperà il sito E il tRNA portante il dipeptide che occupava il sito A occuperà il sito P al sito A sarà presente il terzo codone dellmRNA pronto ad ospitare un nuovo tRNA acilato TRASLOCAZIONE

25 Allungamento

26 Terminazione Quando al sito A sarà presente uno dei 3 segnali di arresto, si legheranno dei fattori di terminazione e la sintesi sarà bloccata

27 A E Large subunit P Small subunit Traduzione - Inizio fMet UAC GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

28 A E Ribosome P UCU Arg Aminoacyl tRNA Phe Leu Met Ser Gly Polypeptide CCA Traduzione - Allungamento GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

29 A E Ribosome P Phe Leu Met Ser Gly Polypeptide Arg Aminoacyl tRNA UCUCCA Traduzione - Allungamento GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

30 A E Ribosome P CCA Arg UCU Phe Leu Met Ser Gly Polypeptide Traduzione - Allungamento GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

31 A E Ribosome P Traduzione - Allungamento Aminoacyl tRNA CGA Ala CCA Arg UCU Phe Leu Met Ser Gly Polypeptide GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

32 A E Ribosome P Traduzione - Allungamento CCA Arg UCU Phe Leu Met Ser Gly Polypeptide CGA Ala GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA 5 mRNA 3

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34 La struttura primaria delle proteine Destinazione delle proteine allinterno della cellula Presenza o assenza della proteina in un determinato tipo cellulare o in un determinato momento della vita cellulare La struttura primaria di RNA non tradotti Il Genoma cellulare specifica inoltre:

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36 Protein maturation: modification, secretion, targeting 5 AUG polysome for secreted protein 2. the signal recognition particle a (SRP) binds the signal peptide b and halts translation 1. translation initiates as usual on a cytosolic mRNA a the signal recognition particle (SRP) consists of protein and RNA (7SL RNA); it binds to the signal peptide, to the ribosome, and to the SRP receptor on the ER membrane b the signal peptide is a polypeptide extension of residues, usually at the N-terminus of a protein, that consists mostly of hydrophobic amino acids c ER = endoplasmic reticulum ER lumen c cytosol 3. the SRP docks with the SRP receptor on the cytosolic side of the ER membrane and positions the signal peptide for insertion through a pore SRP SRP receptor Translation of a secreted protein

37 5 ER lumen cytosol 4. translation resumes and the nascent polypeptide moves into the ER lumen 5. signal peptidase, which is in the ER lumen, cleaves off the signal peptide 7. the ribosomes dock onto the ER membrane; the rough ER is ER studded with polysomes 6. the SRP is released and is recycled

38 5 ER lumen cytosol UGA 8. translation continues with the nascent polypeptide emerging into the ER lumen 9. at termination of translation, the completed protein is within the ER and is further processed prior to secretion completed protein is processed and secreted

39 Modificazioni post-traduzionali


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