Sintesi dell’ RNA

Il DNA e l’RNA, gli acidi nucleici, sono polimeri di nucleotidi Il DNA è un polinucleotide, cioè un polimero di nucleotidi, ognuno formato da tre parti: uno zucchero C5 detto desossiribosio; un gruppo fosfato; una base azotata.

Il DNA e l’RNA, gli acidi nucleici, sono polimeri di nucleotidi Esistono quattro diversi tipi di basi azotate. L’adenina (A) e la guanina (G) sono caratterizzate da un doppio anello e sono chiamate purine. La timina (T) e la citosina (C) sono caratterizzate da un anello singolo e sono chiamate pirimidine.

Il DNA e l’RNA, gli acidi nucleici, sono polimeri di nucleotidi L’RNA (acido ribonucleico) differisce dal DNA per il tipo di zucchero C5 che contiene, il ribosio, e perché al posto della base azotata timina contiene un’altra pirimidina, l’uracile (U).

RNA e DNA Nel nucleo delle eucellule, nei mitocondri e nei cloroplasti (poco) Lunghissime molecole di decine di migliaia o centinaia di migliaia di milioni di coppie di nucleotidi Doppia catena di nucleotidi Sintetizzato su stampo DNA (autoduplicazione) Nel citoplasma Lo zucchero è il ribosio Al posto della base timina, c’è l’uracile Molecole di decine, centinaia o migliaia di nucleotidi Una singola catena Sintetizzato su stampo DNA (non in grado di autoduplicazione) DNA RNA Basi azotate uracile adenina guanina citosina timina

Il DNA è una molecola adatta alla duplicazione La duplicazione del DNA (o replicazione) è semi-conservativa, dato che ogni filamento funge da stampo per la formazione del filamento complementare, cosicché ogni nuova molecola di DNA ha un filamento «conservato» dall’originale e uno neoformato.

La costruzione di una proteina prevede due fasi: la trascrizione e la traduzione Durante la trascrizione il DNA viene usato come stampo per la formazione dell’RNA messaggero (mRNA). Durante la traduzione, un RNA trascritto dirige la sequenza degli amminoacidi di un polipeptide che deve essere costruito.

Una tripletta di basi codifica per un amminoacido La sequenza di nucleotidi del DNA (il codice genetico) specifica l’ordine degli amminoacidi di un polipeptide. Il codice genetico è basato su una tripletta di basi, ossia un codone, che è una sequenza precisa di tre basi nucleotidiche indicate da tre lettere, per esempio AUC, e corrisponde a un amminoacido. Il codice genetico è universale.

m RNA o RNA messaggero viene sintetizzato nel nucleo, complementare a un tratto di una delle due catene di DNA porta nel citoplasma l’istruzione “fotocopiata” dal programma inserito nei ribosomi, viene letto e l’informazione viene “tradotta” dagli enzimi che sintetizzano la proteina disponendo gli amminoacidi secondo l’ordine scritto sull’mRNA Trascrizione traduzione proteina ribosomi

Nella trascrizione ogni gene trasferisce l’informazione all’RNA messaggero (mRNA) Un segmento di doppia elica di DNA si srotola e si apre al centro, cosicché i nucleotidi di RNA si possano appaiare, man mano che il filamento di DNA viene trascritto. I nucleotidi si uniscono uno alla volta grazie al lavoro dell’RNA polimerasi.

Prima di lasciare il nucleo l’mRNA viene elaborato I geni degli eucarioti sono costituiti da sequenze nucleotidiche codificanti chiamate esoni, intercalate a regioni non codificanti dette introni. Sia gli esoni sia gli introni vengono trascritti, e l’RNA messaggero che si forma viene detto trascritto primario.

tRNA o RNA transfert anticodone amminoacido ogni molecola di amminoacido viene legata nel citoplasma a una specifica molecola di RNA il tRNA è una corta catena di nucleotidi a forma di trifoglio la “foglia” centrale è formata da 3 nucleotidi →anticodone c’è una esatta corrispondenza tra l’amminoacido e l’anticodone del tRNA cui viene legato Anticodone sito di attacco per aminoacido

anticodone Struttura del tRNA Le molecole di tRNA sono stabili perché alcuni tratti della catena di nucleotidi si complementano con altri tratti della stessa catena, dando la forma a trifoglio

Nella traduzione, ogni RNA di trasporto (tRNA) veicola un amminoacido I tRNA trasferiscono gli amminoacidi che si trovano nel citoplasma ai ribosomi, dove l’mRNA viene trasformato nella sequenza di amminoacidi che corrisponde a una proteina. Gli anticodoni del tRNA si accoppiano con i codoni complementari dell’mRNA.

Modello tRNA attacco per l’amac attacco per l’amac fenilalanina asparagina attacco per l’amac fenilalanina

Il linguaggio del programma genetico CODICE: insieme di simboli con cui sono registrate le istruzioni sul programma ISTRUZIONE (gene)= codifica per la successione con cui vanno legati gli amminoacidi per sintetizzare una specifica proteina CODONE: successione lineare di 3 nucleotidi mRNA (tripletta) che codificano per (cioè portano l’istruzione per andare a prendere) un amminoacido TRIPLETTA: una delle 64 (43) possibili combinazioni lineari di 3 nucleotidi ANTICODONE: tripletta tRNA complementare a una tripletta (codone) mRNA

La traduzione ha luogo presso i ribosomi presenti nel citoplasma I ribosomi hanno un sito di legame per l’mRNA e tre siti di legame per il tRNA. Quando un ribosoma si sposta lungo una molecola di mRNA, il polipeptide in formazione si allunga di un amminoacido alla volta. Spesso molti ribosomi sono associati e in fase di traduzione dello stesso mRNA. L’intero complesso di traduzione è detto poliribosoma.

La 1a fase della traduzione dell’mRNA in polipeptidi è detta «inizio» L’inizio è la fase che mette insieme tutti i componenti necessari alla traduzione. Il codone di inizio è AUG. Ogni ribosoma ha 3 siti di attacco per i tRNA: sito E (da exit), sito P (da peptide) e sito A (da amminoacido).

La 2a fase della traduzione è l’allungamento Durante l’allungamento, un tRNA che porta un peptide si trova sul sito P e un tRNA associato al proprio amminoacido sta arrivando al sito A. Una volta che il tRNA successivo si aggancia al sito A, il peptide in via di formazione sarà trasferito a questo tRNA. Poi, avviene la traslocazione: l’mRNA si sposta in avanti, in modo che il tRNA che porta agganciato il peptide si trovi ora al sito P del ribosoma. Infine, il tRNA usato fuoriesce dal sito E.

La 3a fase della traduzione è la terminazione Il processo di allungamento e traslocazione si ripete più volte, con il tRNA usato che fuoriesce dal sito E, mentre sul sito A si aggancia un nuovo codone, pronto a ricevere un altro tRNA. Quando il ribosoma raggiunge un codone di terminazione, la traduzione si conclude con la fase di terminazione, in cui il polipeptide viene rilasciato. La trascrizione e la traduzione rendono possibile l’espressione genica.

Le mutazioni cambiano la sequenza delle basi nel DNA Una mutazione genica è un cambiamento permanente nella sequenza di basi del DNA. Le mutazioni possono alterare l’espressione genica. Le mutazioni germinali avvengono nelle cellule sessuali e possono essere trasmesse alla generazione successiva attraverso la riproduzione. Le mutazioni somatiche avvengono nelle cellule del corpo e non vengono trasmesse alla progenie.

Le mutazioni rendono difettosi i geni e quindi alterano l’espressione genica Le mutazioni puntiformi implicano un cambiamento in un singolo nucleotide di DNA e, di conseguenza, un cambiamento in uno specifico codone. Le mutazioni di sfasamento avvengono soprattutto per inserzione o delezione di uno o più nucleotidi nel DNA.

I trasposoni sono elementi genetici mobili I trasposoni, o «geni che saltano», furono scoperti da Barbara McClintock nel 1981. Un trasposone è una sequenza di DNA che può essere soggetta a trasposizione, cioè a spostamenti da un sito all’altro dello stesso cromosoma. I trasposoni sono in grado di bloccare la trascrizione e possono rappresentare una fonte di mutazioni cromosomiche, come traslocazioni, delezioni, inversioni e duplicazioni.

I virus e i batteri sono utili negli studi e nelle applicazioni genetiche I batteriofagi si riproducono all’interno dei batteri con due modalità: il ciclo litico e il ciclo lisogeno.

Il virus HIV, agente dell’AIDS, è un esempio di retrovirus Come molti altri virus animali, l’HIV usa la trascrizione inversa per copiare RNA nel DNA della cellula ospite, allo scopo di inserire una copia complementare del proprio genoma nel genoma dell’ospite.

I batteri possono trasferire geni tra loro in tre modi diversi Trasformazione – un batterio ricevente preleva dall’ambiente extracellulare tratti di DNA libero. Coniugazione – si verifica tra batteri quando la cellula donatrice trasferisce geni alla cellula ricevente attraverso un pilo sessuale. Trasduzione – un batteriofago porta porzioni di DNA batterico da una cellula donatrice a una ricevente.