Dal DNA alle Proteine: Traduzione del Messaggio Genetico

La traduzione Dal linguaggio dei nucleotidi (DNA e RNA) a quello degli amminoacidi (PROTEINE) La considerazione iniziale è che ci sono 4 basi azotate e 20 amminoacidi Se ogni coppia di basi codificasse per 1 amminoacido avremmo 16 amminoacidi (42) Se 3 basi codificassero per 1 amminoacido avremmo 64 amminoacidi (43) Se ogni base codificasse per 1 amminoacido avremmo 4 amminoacidi (41)

Il CODICE GENETICO e’: letto a triplette. Ciascuna tripletta di nucleotidi, chiamata codone, codifica per un amminoacido. Il codone rappresenta l’unita’ di base del codice genetico. pressoché universale escluse poche eccezioni i codoni per gli amminoacidi sono identici in tutte le specie esaminate. degenerato perché più di un CODONE può codificare per lo stesso amminoacido; soltanto la metionina ed il triptofano hanno un solo codone. Degenerato non significa impreciso.

La decifrazione del Codice Esperimenti in vitro di Nirenberg 1961 Estratto cellulare batterico + UUU Phe AAA Lys CCC Pro GGG Gly mRNA sintetico Polipetide Seguirono poi esperimenti più complessi

IL SIGNIFICATO DELLA DEGENERAZIONE La degenerazione è, in realtà, anche un sistema di difesa dalle mutazioni puntiformi spontanee che se colpiscono la terza base possono non alterare la sequenza aminoacidica e quindi la conformazione tridimensionale e l'efficienza della proteina. GUU GUC GUA GUG VALINA CCU CCC CCA CCG PROLINA

Una mutazione in terza base generalmente non ha conseguenze Il codice è universale? In alcuni organismi o nei mitocondri alcuni codoni hanno significati diversi Il codice è degenerato Per quasi tutti gli amminoacidi esiste più di una tripletta che lo codifichi Questa ridondanza del codice riduce la probabilità che una mutazione nella sequenza nucleotidica porti a gravi cambiamenti nella proteina Una mutazione in terza base generalmente non ha conseguenze

LA SINTESI PROTEICA Accettore Peptidilico I N Z O Arriva l’mRNA sulla Subunità minore del ribosoma

In realtà, nei batteri, la sintesi proteica inizia con N-formilmetionina e non con la metionina. Un enzima specifico formila la metionina dopo che essa è stata legata al t-RNA.

Inserimento amminoacido corrispondente Posizionamento della subunità maggiore di RNA Avanzamento dell’mRNA Lettura della seconda tripletta

Evidenzia la posizione dei 2 amminoacidi Posizionamento dei 2 tRNA nei rispettivi siti del Ribosoma

I due amminoacidi restano legati Posizionamento degli amminoacidi Richiamo per il tRNA corrispondente I due amminoacidi restano legati Posizionamento degli amminoacidi Il tRNA lascia il sito P e non ha più l’amminoacido Appaiamento delle basi ed inserimento del tRNA Lettura di una nuova tripletta

DISTACCO DELLA PROTEINA Non viene richiamato nessun tRNA nel Sito A I siti A e P sono vuoti Distacco del tRNA senza amminoacido Le triplette di Stop sono 3: UGA; UAA e UAG

DISTACCO DELLE 2 SUBUNITÀ DEL RIBOSOMA

Le amminoacil t-RNA sintetasi Le amminoacil t-RNA sintetasi pur catalizzando tutte la stessa reazione generale differiscono notevolmente nella composizione in subunità e nel peso molecolare. Le cellule devono avere per lo meno una amminoacil t-RNA sintetasi per ciascuno dei 20 amminoacidi. Nei procarioti esiste una sola AAS per ciascun amminoacido.

Specificità per un tRNA: esempio della GlnRS (classe I) Monomero I siti di contatto della sintetasi sul tRNA si trovano sulla faccia più interna (concava) della L (stelo accettore, stelo D). Ma non esistono regolarità su come i vari tRNA riconoscono le loro rispettive sintetasi-> lo stelo dell’anticodone non partecipa sempre al processo di riconoscimento

Interazione codone-anticodone Durante la sintesi proteica il tRNA appropriato viene selezionato solo mediante interazione codone-anticodone -> il gruppo amminoacidico non partecipa a questo processo Presenza di Ala in peptidi nei punti in cui è specificata una Cys