Prof. Paolo Abis Speranzina Ferraro - 14 dicembre 2006

Il dogma centrale della Biologia Duplicazione Porta alla formazione di nuove molecole di DNA e al trasferimento di materiale genetico. Trascrizione L’informazione contenuta nel DNA passa alle molecole di RNA. Traduzione Processo finale in cui dall’RNA si arriva alla sintesi delle proteine. Prof. paolo abis

La Sintesi proteica Il gene-codice per la proteina è trascritto nel pre-mRNA. Il Pre-mRNA è elaborato fino a mRNA maturo. L’mRNA esce dal nucleo. L’mRNA è tradotto nei ribosomi e produce la catena polipeptidica. Prof. paolo abis

Dalla trascrizione alla traduzione Prof. paolo abis

La Trascrizione del DNA (transcription) Processo nel quale l’RNA (acido ribonucleico) è sintetizzato a partire dal DNA stampo. L’RNA è quindi un altro acido nucleico, il cui scheletro contiene zucchero ribosio coniugato con le basi Adenina, Guanina, Citosina e Uracile (U, al posto di T) Ribosio La sintesi dell’RNA avviene in direzione 5’  3’ ad opera di enzimi detti RNA polimerasi, che generano una copia ad RNA del DNA stampo. Prof. paolo abis

L’azione delle RNA polimerasi non inizia in maniera casuale, ma è “guidata”dalla presenza sul DNA di particolari box di sequenza, i quali vengono riconosciuti da specifici fattori di trascrizione. Allo stesso modo la trascrizione termina in prossimità di particolari segnali di stop. Prof. paolo abis

Eucarioti Procarioti MATURAZIONE DELL’RNA pre-mRNA  mRNA La trascrizione in eucarioti è seguita dalla maturazione del trascritto primario pre-mRNA  mRNA Prof. paolo abis

MATURAZIONE DELL’RNA Prof. paolo abis

La Traduzione del DNA (translation) Le molecole implicate sono: RNA messaggero o mRNA RNA transfer o tRNA RNA ribosomali o rRNA ognuna delle quali viene coinvolta, con ruoli diversi, nella sintesi proteica. L’RNA messaggero trasporta l’informazione genetica del DNA sotto forma di un codice a tre basi, i codoni, ciascuno dei quali specifica un particolare aminoacido. Prof. paolo abis

RNA transfer o tRNA braccio accettore Tutti i tRNA hanno una struttura tridimensionale simile che include un braccio accettore utile al legame dello specifico aminoacido ed un loop con la sequenza dell’anticodone alla sua estremità. Loop anticodone Prof. paolo abis

RNA transfer o tRNA Gli RNA transfer (tRNA) sono fondamentali per decifrare i codoni dell’mRNA. Ciascun aminoacido possiede il suo specifico tRNA su cui viene caricato e poi trasportato all’estremità crescente della catena polipeptidica Prof. paolo abis

RNA ribosomali o rRNA I ribosomi sono granuli scuri presenti nel citosol, sulla membrana nucleare e sul reticolo endoplasmatico rugoso (RER). Sono composti da RNA ribosomiale (r-RNA) e materiale proteico, si può suddividere in due parti: una subunità grande di 50 S avente almeno 34 proteine (L1-L34) e due molecole di RNA (23 S e 5 S), una subunità piccola di 30 S contenente almeno 21 proteine (S1-S21) ed un RNA di 16 S. Prof. paolo abis

RNA ribosomali La subunità superiore è composta da tre siti, in ordine E, P ed A Il sito A è il sito che attende l’arrivo di nuove triplette da codificare; Il sito P tiene salda la sequenza amminica, rilasciandola solamente quando il sito A ha tradotto un’ulteriore amminoacido; Prof. paolo abis

Traduzione (translation) : le fasi INIZIO ALLUNGAMENTO TERMINAZIONE Prof. paolo abis

Inizio Il complesso di iniziazione per la traduzione è formato da: Le due sub-unità ribosomali tRNA iniziatore (met-tRNA) Codone start nell’ mRNA. Tutte le catene proteiche iniziano con l'amminoacido metionina perchè il loro codone di inizio è sempre AUG, che codifica appunto Met. Prof. paolo abis

ALLUNGAMENTO Un nuovo amminoacil-tRNA si lega al sito A del ribosoma grazie alla partecipazione di alcuni fattori di allungamento detti EF (Elongation Factors). A questo punto si forma un legame peptidico tra la Met e il nuovo amminoacido e il RIBOSOMA PUO' SCORRERE DI UNA POSIZIONE, liberando così il sito A. In A si legherà un altro aa-tRNA e così via. Ogni nuovo aminoacido viene aggiunto se si verifica il corretto appaiamento tra la tripletta del tRNA, l’anticodone, e la tripletta sul mRNA, il codone. Prof. paolo abis

Terminazione La sintesi del polipeptide continua fino a che si incontra il codone stop. Quando il ribosoma raggiunge uno specifico codone, (codone stop), la sintesi ha termine. i fattori di rilascio, proteine che simulano l'azione del tRNA, si legano al sito A e liberano la proteina nel citoplasma. Il tRNA è rilasciato dal ribosoma Il ribosoma si dissocia nelle due subunità. Prof. paolo abis

Polisomi La sintesi delle proteine può avvenire molto rapidamente. Questo avviene perché più ribosomi possono legarsi ad un filamento di mRNA consentendo quindi la costruzione simultanea di più proteine. Un filamento di mRNA con più ribosomi è chiamata polisoma. Prof. paolo abis

Ribosomi in coda per la lettura e traduzione Proteine in vari stadi di crescita La molecola di mRNA viene letta contemporaneamente da più ribosomi in fila. La traduzione termina quando il numero di molecole proteiche prodotte risulta sufficiente Proteina prodotta Prof. paolo abis

Catena polipeptidica in crescita Riconoscimento codone-anticodone Formazione del legame polipeptidico Distacco del tRNA Prof. paolo abis