Biologia cellulare e genetica 4 17 Capitolo 1 La sintesi delle proteine L informazione contenuta nel DNA dei geni è talmente importante che la cellula non può rischiare di danneggiarla, per cui esegue una copia di lavoro del gene corrispondente. L operazione di copiatura è detta trascrizione e consiste nella formazione di un acido nucleico, l RNA, che viene usato come stampo per la produzione di una specifica proteina. Il percorso che porta alla formazione della proteina di svolge in due tempi: trascrizione e traduzione (f A2). Trascrizione La doppia elica di DNA si apre e si chiude al comando di opportuni indicatori solo per una parte, chiamata gene, che contiene le informazioni da trascrivere e le copia sull mRNA [ 12 ]. Esistono diversi tipi di geni; i principali sono quelli strutturali che codificano per proteine strutturali ed enzimi e quelli regolatori che codificano per proteine, la cui funzione è regolare l espressione di altri geni. All inizio e alla fine di ogni gene esistono sequenze, dette elementi genici regolatori, coinvolte nella regolazione dell espressione genica. Un gene regolatore codifica una proteina in grado di controllare la trascrizione legandosi, sul DNA, a uno o più siti specifici. Sia nei procarioti che negli eucarioti la trascrizione consta di tre fasi fondamentali, inizio, allungamento e terminazione, delle quali la prima e l ultima sono dettate da specifiche sequenze nucleotidiche del DNA. 12 Processo di trascrizione con in evidenza, a sinistra, la catena neoformata di RNA. 1. La fase di inizio avviene grazie a un processo biochimico catalizzato dagli enzimi RNA polimerasi che, dopo aver riconosciuto uno specifico promotore, cioè una sequenza di nucleotidi che in genere si trovano subito a monte del gene da trascrivere ( a monte significa verso l estremità 5 della sequenza di RNA o l estremità 3 del filamento di senso del DNA), svolgono la doppia catena di DNA e iniziano a muoversi sullo stampo. Soltanto una delle due eliche di DNA, detta elica stampo, viene trascritta in RNA. 2. Nella fase di allungamento le RNA-polimerasi aggiungono alla catena di RNA nuovi ribonucleotidi complementari alla sequenza di DNA del filamento stampo procedendo dall estremità 3 all estremità 5 e unendosi fra loro con un legame fosforico 3 OH } 5 OH. La doppia elica del DNA si riavvolge e la catena di RNA in formazione, detta trascritto, è via via rilasciata. L insieme di tutti i trascritti (RNA messaggeri o mRNA) di un dato organismo o tipo cellulare è detta trascrittoma. 3. La fase di terminazione si verifica quando la RNApolimerasi raggiunge specifiche sequenze di DNA chiamate terminatori. L RNA polimerasi si stacca e l RNA è rilasciato come trascritto. Traduzione Nei ribosomi, richiamato dalle triplette di mRNA, si avvicina un altro intermediario, il tRNA (RNA di trasporto), che possiede la tripletta complementare (anticodone) e trasporta l amminoacido. Il tRNA è costituito da circa 80 nucleotidi, ha struttura bidimensionale ed è ripiegato a trifoglio per mezzo di legami a idrogeno. A una estremità vi è la tripletta chiamata anticodone che è specifica per un determinato codone dell mRNA. All altra estremità il tRNA si lega all amminoacido. Come la trascrizione anche la traduzione si svolge in tre fasi: inizio, allungamento e terminazione. GLOSSARY Sintesi delle proteine Protein synthesis 0080.Parte1_Cap_01.indd 17 Catena di RNA neoformata DNA 1. La fase di inizio comincia quando la subunità ribosomiale più piccola si attacca al filamento di mRNA presso l estremità 5 , ponendo in evidenza il primo codone di questo filamento cui va ad appaiarsi l anticodone del primo tRNA (il codone dell mRNA di solito è (5 ) AUG (3 ), complementare all anticodone (3 ) UAC (5 ) del tRNA). La combinazione fra subunità ribosomiale più piccola, tRNA e mRNA, è detta complesso d inizio. Una volta che questo complesso si è formato, la subunità ribosomiale più grande si attacca a quella più piccola e il tRNA d inizio va a collocarsi nel sito P (peptidico) della subunità più grande. L energia necessaria per questa tappa è fornita dalla idrolisi della guanosina trifosfato (GTP) [ 13 a pagina seguente]. 26/02/21 16:53