La sintesi delle proteine Geni e proteine Il

La sintesi delle proteine

Geni e proteine Il genotipo di un organismo è la sequenza di nucleotidi del suo DNA. Il fenotipo è costituito dalle proteine. Il concetto difficile da comprendere è il collegamento tra DNA e proteine.

L’esperimento su Neurospora crassa ha spiegato tale enigma: si è originata l'ipotesi di un “gene un enzima”. La funzione del gene consiste nel dirigere la produzione di uno specifico enzima.

In realtà un gene codifica per un polipeptide (più amminoacidi )

Il dogma centrale della biologia Il linguaggio dei geni è scritto nella catena del DNA che è fatto da 4 diverse basi azotate (A, T, C, G), mentre una proteina è una lunga catena di amminoacidi e ce ne sono 20. Una proteina può contenere centinaia o migliaia di amminoacidi. Sono due linguaggi diversi che devono essere convertiti l'uno e l'altro.

L’ RNA o acido ribonucleico si presenta sotto forma di una singola catena di nucleotidi, con • Ribosio al posto del Desossiribosio • Uracile al posto della timina. Ci sono tre tipi di RNA:

RNAr (ribosomiale) Costituisce i ribosomi in cui avviene la sintesi proteica. I procarioti hanno ribosomi più piccoli degli eucarioti

RNAm (messaggero) • è una catena lineare di nucleotidi che si forma usando come stampo una sequenza di DNA nel processo detto trascrizione. Negli eucarioti il trascritto di RNA esce dal nucleo e va nel citoplasma.

RNAt (di trasporto) Complessa struttura tridimensionale dato da un anticodone e da una parte opposta che trasporta un aminoacido, permette la traduzione del linguaggio del DNA in proteine

Dogma centrale della biologia molecolare L’informazione genetica, tramite trascrizione e traduzione, parte del DNA, passa per l’RNA e diventa polipeptide

Il codice genetico Fu’ identificato e decifrato da Marshall Nirenberg nel 1961. Spiega come da DNA si arrivi a proteine. Codoni o triplette: tre nucleotidi costituiscono una specie di parola e più codoni formano una frase. Ci sono 4 basi azotate che formano • 64 parole diverse, ma solo 61 corrispondono ad aminoacidi • AUG codone di inizio • UAA, UAG, UGA, codone di stop

Caratteristiche del codice genetico • Universale: valido per tutti gli esseri viventi con le uniche eccezioni: DNA dei mitocondri e dei cloroplasti, DNA di un gruppo di protisti. • Degenerato o ridondante: perché i codoni che codificano per gli amminoacidi sono di più rispetto agli aminoacidi stessi, quindi ci sono dei sinonimi. • non è ambiguo, è univoco: perché un codone codifica solo per un amminoacido

La trascrizione Comprende varie fasi: • Inizio: ▫ la doppia elica si rotola parzialmente ▫ si divide nel punto d'inizio ▫ l'enzima RNA polimerasi si lega alla sequenza di DNA detta promotore

• allungamento: la RNA polimerasi si sposta lungo lo stampo di DNA e accoppia nucleotidi di RNA al filamento complementare • terminazione: l’RNA polimerasi raggiunge la sequenza di stop detta terminatore. Il trascritto di RNA si stacca dallo stampo.

Lo splicing degli eucarioti Nei procarioti l’RNA trascritto da un gene è utilizzato così com'è. Negli eucarioti, prima di uscire dal nucleo l’RNA subisce una rielaborazione che lo trasforma in RNA maturo. I geni degli eucarioti sono discontinui hanno regioni codificanti esoni e non codificanti introni

Alcuni enzimi rimuovono gli introni e uniscono gli esoni tra loro in una operazione detta splicing dell’RNA cioè montaggio. A questo punto viene aggiunto un “cappuccio” in 5’ e una coda di poli A in 3’. L’RNA maturato è più stabile II trascritto finale esce e va nel citoplasma. Vi è anche lo splicing alternativo cioè l'unione degli esoni in ordine diverso che darà proteine differenti.

Ribosomi e l‘RNA di trasporto La traduzione richiede enzimi, energia e l'intervento di RNA di trasporto che è l'interprete e riconosce le parole del DNA in amminoacidi. La molecola di t. RNA ha forma ripiegata porta ad un'estremità una tripletta di basi detta anticodone che è complementare a uno specifico codone di RNAm. Dall'altra parte del t. RNA si trova il sito di attacco per l'aminoacido codificato dal codone.

RNA

La traduzione avviene nel citoplasma sui ribosomi I ribosomi sono fatti da due subunità • una più grande e una più piccola che si legano al RNA m sul sito P che ospita il t. RNA che lega la catena polipeptidica in crescita. • il sito A ospita t. RNA che porta con sé l'amminoacido da aggiungere alla catena.

Le tre fasi della traduzione 1. Nella fase di inizio il ribosoma si assembla: ▫ ▫ le due subunità del ribosoma si legano ad un sito di legame specifico del m. RNA e il t. RNA si lega il codone di inizio del m. RNA Il t. RNA si sposta e occupa il sito P.

2. Nella fase di allungamento il polipeptide si accresce: ▫ ▫ ▫ l'anticodone di una molecola di t. RNA si appaia con l’RNAm, si forma il legame peptidico tra due amminoacidi. il ribosoma scorre

3. Nella fase di terminazione il ribosoma si disassembla ▫ ▫ quando incontra il codone di stop che non corrisponde ad alcun tipo di RNA il polipeptide completo si libera dall'ultimo t. RNA il ribosoma si divide nelle sue due subunità

La catena si allunga, il polipeptide si ripiega e assume la forma tridimensionale. La catena polipeptidica può essere spostata nell’apparato del Golgi oppure in altri organuli https: //sites. google. com/site/profrcoianiz/scienze /uomo/dna/sintesi-proteica