Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione
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Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione
DNA RNA Trascrizione RNA PROTEINE Traduzione
Dove avvengono?
GLI EUCARIOTI
I PROCARIOTI
Cambell, Reece
Biologia
ZANICHELLI
Trascrizione
Sintesi di RNA a partire da uno “stampo” di DNA.
• Ci sono diversi tipi di RNA:
E’ l’unico che
m-RNA o “messaggero” viene tradotto in
proteine
t-RNA o “transfer”
r-RNA o “ribosomale”
snRNA, miRNA, ecc., “piccoli RNA”
Com’è organizzata un’unità
trascrizionale?
Nei procarioti: Terminatore
Sito d’inizio trascrizione
PROMOTORE GENE 1 GENE 2 GENE 3
Unità di trascrizione
Regola
l’inizio della Negli Eucarioti
trascrizione
Sito d’inizio trascrizione Terminatore
PROMOTORE 5’UTR ESONE 1 INTRONE ESONE 2 INTRONE 3’UTR
Unità di trascrizione
Gene Eucariotico
Trascrizione
Consiste in tre passaggi
– Inizio: attacco della RNA polimerasi a specifiche
regioni del DNA: promotori (nei procarioti)
– attacco della RNA polimerasi a fattori di trascrizione
(proteine) legate a regioni del DNA: promotori (negli
eucarioti)
– Allungamento: sintesi di una catena di RNA a partire
dall’estremità 3’ del DNA stampo mediante aggiunta di
un nucleotide alla volta
– Termine: distacco della molecola di RNA
neosintetizzata, trascritta, quando la RNA pol incontra
sul DNA altre sequenze specifiche: terminatori
La TRASCRIZIONE è operata da specifici enzimi, RNA Polimerasi, che: • Riconoscono specifici siti (sequenze di basi) sul DNA (promotori) (direttamente o indirettamente) • Operano in direzione 5’ 3’ sulla molecola di DNA stampo • Aggiungono un nucleotide alla volta seguendo il principio di complementarietà delle basi dettato dal DNA stampo
3 RNA polimerasi negli Eucarioti
1 nei Procarioti
Trascritto
Tipo Localizzazione
cellulare
18S,5.8S, 28S
I Nucleolo
rRNA
II Nucleo mRNA e snRNA
tRNA e 5S
III Nucleo
rRNA
Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI
Inizio della trascrizione negli
eucarioti
• La RNA polimerasi non riconosce
direttamente il promotore, ma
l’interazione è mediata da fattori di
trascrizione
Cambell, Reece
Biologia
ZANICHELLI Trascrizione
la sequenza di RNA è
complementare al filamento stampo
RNA polymerase
identica al filamentomakes RNA
che codifica
template strand
1.
coding strand
2.
3. nucleotide substitutionMaturazione dell’mRNA
(eucarioti)
• L’RNA trascritto, pre-mRNA, deve essere
modificato prima di abbandonare il nucleo della
cellula eucarioticaMaturazione dell’mRNA
(eucarioti)
1. Aggiunta in 5’ di una G met: Capping
Cambell, Reece
Funzioni: Biologia
ZANICHELLI
Protegge l’mRNA dalla degradazione
Funge da segnale di attacco ai ribosomiMaturazione dell’mRNA
(eucarioti)
2. Aggiunta in 3’ di una coda di poly A:
poliadenilazione
Cambell, Reece
Biologia
Funzioni: ZANICHELLI
Protegge l’mRNA dalla degradazione Da 50 a 250
nucleotidi
adeniliciMaturazione dell’mRNA
(eucarioti)
3. Rimozione delle sequenze non codificanti (introni)
e unione delle sequenze codificanti (esoni):
splicingCome avviene lo splicing?
• snRNP riconoscono le
terminazioni degli
introni ed unitamente
ad altre proteine
formano una struttura
chiamata spliceosoma
• Lo spliceosoma rimuove
gli introni ed unisce fra
loro gli esoni
Cambell, Reece
Biologia
ZANICHELLIGli Introni presentano sequenze conservate
Funzione dello splicing? Meccanismo di regolazione dell’espressione genica
Splicing Alternativo: Da un singolo gene più proteine
L’mRNA mautro va incontro
alla traduzioneI Conti non tornano!! Come si passa da un codice a 4 lettere ad uno a 20 lettere?
Il “CODICE GENETICO” Poiché abbiamo 4 basi azotate che compongono il DNA e 20 aminoacidi diversi in natura. Quante basi servono per codificare un a.a.? 1 base 4 possibilità 2 basi 42 = 16 possibilità 3 basi 43 = 64 possibilità
Negli anni ’60 vennero tradotti tutti i
64 codoni
Cambell, Reece
Biologia
ZANICHELLICodice Genetico: caratteristiche • UNIVERSALE Uguale in tutti gli esseri viventi, eccezione DNA mitocondriale • DEGENERATO 4 nucleotidi combinati 3 a 3 originano 64 combinazioni: 1 aa sarà pertanto codificato da più di una tripletta • NON AMBIGUO 1 tripletta codifica per 1 solo aa • COLINEARE fra sequenza di nucleotidi sull’mRNA e la sequenza aa di una proteina
Traduzione o sintesi proteica • Avviene nel citoplasma sui ribosomi liberi o collegati al RER (reticolo endoplasmico rugoso) • L’mRNA viene letto in direzione 5’ 3’ • Sono richiesti 3 tipi di RNA: – Messaggero (mRNA) – Di trasporto/transfer (tRNA) – Ribosomiale (rRNA) • Si articola in tre fasi: inizio, allungamento, termine • Richiede energia
t-RNA
FUNZIONE: TRASPORTA GLI AMINOACIDI
FINO AI RIBOSOMI
2 siti importanti:
1) ANTICODONE: sequenza di 3 basi
che si appaia al corrispettivo
CODONE sull’ m-RNA
2) Sito di legame per l’aminoacidoAminoacil-t-RNA sintetasi Ce ne sono 20 come il numero degli aminoacidi Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI
Ribosomi
RIBOSOMA: sito dove avviene la
sintesi delle proteine
• Sono costituiti da due subunità
(maggiore e minore)
• Ogni subunità costituita da
•r-RNA
• proteine
si assemblano nel nucleo
Le due subunità si uniscono
solo dopo che hanno preso
contatto con l’mRNA
Cambell, Reece
Biologia
ZANICHELLIInizio Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI
Allungamento Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI
Termine Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI
Maschi XY e Femmine XX • Nelle femmine solo uno dei due chr X viene trascritto e tradotto. L’altro viene inattivato. • Questo processo, che prende il nome di Inattivazione del chrX, serve per eguagliare I livelli di espressione dei geni sul chrX fra maschi e femmine (compensazione del dosaggio genico).
Inattivazione del cromosoma X nelle
femmine: lyonizzazione
Zigote
Prime fasi di
divisione cellulare
Inattivazione di
una delle 2 X
Mosaicismo delle
cellule somaticheCorpo di Barr – è la cromatina
condensata della X inattiva
• Femmine normali
hanno 1 corpo di
Barr
• Maschi con una X
sovrannumeraria
(47,XXY) hanno un
corpo di Barr
• Il numero dei corpi
di Barr è sempre uno
meno il numero delle
X presenti nella
cellulaPuoi anche leggere
