Biologia per maggiori I

Il dogma centrale della vita può essere definito in modo abbastanza semplice: Il DNA crea l’RNA, che a sua volta crea le proteine:

Nella trascrizione, il codice genetico viene trascritto, o scritto, in RNA. Nella traduzione, questo RNA viene poi tradotto in proteine. Naturalmente, i processi di trascrizione e traduzione sono un po’ più complicati di così. Rivediamo i due processi:

Trascrizione: DNA → RNA

La trascrizione è la prima metà del Dogma Centrale. È il processo in cui il DNA viene tradotto in RNA. La trascrizione avviene nel nucleo della cellula – il DNA non può lasciare il nucleo. Ci sono tre passi nella trascrizione: iniziazione, allungamento e terminazione (questi sono anche gli stessi passi della traduzione; tuttavia, cose diverse accadono nei passi dei diversi processi).

1. Iniziazione: La trascrizione inizia da un promotore: una regione specifica di un gene. La RNA polimerasi si lega al promotore. Questo segnala al DNA di srotolarsi. L’enzima è ora pronto per produrre mRNA
2. Elongazione: I nucleotidi vengono aggiunti al filamento di mRNA
   • Ricordo: la timina si trova solo nel DNA e l’uracile solo nell’RNA!
3. Terminazione: La trascrizione termina quando la RNA polimerasi incontra una sequenza di stop (terminazione) nel gene.

RNA polimerasi

Ci sono tre tipi di RNA polimerasi eucariotiche. Opportunamente, si chiamano RNA polimerasi I, RNA polimerasi II e RNA polimerasi III.

• L’RNA polimerasi I si trova nel nucleolo e facilita la trascrizione dell’RNA ribosomiale (rRNA), che viene poi elaborato e assemblato nei ribosomi.
• La RNA polimerasi II si trova nel nucleo e sintetizza tutti i pre-mRNA nucleari codificanti proteine.
• Anche la RNA polimerasi III si trova nel nucleo. Questa polimerasi trascrive una varietà di RNA strutturali che include il 5S pre-rNA, pre-RNA di trasferimento (pre-tRNA), e piccoli pre-RNA nucleari.

elaborazione dell’RNA

Dopo la trascrizione, i pre-mRNA eucariotici devono subire diverse fasi di elaborazione prima di poter essere tradotti.

I pre-mRNA sono prima rivestiti di proteine stabilizzatrici di RNA; queste proteggono il pre-mRNA dalla degradazione mentre viene processato ed esportato fuori dal nucleo. I tre passi più importanti dell’elaborazione del pre-mRNA sono l’aggiunta di fattori stabilizzanti e di segnalazione alle estremità 5′ e 3′ della molecola, e la rimozione di sequenze intermedie che non specificano gli amminoacidi appropriati. In rari casi, la trascrizione dell’mRNA può essere “modificata” dopo che è stata trascritta.

Traslazione: RNA → proteina

La traduzione avviene nel citoplasma. Ci sono tre passi nella traduzione: iniziazione, allungamento e terminazione (questi sono anche gli stessi passi della trascrizione; tuttavia, accadono cose diverse nei passi dei diversi processi).

1. Iniziazione: La sintesi proteica inizia con la formazione di un complesso di iniziazione. La traduzione inizia con una metionina in ogni catena polipeptidica
2. Elongazione: Il sito A lega i tRNA aminoacilici carichi in arrivo. Il sito P lega i tRNA carichi che trasportano aminoacidi. L’allungamento procede con tRNA carichi che entrano nel sito A e poi si spostano nel sito P seguito dal sito E ad ogni “passo” del ribosoma.
3. Terminazione: Si incontra un codone senza senso (UAA, UAG o UGA). Allineandosi con il sito A, questi codoni senza senso sono riconosciuti dai fattori di rilascio

Ribosomi e tRNA

Codoni

Gli amminoacidi che costituiscono le proteine sono codificati da una tripletta nucleotidica: per esempio, la proteina serina è codificata dai codoni UCU, UCC, UCA e UCG.