Concetti Chiave
- Francis Crick ha scoperto il codice genetico a triplette, utilizzando mutanti indotti dalla proflavina per dimostrare che le mutazioni influenzano la lettura del DNA.
- I revertanti sono di due tipi: uno richiede la delezione/inserzione dello stesso nucleotide e l'altro una seconda delezione in un'altra posizione per ripristinare il wild type.
- Nirenberg e Leder hanno sintetizzato tutti i 64 trinucleotidi, associandoli a ribosomi per identificare quale aminoacido fosse legato a ciascun trinucleotide.
- La traduzione dell'RNA avviene in direzione 5'3', consentendo la sintesi proteica su RNA non completamente trascritto, fondamentale per la regolazione genica nei batteri.
- Il codice genetico è continuo e non sovrapposto, con codoni di stop (UAA, UAG, UGA) che segnano la fine della traduzione senza codificare per aminoacidi.
Indice
Scoperta di Francis Crick
Scoperto da Francis Crick.
Hanno usato un batteriofago, il T4 e hanno usato un mutante, che è R2. Il mutante non cresceva nel ceppo K12 ma entrambi crescevano nel ceppo B.
Mutanti indotti dalla proflavina che è una sostanza che causa delle index (inserzioni/delezioni) di una singola coppia di basi. Che cosa è un’ index? Se tolgo una base (delezione) sfasa la fase di lettura. Stessa cosa succede se inserisco una base. I mutanti da proflavina potevano revertire e quindi tornare a selvatico. Una delezione causa un mutante, per farlo tornare a wild type c’è bisogno di una inserzione.
I revertanti sono di due tipi:
-una inserzione/delezione viene revertita dalla delezione/inserzione dello stesso nucleotide (rarissimo).
-La prima delezione viene revertita da una seconda delezione in un’altra posizione, se la inserzione successiva è poche basi più avanti vado a stabilire la sequenza esatta dalla delezione in avanti.
Codice genetico e triplette
Hanno capito che le mutazioni per inserzioni (mutaz +) delezioni (mutaz -).
Due mutazioni dello stesso segno non ristabilivano mai i wild type.
Se avvenivano 3 mutazioni dello stesso segno in diversi casi si ristabiliva il wt. Questo perché 3 + causano inserzione di un amminoacido ma nello spazio tra le tre mutazioni a valle, la lettura è identica all’originale.
Unica spiegazione possibile è che il codice genetico sia a triplette quindi l’mRNA viene letto di tre basi per volta.
Esperimenti di Nirenberg e Leder
RNA sintetici e estratti cellulari per la traduzione in vitro.
La Polinucleotide fosforilasi sintetizza RNA senza bisogno di uno stampo partendo da ribonucleotide difosfati.
Nirenberg e Leder sintetizzano tutti e 64 i trinucleotidi e li associano uno a uno ai ribosomi in presenza di specifici aminoacidi marcati con radioattivo.
Scoprono che un particolare trinucleotide legato al ribosoma provoca il legame di un solo tipo di aminoacido. Esempio UGU provoca il legame al ribosoma di Cys.
Direzione della traduzione
Hanno messo una C, per capire in che direzione viene tradotto l’RNA.
Dato che la trascrizione procede in direzione 5’ 3’ la traduzione in direzione 3’ 5’ richiederebbe un RNA completamente trascritto per iniziare. Al contrario, la traduzione in direzione 5’ 3’ consente alla sintesi proteica di iniziare su un RNA non ancora completamente trascritto. L’accoppiamento che ne deriva tra trascrizione e traduzione è fondamentale per la regolazione dell’espressione dei geni nei batteri.
Hanno preso dei trinucleotidi UUC, hanno capito che la traduzione dipende dal punto in cui inizia ad essere letto il DNA.
Questo perché il codice genetico non è sovrapposto ma si legge in maniera continua, si va avanti di tre nucleotidi alla volta in direzione 5’3’. Il codice genetico non presenta punteggiatura.
I geni possono essere sovrapposti nei procarioti.
Si è scoperto che il codice genetico ha codoni di stop che non codificano per nessun aminoacido: UAA UAG UGA.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della proflavina nelle mutazioni genetiche?
- Come si stabilisce la sequenza esatta dopo una delezione?
- Qual è la relazione tra mutazioni e il codice genetico a triplette?
- Come avviene la traduzione dell'RNA e qual è la sua direzione?
La proflavina è una sostanza che causa mutazioni per inserzioni e delezioni di una singola coppia di basi, sfalsando la fase di lettura del codice genetico. I mutanti indotti dalla proflavina possono revertire, tornando al tipo selvatico, attraverso specifiche inserzioni o delezioni (come descritto nel testo).
La sequenza esatta dopo una delezione può essere stabilita se una seconda delezione avviene in un'altra posizione e se l'inserzione successiva è poche basi più avanti, permettendo di ripristinare la lettura originale del codice genetico.
Le mutazioni per inserzioni e delezioni non ristabiliscono mai il tipo selvatico, a meno che non ci siano tre mutazioni dello stesso segno, che possono causare l'inserzione di un amminoacido, mantenendo la lettura identica all'originale. Questo suggerisce che il codice genetico è letto in triplette.
La traduzione dell'RNA avviene in direzione 5' 3', permettendo la sintesi proteica di iniziare su un RNA non completamente trascritto. Questo accoppiamento tra trascrizione e traduzione è fondamentale per la regolazione dell'espressione genica nei batteri, come evidenziato nel testo.
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