Il viaggio dell'RNA: dalla trascrizione alla sintesi proteica

Tipi di RNA

Lungo il percorso che collega un gene al proprio polipeptide, si trovano ben quattro tipi diversi di RNA.

- L'RNA ribosomiale, o rRNA, è associato a molecole proteiche e costituisce piccoli organuli citoplasmatici, i ribosomi. Questi ultimi rappresentano il macchinario cellulare su cui avviene la sintesi dei polipeptidi.

Funzione dell'RNA messaggero

- Un secondo tipo di RNA, detto RNA messaggero o mRNA, ha la funzione di portare l'informazione genetica dal nucleo della cellula ai ribosomi, su cui si svolge la sintesi del polipeptide.

- L'mRNA è prodotto a partire da un altro tipo di RNA, chiamato RNA nucleare eterogeneo, o hnRNA, che è il prodotto diretto della trascrizione del DNA. L'hnRNA contiene sia tratti destinati a essere tradotti (chiamati esoni) sia tratti (gli introni) che non contengono alcuna informazione per il futuro polipeptide.

- Infine, l'RNA transfer, o tRNA, ha la funzione di selezionare gli amminoacidi durante la sintesi della catena polipeptidica.

Produzione e splicing dell'hnRNA

Quando un segnale biochimico stimola la cellula a sintetizzare un particolare polipeptide, il nucleo cellulare produce l'hnRNA dal gene corrispondente. La sequenza nucleotidica dell'hnRNA è esattamente complementare alla sequenza nucleotidica del DNA che è stato trascritto e comprende esoni e introni. Attraverso un processo complesso che avviene nel nucleo, noto come splicing, l'hnRNA perde gli introni; è come se il messaggio iniziale, hnRNA, fosse ripulito dalle parti senza significato. Il risultato finale è la produzione dell'mRNA.

Traduzione del messaggio genetico

L'mRNA esce dal nucleo e si lega a un ribosoma dove sono presenti gli enzimi necessari per la sintesi del polipeptide. L'arrivo delle molecole di tRNA, che portano gli amminoacidi specifici, mette in moto la sintesi, cioè la traduzione del messaggio genetico.
Facendo ancora riferimento all'analogia con il linguaggio, possiamo descrivere il messaggio genetico in termini di un codice composto da tre lettere (tre basi). Per esempio, quando le basi G, G e U si trovano vicine sulla molecola di mRNA, nel loro complesso specificano l'amminoacido glicina.

Anche se esistono altre triplette di basi che corrispondono alla stessa glicina, GGU è uno dei codici specifici per questo amminoacido. Analogamente, GCU è una tripletta specifica per l'alanina.

Ciascuna tripletta di basi sull'mRNA viene detta codone e corrisponde a un amminoacido definito. Il codice genetico stabilisce le corrispondenze fra codoni e amminoacidi.

Una delle caratteristiche più importanti del codice genetico è la sua universalità: un codone specifico per l'alanina nell'uomo, per esempio, ha la stessa specificità nei batteri, nelle piante e negli animali.

Ciò dimostra che la nostra affinità con l'intero mondo vivente è maggiore di quanto si possa pensare.

Il tRNA, a sua volta, contiene una tripletta di basi, detta anticodone, che è complementare a un codone. Una molecola di tRNA, che porta l'amminoacido corrispondente al proprio anticodone, può disporsi su un filamento di mRNA solo se il suo anticodone "combacia" con il codone dell'mRNA. Se l'anticodone è ACC, la A deve trovare una U e, allo stesso tempo, le due C adiacenti devono trovare due basi G adiacenti sul filamento di mRNA. In tal modo, codone e anticodone si allineano formando legami a idrogeno, che sono generalmente rappresentati con linee punteggiate.

I codoni dell'mRNA determinano la sequenza con cui le molecole di tRNA si dispongono e, quindi, la sequenza degli amminoacidi nel polipeptide.