Concetti Chiave
- Le principali classi di RNA comprendono RNA strutturali come rRNA, tRNA, snRNA e scRNA, e RNA informazionali come mRNA e microRNA, ciascuna con funzioni specifiche.
- La trascrizione degli RNA avviene nel nucleo, mentre nei procarioti i processi di trascrizione e traduzione sono simultanei nello stesso luogo, a differenza degli eucarioti dove sono compartimentalizzati.
- Gli mRNA, a vita breve, fungono da copie temporanee dell'informazione genetica e sono tradotti in proteine, mentre i microRNA regolano l'espressione genica senza essere tradotti.
- RNA ribosomici e transfer svolgono ruoli cruciali nella sintesi proteica; i rRNA sono componenti dei ribosomi, mentre i tRNA trasportano gli aminoacidi necessari.
- La struttura degli RNA è caratterizzata da una parziale doppia elica e da modifiche post trascrizionali, che migliorano la loro capacità di legame e funzione catalitica.
• RNA strutturali (RNA ribosomali - rRNA, RNA transfer tRNA, RNA nucleari piccoli – snRNA, RNA citoplasmatici piccoli – scRNA) (snRNA interagiscono con l’espressione genica, snRNA sono dei piccoli RNA nucleari che sono fondamentali per il processo di splicing)
• RNA informazionali (gli RNA trascritti sul DNA e destinati a essere tradotti in polipeptidi/proteine – mRNA, o comunque impiegati per regolare il processo della espressione genica, - microRNA) sono specifici per quell’individuo/cellula
Indice
Processo di trascrizione e traduzione
La trascrizione avviene nel nucleo, tutti gli RNA sono prodotti nel nucleo. Nei procarioti la trascrizione e la traduzione avvengono nello stesso luogo e allo stesso tempo (avvengono in contemporanea). Negli eucarioti sono compartimentalizzate.
Tutti gli RNA devono essere trasportati nel citoplasma.
Nei procarioti tendenzialmente l’RNA viene tradotto, negli eucarioti viene trascritto prima un pre RNA che poi va incontro a un processo di maturazione (modifiche post trascrizionali che avvengono nel nucleo)
Ruolo degli mRNA e microRNA
-mRNA (messenger RNA)
Sono RNA a vita breve che servono come copie dell’informazione contenuta sul DNA (trascrizione) e sono destinati al macchinario cellulare della sintesi proteica durante la quale vengono tradotti in catene polipeptidiche (traduzione). Nel momento in cui vengono tradotti vengono distrutti
RNA molto brevi a doppia elica che servono a controllare e regolare il funzionamento degli mRNA
Vengono anch’essi trascritti sul DNA ma la loro funzione non è di essere tradotti, quanto di intervenire nel processo di trasferimento e traduzione dell’informazione contenuta sugli mRNA
RNA ribosomici e transfer
• RNA ribosomici (rRNA) sono componenti strutturali e catalitici dei ribosomi
• RNA transfer (tRNA) trasportano gli aminoacidi necessari alla sintesi proteica
• RNA nucleari piccoli (small nuclear RNA, snRNA) sono presenti esclusivamente negli eucarioti e servono alla maturazione degli RNA messaggeri
• RNA citoplasmatici piccoli (small cytoplasmic RNA, scRNA) sono coinvolti nel traffico delle proteine
all’interno delle cellule eucariotiche
Struttura e modifiche degli RNA
• Hanno sempre struttura parzialmente a doppia elica (tipo A) causata dal ripiegamento su se stesso del filamento là dove può formarsi una complementarietà tra le basi
• Hanno anche regioni a singola elica che si organizzano in loops oppure che semplicemente non sono organizzate
Si formano per modifiche post trascrizionali che sono in grado di introdurre basi alternative perché queste hanno un potenziale di legame maggiore (si possono legare a più basi, creando legami canonici)
• Un RNA con capacità auto-catalitica (di splicing) deve questa attività, tra l’altro, al possedere una struttura secondaria e terziaria molto complessa
Scoperte storiche sugli RNA
• Tra 1956 e il 1961 da Volkin e Astrachan prima e da Spiegelman e collaboratori poi
• Studiando gli RNA marcati con un tracciante radioattivo che si formavano in cellule di E. coli infettate da T2 e T4
• Il tracciante radioattivo era 3H-uridina… perché?
• Questi RNA erano “instabili”, cioè avevano una emivita molto breve… perché?
• “Ibridando” questi RNA marcati al DNA – immobilizzato su filtro - presente nelle cellule (DNA di T4 e DNA di E.coli) si scoprì che ibridavano prevalentemente a DNA di T4: erano trascritti da geni di T4
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo degli RNA ribosomici e transfer nella sintesi proteica?
- Come avviene il processo di trascrizione negli eucarioti rispetto ai procarioti?
- Qual è la funzione degli mRNA e dei microRNA?
- Cosa sono gli RNA nucleari piccoli (snRNA) e qual è il loro ruolo?
- Quali scoperte storiche hanno contribuito alla comprensione degli RNA?
Gli RNA ribosomici (rRNA) sono componenti strutturali e catalitici dei ribosomi, mentre gli RNA transfer (tRNA) trasportano gli aminoacidi necessari per la sintesi proteica.
Negli eucarioti, la trascrizione avviene nel nucleo e gli RNA devono essere trasportati nel citoplasma, mentre nei procarioti la trascrizione e la traduzione avvengono nello stesso luogo e contemporaneamente.
Gli mRNA sono copie dell'informazione contenuta nel DNA destinate alla sintesi proteica, mentre i microRNA regolano il funzionamento degli mRNA senza essere tradotti.
Gli RNA nucleari piccoli (snRNA) sono presenti esclusivamente negli eucarioti e sono fondamentali per la maturazione degli RNA messaggeri attraverso il processo di splicing.
Tra il 1956 e il 1961, studi su RNA marcati con traccianti radioattivi in cellule di E. coli hanno rivelato che questi RNA erano instabili e ibridavano prevalentemente con il DNA di T4, indicando che erano trascritti da geni di T4.
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