Biologia

Attivazione di un gene e produzione di mRNA

Quando si attiva un gene, si produce un mRNA, un’immagine più o meno speculare del gene. Migra dal nucleo al citoplasma.

La maggior parte degli mRNA nel quale serve come codice per assemblare gli amminoacidi nell’ordine giusto per creare una determinata proteina.

DNA → codifica per la produzione di RNA → codifica per la produzione di proteina.

DNA → codifica per la produzione di mRNA: trascrizione nel nucleo.

mRNA → codifica per la produzione di proteina: traduzione nel citoplasma.

Negli eucarioti

L’RNA prodotto dalla trascrizione è una forma “immatura” chiamata pre-mRNA.

Pre-mRNA sono scritti come unica molecola, che poi viene tagliata.

Caratteristiche

Esoni, sequenze di nucleotidi, tradotte poi in proteine e regioni chiamate introni.

Subisce 3 modifiche che servono a:

• Proteggere mRNA.
• Alla regolazione della sua espressione.
• Importanti per traduzione, perché gli mRNA verranno utilizzati come stampo per la produzione di proteine corrispondenti relative.

Nei procarioti

Non ci sono modifiche nell’RNA messaggero, sono già pronti per l’uso.

1° modifica negli eucarioti

Aggiunta di una 7-metil-guanosina, nucleotide con un gruppo metile in posizione 7 dell’azoto.

Si aggiunge al 5’, cappuccio, in una posizione strana 5’ legato ad un 5’. Di solito nei legami fosfodiesterici è 3’5’.

Questo nucleotide, cappuccio, serve a evitare che le esonucleasi, enzimi che servono a degradare l’RNA, lo degradino.

Cappuccio → il suo ruolo è proteggere appunto dalla degradazione perché le esonucleasi non lo riconoscono come nucleotide proprio, perché il legame non è un legame fosfodiesterico.

Se l’RNA deve essere degradato, ci saranno degli enzimi che toglieranno questo cappuccio, le esonucleasi agiscono, e degrada.

Appena l’RNA viene trascritto, viene messo il cappuccio, quando ancora la trascrizione non è finita. Appena vengono prodotti i primi nucleotidi nella catena di RNA subito viene inserito il cappuccio.

2° modifica

Anche il 3’ deve essere protetto, perché le esonucleasi arrivano sia al 3’ che al 5’.

Al 3’ viene aggiunta → coda di poli-A polimerasi = la poli-A polimerasi aggiunge tanti nucleotidi di adenina, che non hanno nulla a che fare con la traduzione dell’RNA messaggero: sono legami fosfodiesterici normali quindi qui le esonucleasi lavora perché li riconosce come nucleotidi, a differenza di prima che non c’erano legami fosfodiesterici.

Qui il processo di degradazione inizia, però finché degrada le adenine, l’RNA messaggero non viene degradato, la parte importante quindi non viene degradata.

Quando la coda verrà totalmente degradata, allora pure il messaggero verrà degradato → infatti:

La lunghezza della coda di poli-A stabilisce la vita del messaggero: più lunga è, più l’RNA messaggero sarà stabile nella cellula.

3° modifica

Splicing → riguarda solo mRNA.

Ci sono delle sequenze su questo trascritto primario che devono essere eliminate, perché non dovranno essere utilizzate per la produzione della proteina.

Il trascritto primario è un susseguirsi di esoni ed introni.

• Introni: sequenze da eliminare, non servono per la produzione delle proteine.
• Esoni: sequenze che rimangono dentro.

Particelle ribonucleoproteiche: formati sia da RNA, sia da proteine. Gli RNA in questione si chiamano snRNA, riconoscono i punti di congiunzione tra introni ed esoni, si associano, si uniscono i due esoni e rimuovono l’introne che si trovava tra essi.

Il trascritto primario porterà ad un RNA maturo che avrà esoni, cappuccio al 5’, coda di poli A al 3’.

Se queste sequenze di introni devono essere eliminate perché la cellula le trascrive?

Perché possono avere un ruolo di:

Splicing alternativo

Splicing alternativo → alcuni di questi introni con fenomeno di splicing alternativo, possono essere riconosciuti come se fossero esoni e quindi essere mantenuti nell’mRNA maturo.

Esempio: pre-mRNA nella proteina del muscolo.

Introni possono essere riconosciuti come introni oppure no.

Esoni possono essere scambiati per introni.

Esempio:

Nel muscolo liscio:

Il