Citologia - Formazione delle proteine

Macromolecole biologiche fondamentali

Proteine: macromolecole biologiche fondamentali per l’organismo, svolgono funzione strutturale, immunitaria, di trasporto (ossigeno, minerali, lipidi di membrana), di identificazione dell’identità genetica, ormonale, enzimatica, contrattile, energetica. Sono polimeri formati da monomeri, da catene amminoacidiche, quindi da amminoacidi: diverse catene specifiche di amminoacidi si uniscono tra loro per formare una determinata proteina.

Tipi di proteine

• Proteine strutturali: ad esempio quelle costituenti dei tessuti connettivi (collagene ed elastina).
• Enzimi: fungono da catalizzatori nelle reazioni biochimiche (accelerano la velocità della reazione).
• Ormoni: fungono da messaggeri chimici e permettono di attivare delle reazioni all’interno dell’organismo producendo una risposta biologica.
• Neurotrasmettitori: utili a trasferire un’informazione biologica tra due neuroni connessi o tra un neurone ed una cellula (fibrocellula muscolare/cellula endocrina).
• Proteine informazionali: come quelle citochine, interleuchine (sistema immunitario), peptidi (catene più corte di amminoacidi presenti nel sistema nervoso).

Amminoacidi

Gli amminoacidi sono molecole quaternarie (4 legami) composte da idrogeno, carbonio, ossigeno e azoto più un atomo residuo (R) differente per ogni amminoacido. Ne esistono 20 diversi. Una sequenza di catene di amminoacidi (amminoacidi legati tra loro) forma una specifica proteina. Sono così definiti perché contengono un gruppo acido (acido carbossilico COOH) ed uno basico (gruppo amminico NH₂).

Tutti gli amminoacidi vengono definiti molecole zwitterioni poiché possono fungere sia da basi che da acidi a seconda del pH in cui si trovano (al pH citosolico sono neutri).

Sintesi proteica

La sintesi proteica è il processo chimico (per questo definito sintesi/biosintesi) responsabile della produzione di proteine sulla base dell’informazione genetica contenuta nella sequenza nucleotidica dell’mRNA, copiata dalla sequenza di DNA durante le cellule biologiche generano nuove proteine.

I protagonisti della sintesi proteica sono l’mRNA (RNA messaggero), che trasporta l’informazione genetica dal nucleo al citosol (citoplasma), ed i ribosomi, strutture all’interno delle quali avviene la formazione di catene di amminoacidi.

La sintesi proteica è costituita da due fasi principali: trascrizione e traduzione.

Trascrizione

Formazione di una molecola di mRNA (RNA messaggero) a partire da uno stampo di DNA, che avviene in direzione 5′→3′. L’mRNA è sintetizzato grazie all’azione dell’enzima RNA polimerasi DNA dipendente. L’mRNA contiene le indicazioni sulla sequenza di amminoacidi per formare un particolare polipeptide. L’mRNA formatosi esce dal nucleo attraverso dei pori nucleari e giunge nel citoplasma dove raccoglie