Biologia generale e cellulare

STRUTTURA RNA

Il dna ha una struttura a doppia elica mentre l’RNA viene prodotto sotto

forma di una singola elica, un unico filamento. I nucleotidi che lo

costituiscono hanno struttura similissima al dna. Abbiamo la timida nel dna e

l’uracile nell’rna. Estremità in basso contiene 3’ OH

Anche nel caso dell’rna, l’RNA ha una sua

direzione e tutte le volte che viene sintetizzato un nuovo rna il nuovo

rna viene sintetizzato da rna polimerasi in direzione 5’—3’. Derivano

tutte da una polimerasi che svolge la sua azione catalitica nella sua

direzione e aggiunge al 3’ oh il seguente nucleotide.

La stabilita del dna è dovuta dall’appartamento delle basi azotate di un filamento e dell’altro.

Nel caso dell’rna.

Puntini rossi sono delle sorte di doppie eliche.

All’interno di una cellula alcuni tipi di rna possono ripiegassi su

se stessi e assumere delle strutture stabili, questo è importante

in particolare nel caso dei dna ribosomiali o del trna.

L’RNA messaggero non necessariamente deve assumere una

struttura di questo tipo, perchè può essere anche lineare e

comunque letto dal ribosoma.

Ce molto piu rna in una cellula di dna. Ci sono certi rna cosi

come per le proteine che sono presenti in migliaia di copia in

una stessa cellula. Questa è una grande differenza con il dna.

Dna abbiamo 46 cromosomi in ogni cellula mentre la quantità di rna è il 6 per cento del peso

molecolare di una cellula batterica.

• Un batterio contiene 0,05 - 0,10 pg di RNA, equivalenti al 6% del suo peso totale.

• Una cellula di mammifero, poiché è molto più grande, contiene più RNA, circa 20 - 30 pg, che

rappresenta però solo l'1% del peso totale. MRNA: Un rna che contiene al suo

interno un tipo di informazione che è

necessaria per la sintesi delle proteine. Il

codice con cui questa informazione è

scritta è il codice genetico scritto a

triplette. Nei procarioti l’ mRNA è

indistinguibile dal rna ribosomiale. L’rna

messaggero deve essere tradotto.

rRNA: l’rrna è una delle componenti

principali dei ribosomi

TRNA: sono degli rna che si possono trovare nella cellula legati ad uno specifico amminoacido.

Parla due linguaggi il linguaggio degli acidi nucleici e quello degli amminoacidi.

SnRNA→ piccoli RNA nucleari, agiscono in una varietà di processi nucleari, compreso lo splicing

dei pre-mRNA 49

Trascrizione nei procarioti vs eucarioti

Dna circolare. L’RNA deriva dalla trascrizione di uno dei due filamenti di DNA.

Nella cellula batterica tutto avviene in modo molto veloce (è la sua forza).

Nel momento stesso in cui avviene la trascrizione l’RNA viene immediatamente legato dai

ribosomi che iniziano la sintesi proteica.

Trascrizione e sintesi proteica possono avvenire quasi contemporaneamente.

Negli eucarioti la trascrizione avviene nel nucleo ma la traduzione avviene nel citoplasma.

Ma prima di ciò deve subire un processo di maturazione:

→ Splicing, capping e poliadenilazione =modifiche chimiche dell’RNA che avvengono nel nucleo

prima che l’RNA venga portato nel citoplasma e tradotto.

La doppia elica dove ci sono i due filamenti

blue e azzurro mentre in rosso è l’RNA

messaggero che deriva dalla trascrizione di uno

dei due filamenti. Nei batteri deve avvenire in

maniera super veloce. 15 minuti per duplicarsi.

La sintesi proteica e la trascrizione nei

procarioti possono avvenire quasi

contemporaneamente. Super efficiente

Negli eucarioti il processo è molto piu lungo e

complesso, la trascrizione avviene nel nucleo

ma poi l’RNA viene tradotto nel citoplasma.

Prima rna viene trascritto poi deve subire un processo di maturazione che nn avviene nei

procarioti. 3 modifiche chimiche che sono splicing capping (testa) e poliadenilazione (aggiunta di

un coda poli-A al mRNA per modificarlo).

Origine di replicazione nel genoma sono piccole sequenze di un certo numero di nucleotidi (10-8).

Primo modo è identificare la sintesi di replicazione. Origine di replicazione di un cromosoma è un

tipo di replicazione.

Sequenza che si ripete tante volte sequenze telomeriche, sebbene non codifichino per alcuna

proteina servono per chiamare la telomerasi, un tipo di codice. Solo alcune regioni dei cromosomi

vengono trascritte.

- Quali regioni del genoma vengono trascritte?

- Dove vengono trascritte?

- Quando in quale cellula in quale fase dello sviluppo o in risposta a quali segnali?

- Quanto vengono trascritte in una molecole 5 o 100?

- Quale dei due filamenti deve essere trascritto?

Stiamo parlando dei promotori dei geni: bisogna decodificare e capire quale strategia è assunta

dal dna per trascrivere.

Cosa è un gene?

Un gene è un pezzo di cromosoma che serve a trasmettere un’informazione e consente la

produzione di un RNA.

Un gene contiene dentro di sé tutte le informazioni necessarie per rispondere alle domande che ci

siamo posti prima.

È una regione di DNA che contiene al suo interno tutte le informazioni possibili che abbiamo

elencato, non solo la sequenza nucleotidica,

ma anche tutta la sua regolazione etc…

Contiene l’informazione per tutta

l’espressione e la regolazione corretta di un

certo RNA.

Gene consente la produzione di rna, codifica

per un enzima 50

Tutte le informazioni necessarie dette, un gene contiene tutte le informazioni possibili elencate.

Dei geni sono scritti usando un filamento e altri usando l’altro. Le molecole hanno una loro

direzionalità. L’RNA che viene prodotto avrà un 5’ da una parte e 3’ dall’altra.

La prima tripletta sarà più a sx e l’ultima sarà più a dx. La punta è sempre il gruppo amminico.

Nel DNA ci sono regioni che codificano per geni, regioni non codificanti…

Alcuni geni vengono trascritti sfruttando un filamento, altri sfruttando l’altro.

Le molecole hanno una loro direzionalità, perciò gli RNA prodotti trascrivendo un filamento o

l’altro hanno diverso orientamento e ciò comporterà un diverso orientamento della proteina.

L’inizio della proteina è sempre un gruppo aminico, che corrisponde con l’estremità 5’.

Il gruppo carbossilico terminale corrisponde con l’estremità 3’.

Produzione filamento di RNA

L’RNA polimerasi produce un filamento usando un filamento di DNA come templato.

Ha bisogno di nucleotidi a singolo filamento.

Non c’è bisogno delle SSBP protein, perché l’RNA polimerasi da sola riesce ad aprire la doppia

elica e le basi, per essere lette, devono essere temporaneamente a singolo filamento.

La RNA ha a disposizione tutti e quattro i ribonucleotidi trifosfato e prova a inserirli, quando trova

quello giusto l’RNA polimerasi catalizza un legame fosfodiesterico, liberando due gruppi fosfato.

Sintetizza sempre in direzione 5’-3’.

Il filamento di mRNA avrà una sequenza complementare al filamento stampo di DNA.

Perciò la sua sequenza sarà uguale a quella dell’altro filamento di DNA.

Il filamento codificante è il filamento rosso (nel disegno) e ha la stessa sequenza dell’mRNA

prodotto, ma non è lui che ha fatto da stampo (blu nel disegno).

In blu e in rosso c’è la doppia elica, come

avviene la sintesi da parte della rna polimerasi.

E’ la palla azzurra, e fa per certi versi alcune

cose con la dna polimerasi e necessitano delle

stesse cose. L’RNA polimerasi produce un

filamento utilizzando un filamento template. La

rna polimerasi ha bisogno di nucleotidi I che

sono a singolo filamento, la rna polimerasi riesce

da sola a ìd aprire la doppia elica in una piccola

regione e queste basi per essere lette devono

essere temporaneamente a singolo filamento.

3’ OH della base C ultima inserita e la rna

polimerasi ha a disposizione tutti i nucleotidi

ribofosfato e tutti provano ad inserirsi ma

quando c’è quello corretto e si inserisce la rna polimerasi catalizzerà la formazione di un nuovo

legame fosfodiesterico liberando due gruppi

ribo-fosfato. La rna polimerasi riesce a fare in modo che in una piccola regione il dna situa a

singolo filamento e sintetizza sempre in direzione 5-3 e 3-5 e formerà un nuovo legame

fosfodiesterico. Poi proseguirà a copiare un filamento complementare al filamento blu (stampo).

L’RNA prodotto viene prodotto usando il filamento stampo e la sua sequenza p uguale al

filamento rosso. Verde e rosso stessa sequenza nucleotidica. La differenza tra rna e filamento

rosso dna è che al posto della t c’è la u.

Il filamento detto codificante viene chiamato così convenzionalmente perché è il filamento rosso

che ha la stessa sequenza dell’rna prodotto, non è stato lui quello che ha fatto da stampo. Lo

stampo è il blu mentre il codificante è il rosso.

Il filamento stampo del gene B è il rosso, il codificante è il blu.

Per il gene A il filamento stampo è il blu, il codificante è il rosso.

L’RNA è dello stesso colore del codificante

ROSSO

Il gene A viene trascritto usando come stampo il

blu e il filamento codificante sarà il rosso. 51

Sul cromosoma (sia eucariotico che batterico) posso avere che alcuni geni hanno come filamento

codificante uno filamento e altri geni l’altro.

La RNA polimerasi trascrive un RNA sapendo dove iniziare e dove terminare, quindi sa qual è il

primo nucleotide e qual è l’ultimo. Sa anche quale dei due filamenti è quello stampo.

Queste informazioni dove si trovano?

•RNA polimerasi II trascrive gli mRNA. I geni che codificano per gli mRNA avranno caratteristiche

che li accomunano se tutti sono capaci di richiamare la medesima RNA polimerasi.

•RNA polimerasi I trascrive tutti gli rRNA. I geni che codificano per gli rRNA avranno

caratteristiche che li accomunano se tutti sono capaci do richiamare la medesima RNA

polimerasi.

•Gli RNA piccoli e il tRNA sono trascritti dalla polimerasi III.

RNA polimerasi I, II, III si differenziano perché ciascuna deve saper distinguere geni specifici che

hanno caratteristiche simili tra loro.

Un gene contiene molte più regioni della singola

trascritta.

A monte e a valle di una regione che va trascritta

ci sono regioni regolatorie

→ promotore e terminatore.

Sono sequenze particolari in grado di indicare il

punto in cui inizia e termina la trascrizione.

Tutti i promotori che richiamano una specifica

RNA polimerasi sono simili.

Il gene B è un gene che viene trascritto in direzione opposta da dx a sx pero la rna polimerasi

trascriver&agrav