Domande Biologia

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1. Destino post-sintetico delle proteine

Una volta sintetizzate dai ribosomi, le proteine devono raggiungere la loro

destinazione specifica per funzionare correttamente. Alcune rimangono nel

citosol (cioè nel fluido interno della cellula), altre devono essere

trasportate negli organelli come il nucleo, i mitocondri, il reticolo

endoplasmatico (RE) o i lisosomi, oppure secrete fuori dalla cellula. Questo

trasporto è guidato da sequenze di aminoacidi chiamate segnali di

localizzazione, che vengono riconosciute da proteine trasportatrici. Ad

esempio, le proteine nucleari hanno sequenze di localizzazione nucleare,

riconosciute dalle importine (proteine che le guidano attraverso i pori

nucleari nel nucleo). Le proteine mitocondriali hanno sequenze presegnale

N-terminali, riconosciute dai complessi TOM e TIM (canali della membrana

esterna e interna del mitocondrio) e aiutati dagli chaperoni Hsp70

(proteine che impediscono il ripiegamento prematuro). Le proteine

destinate al RE o alla secrezione possiedono peptidi segnale N-terminali,

riconosciuti dalla SRP (particella di riconoscimento del segnale, che arresta

temporaneamente la traduzione e guida il ribosoma al traslocone del RE).

Le proteine lisosomiali ricevono una fosforilazione su mannose (mannose-

6-fosfato), riconosciuta dai recettori specifici che le indirizzano verso i

lisosomi. Così, ogni proteina arriva esattamente dove serve.

2. Proteine destinate a mitocondri, RE, lisosomi

Le proteine destinatarie di organelli specifici possiedono sequenze

riconoscibili dalla macchina cellulare di trasporto. Le proteine mitocondriali

hanno segnali N-terminali che permettono ai complessi TOM e TIM di

trasportarle attraverso le membrane mitocondriali. Gli chaperoni

molecolari impediscono loro di ripiegarsi prematuramente. Le proteine del

RE hanno peptidi segnale riconosciuti dalla SRP, che blocca la sintesi fino

al loro arrivo nel RE e permette la traslocazione attraverso il traslocone

(canale proteico). Le proteine lisosomiali ricevono un’etichetta mannose-6-

fosfato, riconosciuta dai recettori specifici e indirizzate ai lisosomi,

organelli digestivi della cellula.

3. Controllo qualità, glicosilazione

Nel RE e nell’apparato di Golgi, le proteine subiscono modifiche post-

traduzionali. Il controllo qualità consiste nell’assicurarsi che la proteina sia

correttamente ripiegata; se non lo è, viene degradata tramite il sistema

ERAD (Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation). La glicosilazione è

l’aggiunta di zuccheri (carboidrati) alle proteine, importante per stabilità,

folding e riconoscimento cellulare. Proteine mal ripiegate possono essere

legate da chaperoni calnexina e calreticulina, che cercano di aiutarle a

ripiegarsi correttamente.

4. Struttura degli amminoacidi, legami peptidici

Gli amminoacidi sono unità base delle proteine, composti da un carbonio

centrale legato a un gruppo amminico (-NH2), un gruppo carbossilico (-

COOH), un idrogeno e una catena laterale R che determina polarità, carica

e reattività. Gli amminoacidi si uniscono tramite legami peptidici, che sono

legami covalenti tra il gruppo carbossilico di un amminoacido e il gruppo

amminico del successivo, con perdita di una molecola d’acqua (reazione di

condensazione). La sequenza degli amminoacidi determina la struttura

primaria della proteina.

5. Associazione struttura terziaria e funzione

Il folding di una proteina porta alla formazione della struttura terziaria,

cioè la disposizione tridimensionale delle catene laterali nello spazio.

Questo determina la funzione della proteina: ad esempio, la forma di un

enzima determina quale substrato può legare. Le interazioni che

stabilizzano la struttura includono legami idrogeno, legami ionici,

interazioni idrofobiche e ponti disolfuro tra cisteine. Senza la corretta

struttura terziaria, la proteina perde funzione.

6. Peptide segnale e riconoscimento SRP

Il peptide segnale è una sequenza N-terminale che indirizza le proteine

verso organelli specifici, principalmente il RE. La SRP (Signal Recognition

Particle) riconosce questo segnale, arresta temporaneamente la

traduzione e guida il ribosoma verso il traslocone nel RE, dove la proteina

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