Appunti di Biologia molecolare

trifosfato;Anche nel caso dell’RNA, l’idrolisi del pirofosfato rende la reazione non più reversibile.nella cellula esistono vari tipi di RNA, raggruppati in 3 grandi famiglie, a seconda della lorofunzione:

• RNA messaggero, trascritto dei geni codificanti proteine, trasferisce l'interazione da DNA a proteine. Rappresenta il 5% dell’RNA cellulare;
• RNA ribosomiale, sono tipicamente 3 o 4, componente strutturali e catalitiche dei ribosomi; 80% dell'RNA cellulare;
• RNA transfer, molecola capace di decodificare il codice genetico contenuto nell’mRNA, richiamare gli aminoacidi e produrre proteine.

Esistono RNA di dimensioni differenti dalle funzioni differenti, tipicamente eucariotici o relativi alle funzioni eucariotiche:

• small nuclear RNA, componenti essenziali dello spliceosoma;
• microRNA, o miRNA, che regolano l’espressione genica;
• long non-coding RNA, o lncRNA, che regolano l’espressione genica.

Tutti questi sono non codificanti, e la

Adattamento è proprio garantita dalla mancanza di nucleo. Gli eucarioti invece presentano una barriera fisica tra la produzione e maturazione del mRNA e produzione di proteine: il trascritto primario dovrà essere processato, per diventare funzionale, nei procarioti questo processo non esiste, la traduzione avviene contemporaneamente alla trascrizione, mentre negli eucarioti sono processi ben separati, regolati indipendemente.

La trascrizione (per semplicità parleremo di mRNA, ma tutti i concetti sono assimilabili per ogni tipologia di RNA) è la sintesi di RNA a partire da DNA; il filamento codificante contiene tutte i nucleotidi dell'RNA, che viene però prodotto da un filamento complementare, il filamento stampo.

Anche la trascrizione è divisibile in:

• fase di inizio; l'RNA polimerasi deve individuare il filamento stampo e agganciarsi, questo riconoscimento specifico è mediato da sequenze specifiche del primo nucleotide, le

alcunattività esonucleasica, a cui si associa appunto bassa fedeltà. Questa bassa fedeltà spiega il perché i ribovirus sono soggetti a mutazioni, che causano varianti.

Le RNA polimerasi in vivo sono costituite da più subunità, anche se hanno un core di subunità, molto conservate, anche tra procarioti ed eucarioti. Esistono fattori addizionali per il riconoscimento di promotori, che distinguono le RNA polimerasi procariotiche ed eucariotiche, e le 3 polimerasi eucariotiche tra loro.

Qui vediamo due rappresentazione schematica dell'enzima core dell'RNA polimerasi di E.coli, vediamo varie catene polipeptidiche; composta da catene in singola copia e duplice copia, due alfa, una beta, una beta', e due subunità accessorie, sigma e omega. L'attività di RNA polimerasi risiede nel dimero beta e beta', mentre le subunità alfa sono responsabili dell'interazione con proteine regolatorie.

subunità sigma accessorie è molto importante per riconoscere i promotori. in arancione vediamo la subunità sigma, e vediamo come solo sigma e beta' entrano in contatto con il DNA; il sito attivo è a carico della subunità beta, che presenta anche lo ione polivalente. Il core beta/beta è altamente mantenuto, nelle polimerasi di archea e procarioti. La struttura a chela di granchio caratterizza l'RNA polimerasi, le subunità beta e beta' formano le chele, alla base delle chele passa la doppia elica, dove si trova il sito attivo; alla base troviamo anche la bolla di denaturazione, si espone il filamento stampo che dirige la sintesi. Qui vediamo meglio la struttura a chela di granchio (in rosso lo ione polivalente). Qui l'enzima di E.coli, distinto in un enzima core, composto dalle subunità beta, beta', alfa e omega, ed un oloenzima, a cui si aggiunge la subunità sigma, necessaria per riconoscere il promotore;

La prima cosa che deve avvenire é il riconoscimento delle sequenze promotore, a carico della subunità sigma; questo promotore è situato a 10 e 35 basi prima dell’inizio della trascrizione:

Queste sequenze, dette -10 e -35, sono riconosciute da due sequenze di sigma, che riconoscono tramite complementarietà. Oltre a queste sequenze, i promotori procariotici presentano un elemento a monte, prima, della sequenza -35, l'elemento up (upstream), riconosciuto dalle subunità alfa dell’oloenzima.

I promotori batterici hanno due regioni molto conservate, di 6 basi, separati da circa 20 nucleotidi (questo spacer può variare, ma le sequenze -10 e -35 no); una sequenza consenso é una sequenza che in quella regione ha il nucleotide più frequente. La forza di un promotore è rappresentata

Dal numero di trascritti a cui può dare origine, e si riflette sulla sua capacità di legare la polimerasi, tanto più conservata la sequenza di legame, che sarà quindi molto vicina alla sequenza consenso, tanto più sarà forte come promotore. Questo stesso concetto di forza è applicabile ad un enhancer o ad un qualsiasi legame con proteine. La sequenza -10 è ricca di TA, più facile da staccarsi. La forza dipende da vari fattori, non solo dalla capacità della RNA polimerasi di legarsi; per la trascrizione devono avvenire sia il legame con la RNA polimerasi, ma non solo: la maggior parte dei geni trascritti sono preparati per essere trascritti, perché tengono una polimerasi al promotore, ma che non trascrive. Quando la RNA polimerasi si lega al promotore, il complesso è detto chiuso, ma deve prima aprire la doppia elica per permettere la trascrizione. La conversione del complesso chiuso in aperto concorre nel

Definire la forza di un promotore. Esistono sequenze specifiche della subunità sigma che leggono le basi. Nella regione