Appunti sulla sintesi proteica corso di biologia

SINTESI PROTEICA

1.3. Trasporto di una proteina nella membrana plasmatica

• La proteina entra all'interno della cellula tramite il traslocone e si posiziona nel reticolo endoplasmatico dove avviene la sintesi della proteina integrale di membrana.
• Subito dopo vi è la formazione di una vescicola che si stacca dal reticolo e contiene la proteina neosintetizzata che ha subito modificazioni con l'aggiunta di catene polisaccaridiche.
• Questa vescicola si sposta poi verso l'apparato di Golgi (cis-mediano-trans) dove può subire ulteriori modificazioni.
• Dall'apparato di Golgi si stacca nuovamente un'altra vescicola sempre contenente la proteina.
• Questa vescicola si fonde poi con la membrana plasmatica ed il contenuto viene rilasciato dalla cellula.

1.4. Entrata di una proteina all'interno del nucleo

Questo è possibile grazie alla presenza, su queste proteine, di un segnale di localizzazione nucleare (NLS). Questo segnale fa sì che...

un’altra proteina (importina alfa/beta) recettore eterodimerico, riconosca questa sequenza a segnale e si lega lla proteina da portare dentro il nucleo formando uncomplesso proteico. Questo complesso si può legare ai filamenti citoplasmatici del poro che, inseguito a questo legame, permettono l’ingresso di questa complessa struttura all’interno del nucleoplasma.

All’interno del nucleoplasma è presente poi un’altra proteina che si chiama Ran-GTP con cui interagisce.

SINTESI PROTEICA

Praticamente la Ran- GTP si lega a importina alfa/beta che a sua volta è legata alla proteina che deve entrare nel nucleo. Questo legame fa si che sia l’eterodimero dell’importina alfa/beta che la proteina si dissocino. Quindi la proteina entra nel nucleo e la proteina Ran-GTP legata alla subunità beta dell’importina, passa poi nel citoplasma dove Ran-GTP viene idrolizzato in Ran-GDP e fosfato. La subinità alfa importina, poi, grazie

ad una particolare proteina (esportina) del Ran-GTP, viene trasportata nel citoplasma mentre la Ran-GDP viene trasportata all'interno del nucleo.

SINTESI PROTEICA

Sintesi proteica nel nucleo e nel citoplasma

La sintesi proteica comprende due fasi:

• TRASCRIZIONE = nel nucleo e consiste nella copia di un determinato gene di una determinata sequenza di DNA in determinata sequenza di RNA (mRNA);
• TRADUZIONE = L'RNA messaggero poi si sposterà dal nucleo al citoplasma che si posizionerà sui ribosomi e dove avverrà il processo di traduzione, cioè la traduzione di un linguaggio di una sequenza nucleotidica importata dall'RNA messaggero a quella che sarà poi la sequenza amminoacidica. Oltre al mRNA e ai ribosomi, interviene il tRNA.

1.5.1. Trascrizione

Essa consiste nella copia di un gene, cioè una sequenza che codifica per una determinata proteina in RNA. Questo avviene attraverso la complementarietà delle basi. Quindi l'adenina

verrà appaiata con l'uracile, l'adenina anche con la timina e la citosina con la guanina (A-U; A-T; C-G). Questo avviene grazie ad un enzima che è l'RNA polimerasi che è in grado di svolgere parzialmente la doppia elica del DNA e di sintetizzare una copia del DNA in RNA. La trascrizione si può spiegare in 3 fasi: 1. Fase di inizio Avviene grazie al riconoscimento dell'RNA-polimerasi delle sequenze che è in grado di sintetizzare. Perciò l'RNA-polimerasi è in grado di aprire la doppia elica del DNA e sul filamento stampo 3' 5', sintetizzare le basi che verranno poi appaiate in RNA. 2. Fase di allungamento L'RNA-polimerasi si sposta, poi, lungo la doppia elica del DNA, svolgendo e riavvolgendo parzialmente la parte di RNA da trascrivere e da sintetizzare. 3. Fase di terminazione Sul DNA sono presenti delle sequenze ricche di guanina e citosina, e

questo fa si che, man mano che si allunga la trascizione, l'RNA trascritto avrà anche lui citosina e guanina che andranno ad appaiarsi fra di loro per formare ponti di idrogeno e quindi formando delle forcine che disoceranno l'RNA-polimerasi dal DNA e quindi terminando la trascrizione. Dopo che sono avvenute queste 3 fasi, al filamento di RNA sintetizzato può esservi l'aggiunta di un cap o cappuccio all'estremità 5', per evitare la degradazione dell'RNA; e l'aggiunta del Poli (A) all'estremità 3' dove vengono aggiunte una serie di adenine.

SINTESI PROTEICA

1.5.2. Traduzione

L'RNA messaggero maturo, ossia con l'aggiunta del cap e poli A, si sposterà nel citoplasma attraverso i pori nucleari e si posizionerà sui ribosomi dove interviene anche l'RNA di trasporto che porta gli aminoacidi corrispondenti a una determinata sequenza di basi. Quindi nella traduzione intervengono i ribosomi,

l'RNA messaggero e l'RNA transfer o di trasporto. [IMPORTANTE]

• I ribosomi sono organelli presenti in tutte le cellule che sono la sede della sintesi proteica. Sono costituiti da due subunità: maggiore (60 S) e minore (40 S) per un totale di 80 S nelle cellule procariote. I ribosomi sono un complesso di RNA ribosomale e proteine ossia un complesso ribonucleoproteico. Nella subunità maggiore vi sono 2 siti P e A, mentre nella subunità minore vi sono dei fattori di inizio.
• L'RNA messaggero trasferisce l'informazione genetica dal DNA ai ribosomi presenti nel citoplasma. L'RNA messaggero è costituito da:
  • CAP = cappuccio 5' che lo protegge dall'attacco di esonucleosi
  • UTR = sequenza non tradotta che serve come riconoscimento della traduzione (5')
  • CDS = sequenza codificante, cioè quella in cui corrisponde una proteina che dobbiamo sintetizzare
  • UTR = sequenza non tradotta posizionata al 3'
  • Poly-A = coda di

A che viene aggiunta dopo la trascrizione- Triplette di basi detto codone

L'RNA transfer è localizzato nel citoplasma e ha una struttura particolare in quanto l'appaiamento delle basi presenti in questo RNA fa si che assuma una caratteristica struttura a trifoglio, in cui si avrà un'estremità 3' che supera di 3 basi l'estremità 5' a cui si trova associata e questi 3 nucleotidi che emergono sono sempre CCA e sono il sito accettore dell'aminoacido. Dalla parte opposta troviamo l'anticodone, ossia una sequenza di 3 basi specifiche per un determinato aminoacido. L'RNA di trasporto deve poi essere attivato prima della traduzione, cioè si deve legare l'amminoacido a cui corrisponde l'anticodone e questo avviene mediante una reazione che riprende l'utilizzo di ATP che viene idrolizzata ad AMP +2F inorganici e viene ad opera dell'aminoacido tRNA-sintetasi. È costituito

Da 3 basi azotate detta anticodone. Anche la traduzione ha 3 fasi:

1. Fase di inizio

Una catena di RNA messaggero si lega alla subunità minore del ribosoma in corrispondenza del codone di inizio AUG che viene identificata. Viene poi aggiunto un RNA di trasporto che collega l'anticodone con il codone di inizio dell'RNA messaggero facendo unire le triplette di basi coinvolte formando AUG e UAG = A-U, U-A, G-C; uno dei tre fattori di inizio viene rilasciato. L'RNA di trasporto trasporta già la metionina che rappresenta il primo aminoacido. Nel frattempo la subunità maggiore si lega alla subunità minore con la formazione del ribosoma funzionale e la perdita dei due rimanenti fattori di inizio. Il tRNA di inizio con l'aminoacido metionina occupa il sito P del ribosoma.

2. Fase di allungamento

In questa fase gli aminoacidi si uniscono uno a uno e nel sito A viene aggiunto un nuovo tRNA con un nuovo amminoacido.

SINTESI PROTEICA

Subito dopo il ribosoma permette il legame peptidico tra l'aminoacido posizionato nel sito P e quello posizionato nel sito A. La fase prosegue con la liberazione del tRNA posizionato nel sito P con lo scorrimento del ribosoma lungo la molecola mRNA. Quindi il tRNA che si trova sul sito A si sposterà nel sito P e così via con tutti i tRNA successivi che prenderanno posto nel sito A. Questo processo continuerà in modo tale da permettere alla catena polipeptidica di allungarsi.

La fine della traduzione avviene nel ripetersi di particolari triplette UAA e UAG e UGA che non codificano per un aminoacido ma indicano il termine della sintesi e sono detti codoni di stop. Il polipeptide, quindi, si stacca dal tRNA e si allontana dal ribosoma. Dai polipeptidi poi si stacca la metionina che iniziava la sintesi, e il polipeptide si avvolge e si lega ad altri polipeptidi formando una proteina funzionale. Infine, tutte le parti rimanenti si staccano dal complesso di traduzione.