Biochimica

LA TRADUZIONE

Nel processo di traduzione sono coinvolti tutti i tipi di RNA. La traduzione deve iniziare nel punto giusto, ed ogni tripletta sull'RNA messaggero deve essere associato il corretto amminoacido. L'inizio deve essere corretto perché se misposto anche solo di un nucleotide sbaglio la sintesi di tutta la proteina: la lettura deve essere quindi corretta.

PROCARIOTI→ il segnale di inizio è dato da una sequenza su mRNA ricca di PURINE, detta sequenza di SHINE DALGARNO, che si trova a 10 nucleotidi prima del codone di inizio. Il codone di inizio è sempre AUG, che indica l'amminoacido METIONINA. Questo vale per tutte le sintesi proteiche.

mRNA viene letto in direzione 5'-3' e la proteina è sintetizzata dall'estremità amminoterminale a quella carbossiterminale.

RIBOSOMA

Luogo in cui avviene la sintesi proteica ed è anche il catalizzatore della formazione del legame peptidico, questa reazione è infatti promossa

dall'RNA ribosomiale. Il tRNA è carico quando ha legato l'amminoacido, e il legame amminoacido-tRNA richiede energia, ovvero richiede il consumo di ATP. La formazione del legame tra l'amminoacido e il tRNA è catalizzata dall'enzima AMMINOACIL-tRNA-SINTETASI. Questo, attiva l'amminoacido facendo formare un legame peptidico con l'ATP, che in questa reazione si idrolizza, perdendo due fosfati e passando da adenosina trifosfato ad adenosina monofosfato. L'enzima lega poi il tRNA scarico e lo lega al complesso amminoacidico-AMP. Una volta avvenuta la formazione del legame estereo AMP si dissocia dall'amminoacido ottenendo così tRNA carico. Consumo energia in quanto ho l'idrolisi di ATP ad AMP con liberazione di due gruppi fosfato. I ribosomi sono costituiti da proteine e da RNA ribosomiale. Sono caratterizzati da due subunità: MAGGIORE e MINORE, che normalmente sono dissociate e si associano solamente durante lasito A → AMMINOACIL tRNA, qua si trova l'amminoacido da legare alla catena polipeptidica sito P → POLIPEPTIDE tRNA, qua si trova la catena polipeptidica formata fino a quel momento sito E → USCITA, qua si trovano i tRNA scarichi, ovvero che non hanno più l'amminoacido legato, quindi devono essere allontanati. Inizialmente le due subunità sono dissociate. La subunità minore si lega al filamento di mRNA e scorre lungo di esso, fino a quando non incontra la sequenza segnale di inizio traduzione, ovvero quella che dice che l'AUG successivo è il codone di inizio. Quando inizia la trascrizione il tRNA avrà come anticodone UAC in modo da legare il codone AUG, e dalla parte opposta avrà legato l'amminoacido metionina. Una volta incontrato il segnale di inizio, la subunità maggiore silega a quella minore e si forma il ribosoma di inizio. A questo punto il tRNA, che trasporta la metionina, si posiziona nel sito centrale P e nel sito A si metterà il codone successivo ad AUG, ovvero quello sul filamento di mRNA che verrà letto per secondo. Nel sito A entrerà l'amminoacido con anticodone complementare al codone presente e si legherà a questo grazie all'interazione codone-anticodone. A questo punto, l'RNA ribosomiale inizia la reazione: la metionina, che si trova nel sito P si dissocia dal tRNA e si lega, attraverso il legame peptidico, all'amminoacido legato al tRNA nel sito A. Il ribosoma scorre lungo l'mRNA in direzione 5'-3' e il tRNA che si trova nel sito P va nel sito E, e il tRNA che era nel sito A va nel sito P. Il tRNA che era nel sito E viene rilasciato e potrà essere nuovamente associato, quindi riutilizzato. A questo punto, la catena formata da due amminoacidi si trova nel sito P e nel sito A.

si posiziona il codone successivo da leggere. In A arriva poi il tRNA con l'anticodone corrispondente al codone, e con legato l'amminoacido corrispondente.

Questo processo continua fino a quando nel sito A non entra il codone di stop: non esistendo tRNA con anticodoni complementari ai codoni di stop, la lettura non può avvenire e quindi in A si legano le proteine chiamate FATTORI DI RILASCIO.

Queste proteine indicano che la proteina sintetizzata è stata finita e provocano la rottura tra la catena polipeptidica sintetizzata e il tRNA, la catena viene rilasciata e il tRNA si dissociano dal ribosoma.

Dopo di che le due subunità di ribosoma si dissociano tra loro e vengono rilasciati anche i fattori di rilascio.

FORMAZIONE DEL LEGAME PEPTIDICO

Nel sito P si trova la catena polipeptidica formata e in A l'amminoacido legato alla catena.

Gli amminoacidi sono legati al tRNA attraverso il gruppo carbossilico: il gruppo amminico dell'amminoacido da legare alla

La catena polipeptidica fa un legame attraverso un attacco nucleofilo, con il carboniocarbossilico che forma il legame estere con il tRNA del sito P. In questo modo si forma il legame peptidico. L'mRNA può essere letto contemporaneamente da più ribosomi e usati più volte nella traduzione. Ogni ribosoma scorre lungo il filamento di mRNA e sintetizza una proteina. L'mRNA con molti ribosomi legati è detto POLISOMA.

MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI: sono le modificazioni che avvengono sulla proteina appena tradotta. Queste modificazioni possono essere: FORMAZIONE DI PONTI DI SOLFURO, AMMINOACIDI IDROSSILATI, FOSFORILAZIONE e PROTEASI (=taglio della catena polipeptidica, ad esempio le proteasi sono sintetizzate native e vengono tagliate per renderle attive).

ESPRESSIONE GENICA: insieme dei geni che corrispondono ad una determinata proteina.

REGOLAZIONE DELL'ESPRESSIONE GENICA: il principale punto di regolazione dell'espressione di un gene è a

livello della trascrizione: ogni gene viene trascritto e forma proteine diverse. La regolazione consente alla cellula di sintetizzare le proteine solo se ne ha necessità.

MUTAZIONI

Le mutazioni a livello dei geni originano nuovi alleli responsabili di nuovi fenotipi, in genere recessivi. I sistemi usati nella sintesi del DNA non sempre funzionano del tutto e quando ciò avviene alcune mutazioni rimangono modificando le proteine. Gli errori nella sequenza di DNA si possono distinguere in: MUTAZIONI SOMATICHE e MUTAZIONI GERMINALI.

Mutazioni somatiche: mutazioni dovute alle cellule somatiche che avvengono durante la mitosi.

Mutazioni germinali: dovute alle cellule germinali che originano i gemelli. Si trasmettono alla generazione mutandola.

Le mutazioni a livello molecolare si possono ulteriormente distinguere in: MUTAZIONI PUNTIFORMI e MUTAZIONI CROMOSOMICHE.

Mutazioni cromosomiche: modificazioni estese dovute a modificazioni della posizione o dell'orientamento di un frammento di DNA.

Generano perdita o duplicazione di informazioni genetiche.

Mutazioni puntiformi: dovute ad errori durante la duplicazione o a modificazioni ambientali. Si dividono poi in: MODIFICAZIONI PER SOSTITUZIONE e DELEZIONI e INSERZIONI. Le modificazioni per sostituzione si dividono ancora in: MUTAZIONI SILENTI, MUTAZIONI DI SENSO e MUTAZIONI NON SENSO.

Mutazioni silenti: trasformano un codone in un altro codone, il quale però codifica per lo stesso amminoacido. Di conseguenza non ho nessuna mutazione proteica.

Mutazioni di senso: un nucleotide viene sostituito con un altro e, di conseguenza il codone codifica per un amminoacido diverso. Questo comporta che la proteina avrà un amminoacido sostituito. Gli effetti dipendono dall'importanza dell'amminoacido: può disattivare la proteina portando a patologie che causano la morte, oppure può non avere effetti se non è un amminoacido importante.

Mutazioni non senso: viene inserito un codone di stop interrompendo

di colpo la sintesi della proteina. Posso avere sia la non sintesi della proteina sia l'attività della proteina danneggiata che porta a gravimutazioni. 5. IL METABOLISMO Il metabolismo è l'insieme di tutte le vie metaboliche di un organismo. VIE METABOLICHE: insieme di reazioni dove il prodotto della prima è substrato della seconda e così via e tutte sono caratterizzate da enzimi. Possono essere: LINEARI o CIRCOLARI (ci sono composti che entrano ed escono dalla via metabolica ma alla fine ottengo sempre la molecola di partenza). Il metabolismo richiede energia dall'ambiente, la via metabolica comune a tutti gli esseri viventi è quella della degradazione di nutrienti. CATABOLISMO: da molecole complesse e ad alto contenuto energetico si ottengono molecole semplici e a basso contenuto energetico. Nel catabolismo viene liberata energia e immagazzinata sotto forma di ATP, NADH, NADPH e FADH2. ANABOLISMO: comprende le vie metaboliche. Da molecole complesse e a basso contenuto energetico si ottengono molecole complesse e ad alto contenuto energetico. Nel anabolismo viene consumata energia e immagazzinata sotto forma di ATP, NADH, NADPH e FADH2.

semplici si ottengono molecole complesse. Il processo include energia: vengono consumate molecole di ATP, NADH, NADPH e FADH2.

METABOLISMO= ANABOLISMO+CATABOLISMO (l'equilibrio tra le energie dell'anabolismo e del catabolismo permette alla molecola di funzionare).

ADENINA TRIFOSFATO: ATP

L'ATP è un nucleotide trifosfato formato da 1 zucchero, il ribosio, una base azotata, l'adenina e 3 gruppi fosfato.

I legami tra i gruppi fosfato sono legami FOSFOANIDRIDICI ad alto contenuto energetico. Quando si idrolizza ATP, si tagliano questi legami in modo da liberare energia.

Quando ATP viene idrolizzata, si ottiene adenina difosfato (ADP) + un gruppo fosfato. Questa idrolisi è detta IDROLISI DIFOSFATO DELL'ATP.

Ho un altro tipo di idrolisi: IDROLISI PIROFOSFORICA. In questa idrolisi viene tagliato il legame fosfato α-ottenendo adenina monofosfato (AMP) e PIROFOSFATO (2P). Questo, idrolizzato dall'enzima β-, PIROFOSFATASI INORGANICA, che rompe due

ò essere presente in due forme: α-glucosio e β-glucosio. Queste due forme differiscono nella posizione del gruppo ossidrile sul carbonio anomero. Il glucosio è la principale fonte di energia per le cellule e viene metabolizzato attraverso la glicolisi, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa. I LIPIDI I lipidi sono una classe di molecole organiche che includono grassi, oli, fosfolipidi e steroli. Sono insolubili in acqua ma solubili in solventi organici come l'etere e il cloroformio. I lipidi svolgono molte funzioni nel nostro organismo, tra cui la produzione di energia, l'isolamento termico e la protezione degli organi. I PROTEIN Le proteine sono macromolecole costituite da amminoacidi. Svolgono molte funzioni nel nostro organismo, tra cui la catalisi delle reazioni chimiche, il trasporto di sostanze, la difesa immunitaria e la struttura cellulare. Le proteine sono composte da una sequenza di amminoacidi legati tra loro da legami peptidici. I NUCLEOTIDI I nucleotidi sono le unità fondamentali dei nucleici acidi come il DNA e l'RNA. Sono composti da una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio e uno o più gruppi fosfato. I nucleotidi svolgono un ruolo essenziale nella sintesi e nella trasmissione delle informazioni genetiche. Questo è solo un esempio di come potresti formattare il testo utilizzando tag html:

legami ad alta energia.

NAD+, NADP+ E FADNAD+ NICOTINAMMIDE ADENIN DINUCLEOTIDE. È formato da due nucleotidi uniti tra loro: nucleotide→1: adenina-ribosio-fosfato; nucleotide 2: base vitamina B3- zucchero- fosfato.I nucleotidi sono uniti dai gruppi fosfato.

NADP+ NICOTINAMMIDE ADENIN DINUCLEOTIDE FOSFORILATO. È la forma fosforilata del NAD+,→viene fosforilato un gruppo OH del ribosio.NADP+ è la forma ossidata, NAD+ è la forma ridotta.

FAD→ FLAVIN ADENIN DINUCLEOTIDE

I CARBOIDRATI

I carboidrati sono la principale fonte di energia per il nostro organismo e il principale nutriente che viene ossidato per ottenere energia. Gli zuccheri vengono introdotti con la dieta sotto forma di POLISACCARIDI e prima di essere ossidati vengono degradati.

IL GLUCOSIO

Il glucosio è uno zucchero a 6 atomi di carbonio, può essere presente in forma lineare o ad anello (molto più stabile). Il glucosio in forma ad anello può essere presente in due forme: α-glucosio e β-glucosio. Queste due forme differiscono nella posizione del gruppo ossidrile sul carbonio anomero. Il glucosio è la principale fonte di energia per le cellule e viene metabolizzato attraverso la glicolisi, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa.

I LIPIDI

I lipidi sono una classe di molecole organiche che includono grassi, oli, fosfolipidi e steroli. Sono insolubili in acqua ma solubili in solventi organici come l'etere e il cloroformio. I lipidi svolgono molte funzioni nel nostro organismo, tra cui la produzione di energia, l'isolamento termico e la protezione degli organi.

I PROTEIN

Le proteine sono macromolecole costituite da amminoacidi. Svolgono molte funzioni nel nostro organismo, tra cui la catalisi delle reazioni chimiche, il trasporto di sostanze, la difesa immunitaria e la struttura cellulare. Le proteine sono composte da una sequenza di amminoacidi legati tra loro da legami peptidici.

I NUCLEOTIDI

I nucleotidi sono le unità fondamentali dei nucleici acidi come il DNA e l'RNA. Sono composti da una base azotata, uno zucchero a cinque atomi di carbonio e uno o più gruppi fosfato. I nucleotidi svolgono un ruolo essenziale nella sintesi e nella trasmissione delle informazioni genetiche.