Biochimica - Appunti

RNA

L'RNA è un polimero che contiene il ribosio al posto del deossiribosio e non contiene doppie

eliche,ma è un singolo filamento che può formare doppie eliche solo localmente.Le basi sono

4(guanina,citosina,adenina e uracile)ma sono più variabili rispetto a quelle del dna ovvero ci sono

basi modificate;ciò è dovuto al fatto che,mentre il dna deve essere conservato tale perchè

cambiandolo varia l'informazione genetica,invece l'rna può subire modificazioni in quanto svolge

molti ruoli infatti è molto più versatile rispetto al dna.

Abbiamo detto che può formare localmente doppie eliche che sono in conformazione A,ovvero la

tipologia del dna disidratato,ciò è dovuto alla presenza dell'ossidrile al 2' che porta delle

modificazioni conformazionali tra cui la più stabile è quella di tipo A.Oltre a questa struttura l'rna

può assumere tantissime altre strutture come quella a trifoglio,può legarsi a proteine,formare triple

eliche ecc.

Le tipologie di RNA sono:

- RNA MESSAGGERO(mRNA)

molecola lineare di rna copia di un filamento di dna ed è quella che si forma quando il dna

deve essere trascritto e tradotto.Negli eucarioti il dna viene trascritto nel nucleo una,una volta

formato l'mRNA questo è capace di uscire dal nucleo attraverso i pori nucleari,andare nel

citoplasma,legarsi ai ribosomi e fare la sintesi proteica

- RNA TRANSFER(tRNA)

molecola di rna che serve da vero e proprio traduttore;da un lato lega l'mRNA e dall altro gli

amminoacidi

- RNA RIBOSOMALE(rRNA)

insieme alle proteine forma i ribosomi

- PICCOLI RNA NUCLEARI(snRNA)

partecipano ad una serie di eventi del processo di trascrizione in quanto servono a mantenere

integro l rna,a regolare l'espressione genica

- SMALL INTERFERING RNA(siRNA)

quando l mRNA va nel citoplasma dopo aver fatto la sintesi proteica viene degradato in parte per

recuperare nucleotidi e in parte forma i siRNA che servono a regolare l'espressione genica

- MICRO RNA(miRNA)

regolano l'espressione genica

- RIBOZIMI

sono enzimi particolari formati da un misto di RNA e proteine

L'RNA si può ripiegare in una infinità di modi.

Le strutture più frequenti sono quelle che formano gli STEM e

LOOP.Queste strutture sono .caratterizzate dal fatto che in una sequenza lineare ci possono essere

delle parti complementari.

Questa sequenza presenta una zona complementare (tranne UU).Quando abbiamo una

sequenza come questa si forma una struttura a STEM e LOOP,ovvero si legano le basi

complementari e si chiude il legamento singolo(si hanno anche quando ci sono sequenze

palindromiche),ma la parte superiore non interagisce in alcun modo perchè non c'è

complementarietà tra le basi.

tRNA

è una della classi più comuni di RNA,è una molecola piccola rispetto agli altri acidi nucleici ed è

fondamentale perchè è il vero traduttore cellulare.

Quando noi passiamo dal gene alla proteina è come se stessimo passando da due linguaggi

diversi,uno è a base di nucleotidi e uno a base di amminoacidi.

L'rna transfer da un lato legge i nucleotidi e dall'altro li trasforma in amminoacidi e fa corrispondere

3 nucleotidi a 1 solo amminoacido.

E' formato circa da 70 basi ed ha una struttura secondaria particolare che prende nome di struttura a

forma di trifoglio/di trapano.

Presenta 1 singolo filamento con un'estremità 3' e una 5' e in questo forma molti ripiegamenti locali

che formano una struttura tridimensionale a trifoglio o trapano

mentre vista bidimensionalmente ha una struttura a

trifoglio.

La struttura del tRNA è molto conservata anche se ci sono delle

zone variabili. Tutti gli tRNA hanno una zona che lega l'amminoacido che è la zona terminale con l'

estremità 3' 5' detta BRACCIO ACCETTORE,dalla parte opposta c'è una zona in cui ci sono 3 basi

azotate complementari al codone dall'amminoacido ed è detta ANSA DELL'ANTICODONE e delle

anse in cui sono presenti basi azotate modificate che sono ANSA D e ANSA T.

Tutti gli tRNA al 3' presentano la sequenza di basi ACC che è fondamentale per formare il legame

peptidico.Hanno anche un ANSA VARIABILE.

Gli tRNA vanno incontro ad un processo di maturazione per assumere questa struttura(la struttura

non matura è + grande);tra i processi di maturazione ci sono le modifiche chimiche delle

basi(es:presenza della Pseudouridina,della 4-Tiouridina,della 1-Metilguanosina).

rRNA

forma insieme alle proteine i ribosomi che sono delle strutture presenti in parte nel citoplasma,ma

nella maggior parte dei casi legati al reticolo endoplasmatico rugoso.

I ribosomi hanno dimensioni differenti;quelli degli eucarioti sono leggermente più grandi.

Tutti i ribosomi sono formati da 2 subunità(una maggiore e una minore),le quali interagiscono tra di

loro.Nel caso degli eucarioti il peso delle subunità è:subunità maggiore 50S,minore 30S,ribosoma

con le due subunità 70S.

Svedbergs sono delle unità di sedimentazione;ovvero la velocità con cui le subunità sedimentano se

sottoposte ad un campo centrifugo,ovviamente più pesa la subunità più velocemente sedimenta.

mRna

viene sintetizzato nel nucleo sulla copia di un filamento di dna.Il dna viene aperto,uno dei due

filamenti,quello guida,viene copiato a formare l'mRNA.A questo punto l'mRNA esce dai pori

nucleari e passa nel citoplasma dove si lega ai ribosomi,precisamente tra la subunità maggiore e

quella minore;interviene poi il tRNA e quindi si passa da rna a proteina.

snRNA

sono piccoli RNA nucleari che servono a regolare l'espressione genica e a portare avanti alcuni

processi di modifica degli RNA .Ad esempio:lo splicing è processo mediante il quale parte degli

mRna che non servono a codificare proteine,detti appunto introni, vengono eliminati.Questo

processo permette di risparmiare al DNA la presenza di geni diversi per proteine

simili;infatti,quando ci sono isoforme proteiche o proteine che svolgono funzioni simili ,il tratto di

DNA che li origina è sempre lo stesso ed è costituito da introni ed esoni:a seconda degli introni(e

alcune volte anche gli esoni)che vengono trattenuti o eliminati,si generano le varie isoforme

proteiche.Ovviamente il processo di splicing deve essere altamente regolato perchè errori

nell'eliminazione di alcuni introni portano a proteine diverse;lo splicing viene regolato soprattutto

dagli small nuclear rnache si legano agli introni indicando quelli che devono essere eliminati.A

questo punto interviene una proteina che taglia il legame fosfodiestereo prima e dopo l'introne

eliminando questa sequenza;poi un'altra proteina detta ligasi forma di nuovo il legame

fosfodiestereo.Quindi questi snRNA vanno a riconoscere le sequenze da togliere,si legano a

queste,formano un ripiegamento della sequenza che viene rimosso.Il complesso di introni,proteine

che inrtervengono in questo processo e snRNA prende il nome di "spliceosoma".

siRNA e miRNA

sono piccoli rna presenti nel citoplasma che servono a regolare l'espressione genica.Sappiamo che

dopo che un RNA viene utilizzato viene in parte degradato;una parte viene conservata ed è

rappresentata dai siRNA che essendo piccoli rna possono essere complementari agli mRNA che

vengono sintetizzati successivamente;in questo caso si formerà un legame tra mRNA e siRNA che

farà in modo che l'mRNA non sarà più disponibile per la trascrizione andando a silenziare

l'espressione genica.Questo ci permette di capire che la regolazione genica avviene a vari livelli e

che quindi non è detto che i livelli di espressione proteica coincidano sempre con i livelli di

espressione genica(es:io posso formare un mRna che però viene silenziato e quindi non formerà le

proteine).Questo meccanismo dei siRNA porta alla degradazione o alla chiusura completa

dell'mRNA che è stato prodotto;infatti oggi viene utilizzato per studiare come si coportano le celulle

se io silenzio dei geni.

ribozimi

gli RNA possono avere anche una funzione enzimatica se combinati con alcune proteine a formare

appuno i ribozimi(anche il dna si può combinare con proteine assumendo una funzione enzimatica

in questo caso si parla di dnazimi). Un esempio di ribozima sono le telomerasià sono degli enzimi

fatti sia da proteine che da rna che servono a mantenere l’integrità del genoma. Tutti i cromosomi

hanno delle estremità che sono i telomeri,questi nel corso dell’invecchiamento vengono accorciati

ed hanno delle lunghezze particolari e devo essere mantenute tali. Quando le cellule invecchiano

questi telomeri vengono accorciati,quando sono accorciati i cromosomi non funzionano più bene e

la cellula non è più in grado di replicare in maniera corretta il materiale genetico; ecco perché man

mano che si invecchia il DNA diventa sempre più danneggiato,le cellule non si replicano

bene,molte cellule non sono in grado di replicarsi più bene perché la senescenza cellulare è legata a

queste estremità telomeriche. I telomeri non funzionano più bene e queste estremità non vengono

più conservateà i telomeri sono proprio dei ribozimi.

In alcuni casi l’attività catalitica è a carico proprio dell’ rna,però i casi sono molto rari; in questo

caso devono essere sempre presenti le proteine,che coaiutano per l’aattività catalitica, e ioni

magnesio. Nella maggior parte dei casi l’rna serve a contribuire all’attività catalitica che però resta a

carico della proteina.

ELETTROFORESI SU GEL

Il principio base dell’elettroforesi è quello di far migrare le macromolecole in un campo elettrico,in

particolare o verso il polo positivo o verso quello negativo. Il dna e rna sono carichi

negativamente,quindi quando applico la corrente migreranno verso il polo positivo. Quello che poi

si va a fare è fare un gel che abbia una percentuale di agarosio(fibra che forma questa rete,una sorta

di setaccio),in modo tale che quando applico la differenza di potenziale le molecole più grandi

migrano più lentamente e restano impigliate nella parte superiore del gel,mentre le molecole più

piccole migrano più velocemente. L’agarosio è un polisaccaride-à i gel a setaccio possono essere

fatti in vari modi: in linea generale si utilizzano molto comunemente la poliacrilammide e

l’agarosio. La differenza tra questi due composti è il tipo di maglia che viene fuori: nel caso

dell’agarosio la maglia è più larga quindi serve a far separare molecole più ingombranti e gli acidi

nucleici sono molto più ingombranti delle proteine;