Biologia applicata

TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI

Si basa sul RNA polimerasi 3:

• RNA polimerasi I rRNA
• RNA polimerasi II mRNA
• RNA polimerasi III tRNA o miRNA

Ognuna sa conoscere sequenze specifiche

Ogni polimerasi ha un suo promotore: regione del DNA che promuove la trascrizione agganciando la polimerasi. La polimerasi si adagia come un binario, ma non trascrive nulla.

RNA polimerasi II controlla molti più geni (meccanismo più complesso) TATA BOX (sequenza che la polimerasi è in grado di riconoscere e adagiarsi - sequenza del promotore che controlla la maggior parte dei geni)

Circa 25-35 basi nucleotidiche prima del sito di inizio della trascrizione prima del codone AUG; favorisce l'attacco della polimerasi.

Fattori di trascrizione possono regolare la trascrizione, attivandola o reprimendola; sono piccole proteine presenti nel nucleo + tengono la polimerasi in posizione; alcuni formano il complesso di inizio.

Tutti

Questi processi si dividono in 3 fasi:

• Inizio: semplice attacco della polimerasi alla regione del promotore; a tal punto la polimerasi viene portata al sito di inizio, a livello del primo esone
• Allungamento: in seguito si apre la molecola di DNA e la polimerasi può iniziare la polimerizzazione in direzione 5' (gruppo fosfato)-3' (gruppo ossidrile) + attacco degli oligonucleotidi e sintesi molecola di RNA
• Terminazione: polimerasi raggiunge il sito di terminazione e si stacca, staccando il filamento di RNA

I trascritti negli eucarioti vengono modificati. Viene prodotta una molecola di mRNA, negli eucarioti tale mRNA non è definitivo come nei procarioti; infatti si forma il trascritto (mRNA) primario, il definitivo viene chiamato trascritto (mRNA) maturo. Gli esoni sono regioni di DNA che quando vengono trascritte vengono mantenute nel mRNA, mentre gli introni vengono eliminati tramite un processo di splicing. Viene inoltre aggiunto un cappuccio al 5'.

all'estremità 5' terminale dell'RNA di Guaina (G) modificata (Guanosin-trifosfato metilato) → Coda Poli-A al 3' aggiunta all'estremità 3' terminale dell'RNA di una serie di Adenine (A); dalle 100 alle 200 A → SPLICING il trascritto primario è molto più lungo; maturazione pre-RNA. mRNA: ultima modifica è lo splicing▪ → Splicing alternativo serve per tanti trascritti, ma in particolare è un meccanismo fondamentale per gli anticorpi. → Le sequenze di esoni mantenute possono essere diverse combinazioni di esoni diversi che possono portare a proteine differenti. Inoltre serve per eliminare gli Introni e produrre trascritti diversi partendo da un singolo gene. Avviene un'ottimizzazione degli spazi = in base all'anticorpo che serve ci sarà la produzione di trascritto maturo. mRNA passa al citoplasma dove si associa ai ribosomi (attori principali del processo; liberi nel

può adagiare uno specifico tRNA e venire a contatto con la molecola di mRNA che dev'essere tradotta in 3 fasi:

1. Inizio → Le 2 subunità del ribosoma vagano nel citoplasma senza unirsi, finché non incontrano una molecola di mRNA
• mRNA lega alla subunità minore del ribosoma
• il primo tRNA (AUG) riconosce la molecola e inizia a legarsi con l'ansa dell'anticodone
2. Dopo che si è formata tutta questa interazione si aggancia anche la subunità maggiore con i suoi 3 siti dove alloggeranno altri tRNA (non si lega a caso, ma andando a formare il ribosoma, lascia il tRNA in posizione centrale: sito→P) formazione del complesso
3. Allungamento
• A livello del sito A può arrivare un altro tRNA con aminoacido; ha attaccato a sé una molecola di GTP-GDP; grazie all'enzima peptidi transferasi si ha il consumo dell'energia e la formazione di un legame peptidico appena sopra il ribosoma in questo modo si ha il...

complesso + 2 aminoacidi che iniziano a legare assieme

Una volta che si è formato il legame, mRNA si sposta all'interno del ribosoma spostando i tRNA nei siti adiacenti

Quando un tRNA entra nel sito E viene buttato fuori, ma l'aminoacido rimane attaccato grazie alla formazione del legame che è più forte; così si è liberato un sito A a cui si potrà legare un nuovo tRNA.

Tale processo si ripete per tutta la lunghezza del RNA = fino a quando può essere letto, creando un codone di STOP▪ Terminazione

Determina la fine della sintesi proteica.

Il polipeptide (proteina) appena formata si libera →

Quando si arriva ad un codone di STOP (UAA, UAG, UGA) si attacca un fattore di rilascio no tRNA per tale codone

Il ribosoma si dissocia e si stacca.

REPLICAZIONE DEL DNA

È un meccanismo che avviene durante la duplicazione cellulare (fase S).

Da 3 teorie diverse si è evinto che la replicazione è un processo semiconservativo

Da una molecola di DNA, la doppia elica si apre formando 2 doppie eliche 2 filamenti di DNA. Per la sua realizzazione servono: filamento stampo, nucleotidi e un enzima (polimerasi).

Le fasi della replicazione del DNA sono:

1. Inizio: A livello del DNA ci sono delle sequenze specifiche (siti di origine della replicazione - ori-) che sono sequenze di DNA dove avverrà la replicazione/duplicazione del DNA. A livello dei siti di origine si creano delle bolle/forche di replicazione dove avviene la duplicazione del DNA. A livello di ogni singolo punto si ha un complesso (più proteine) di riconoscimento dell'origine (ORC) che inizia a riconoscere il sito di origine. Una volta che il complesso si lega all'origine di replicazione, si ha un complesso di prereplicazione che danno il via alla duplicazione del DNA (avviene a livello di tutti i siti di origine). Fa parte del complesso di prereplicazione DNA elicasi che apre/srotola il doppio filamento/la doppia elica di DNA e crea bolle di replicazione.

(=apertura di DNA, separando le due singole eliche)3 aspetti importanti:

1. La duplicazione DNA avviene contemporaneamente su entrambi i filamenti
2. DNA polimerasi leggono i 2 filamenti stampo in direzione 3’- 5’ e sintetizzano un nuovo filamento di DNA 5’-3’
3. La DNA polimerasi non può legarsi da sola al DNA e ha bisogno di piccoli frammenti di RNA (primer, servono perdare il via alla reazione) sintetizzati dalla RNA primasi

▪ Allungamento

Il DNA si apre generando 2 filamenti differenti:

• →3’-5’ filamento principale/anticipato: viene posizionato il primer e DNA polimerasi produce una copia del DNA, scorrendo sul filamento come fossero rotaie
• →5’-3’ filamento secondario/ritardato: DNA polimerasi deve andare controcorrente (filamento 3’-5’) rispetto alla elica del DNA che si sta aprendo

Vengono posizionato molti primer e la DNA polimerasi trascrive piccoli pezzi di DNA per volta, mettendoci

piùtempo rispetto all’altro filamento che segue l’apertura del DNA

Il tempo e l’azione della DNA polimerasi regolano la duplicazione

DNA polimerasi sfrutta i nucleotidi liberi e li attacca uno a uno

La replicazione sui 2 filamenti avviene in modo differente: un filamento verrà duplicato più velocemente, l’altro inmodo ritardato.

La replicazione del DNA avviene contemporaneamente all’apertura della doppia elica

Se sul filamento anticipato il tutto avviene direttamente; su quello ritardato il tutto avviene su piccoli frammenti (diOkazaki)

Terminazione

I primer vengono rimossi dalla DNA polimerasi che sostituisce i nucleotidi dei primer (RNA) con i nucleotidi per DNA

Per le estremità esistono degli enzimi (telomerasi) in grado di sostituire i primer posti all’apice

RIPARAZIONE DEL DNA

Ci possono essere degli errori durante la trascrizione o il DNA può essere danneggiato da fattori esterni

DNA polimerasi sostituisce il