Biologia generale umana

Processo di trascrizione e processamento dell'm-RNA

1. Si forma il complesso di pre-inizio con un enzima che apre la doppia elica di DNA e l'RNA polimerasi II che copia il messaggio (sempre in 5'-3').

2. Il complesso di inizio si forma grazie ai legami dei fattori di trascrizione e TF2D che porta con sé la TataBox nella regione del promotore.

3. Si legano TF2A, TF2B e viene reclutata l'RNA polimerasi II, ma solo quando viene fosforilata sul dominio carbossi-terminale all'inizio della trascrizione.

4. Vengono legati altri fattori di trascrizione e si ha l'inizio della trascrizione.

5. Una volta trascritto, l'm-RNA viene processato. Nei batteri, i ribosomi hanno immediatamente accesso all'm-RNA e la traduzione può cominciare sulla catena di m-RNA mentre la trascrizione sta ancora procedendo. Nei eucarioti, l'm-RNA viene sintetizzato nel nucleo, deve essere processato e trasportato nel citoplasma prima di poter essere utilizzato come stampo per la sintesi di proteine.

proteine. Abbiamo:

• Aggiunta di un cappuccio di 7-metil-guanosina In posizione 5’
• Processo di poliadenilizzazione (catena di poli A) in 3’
• Splicing (Eliminazione introni) In 5’ Funzionale per aggancio ribosoma.
• In 3’ Per la stabilità del trascritto (Impedendone la degradazione grazie al legame dialcune proteine.)

Splicing Importante per la diversità del genoma All'interno di una cellula possiamoavere delle isoforme proteiche con funzioni completamente diverse che vengonocodificate a partire da uno stesso gene:

• Rimozione introni
• Alcuni geni possono avere regioni esoniche Alternative in un determinato trascrittosono presenti In altre no
• Con lo scopo di amplificare la diversità del genoma.

DIFFERENZE ESPRESSIONI GENICHE TRA PROCARIOTI ED EUCARIOTI

Procarioti:

• Avvengono simultaneamente nel Citoplasma.
• Le regioni trascritte non sono interrotti da introni.
• Nessuna modifica.

Eucarioti:

• Trascrizione nel nucleo,
Traduzione nel citoplasma.
• Le regioni trascritte sono spesso interrotte da introni.
• Eliminazione dell'introni, addizione del cappuccio 5' e della coda di PoliA in 3'.
RNA DI TRASPORTO
• Gli RNA di trasporto derivano dai pre t-RNA, alcuni dei quali contengono diverse molecole di t-RNA.
• Il taglio all'estremità 5' è catalizzato dal ribozima Rnasi P.
• Il taglio all'estremità 3' è catalizzato da una Rnasi proteica convenzionale.
• Ha una forma Quadrifoglio e subirà ulteriori modificazioni. Alcune basi verranno modificate.
• A questa forma perché, sebbene sia una molecola di RNA a singolo filamento può formare, grazie alla complementarietà delle basi dei legami a di idrogeno che gli permettono di assumere queste forma secondaria.
STRUTTURA DEL t-RNA
• Gli RNA di trasporto sono lunghi, approssimativamente 70-80 nucleotidi Ed hanno una caratteristica strutturale.

a Quadrifoglio risultante dall Appaiamento di basicomplementari fra diverse regioni della molecola.

L'ansa dell' anticodone è importante perché all' anticodone corrisponderà il Codone sul Messaggero e Permette di decodificare il messaggio, perché le triplette che sono presenti nel codone dell'RNA messaggero saranno associate per complementarietà all'anticodone ed ogni t-RNA avrà un amminoacido in 3' che sarà diverso a seconda dell'anticodone e decodificare il messaggio

Nell'estremità 3' (l'estremità accettrice di amminoacidi CCA) alla quale si lega l'amminoacido

L'aggancio avviene per via di una reazione enzimatica, Grazie all'uso di ATP E alle aminoacil t-RNA Sintetasi che si occupa del caricamento dell'amminoacido sul RNA di trasporto medianto l'uso di ATP

Viene rilasciato l'amminoacido e associato all'adenosin

monofosfato e poi viene caricato sull'estremità 3' del t-RNA e viene rilasciato anche l'adenosin monofosfato

Oltre al t-RNA abbiamo pure i ribosomi:

• I ribosomi sono i siti della sintesi proteica.
• Sono composti di proteine ed RNA ribosomiale e costituiti da due subunità, una maggiore e una minore.
• Il riposo mi sembrano all'interno del nucleo, nell'area indicata dal nucleolo, dove gli r-RNA sintetizzati si associano alle proteine ribosomiali per formare le subunità 60s e 40s

PROCESSAMENTO DELL'RNA RIBOSOMIALE

• Le cellule procariote contengono 3 tipi di r-RNA (16s, 23s, 5s) che sono prodotte dal taglio del trascritto del pre-RNA
• Le cellule eucariotiche contengono 4 r-RNA (5s trascritto da un gene separato, derivano da un pre-RNA comune 18s, 28s, 5.8s)
• Dopo il taglio l'r-RNA 5.8s si appaia con legami ad idrogeno a 28s
• S= Svedberg, unità di misura della velocità di sedimentazione

mRNA PROCARIOTICI ED

EUCARIOTICI

Nei procarioti le unità trascrizionali sono policistroniche, quindi l'RNA messaggero viene trascritto come formato da più unità insieme che poi andranno a codificare per proteine differenti:

• Quindi ogni RNA messaggero procariotico può contenere siti multipli di inizio della traduzione

Negli eucarioti abbiamo un sito singolo di inizio della traduzione

Un m-RNA eucariotico e procariotico presentano all'estremità 3' e 5' delle sequenze chiamate UTR (Untraslated Region) regioni che non vengono tradotte in una proteina

La sintesi delle proteine è lo stadio finale dell'espressione genica:

• Tuttavia, la traduzione dell'mRNA è solo il primo passo nella formazione di una proteina funzionante.
• La catena polipeptidica deve poi ripiegarsi nella conformazione tridimensionale appropriata e, spesso, subisce vari passaggi di maturazione prima di essere convertita nella sua forma attiva.

Questi passaggi

Di maturazione, specialmente negli eucarioti, sono strettamente connessi allo smistamento e al trasporto di diverse proteine nelle loro destinazioni finali della cellula.

L'RNA di trasporto è la molecola chiave della traduzione perché decodifica il messaggio che è contenuto nella sequenza del messaggero CODICE GENETICO. 4 basi azotate vengono combinate, i codoni e l'ansa dell'anticodone sono formati da triplette, se un codone è formato da una tripletta abbiamo per ogni posizioni 4 possibilità (basi) 4x4x4=4 = 64 combinazioni, dette Triplette o Codoni.

Di questi 64 codoni:

• 3 sono segnali d'arresto (UUA, UAG, UGA)
• 61 codificano per uno dei 20 aminoacidi esistenti. (Se noi abbiamo 20 amminoacidi ma 61 codoni significa che più codoni codificano per lo stesso aminoacido)
• Alcuni codoni sono sinonimi, cioè codificano per lo stesso aminoacido.
• Il codice è universale (vale per tutti i viventi).

LA TRIPLETTA UUU

CODIFICA PER LA FENILALALINA

La traduzione in vitro di un RNA sintetico che consiste di uracili ripetuti (uno stampo di poli-U) porta alla sintesi di un polipeptide contenente solo fenilalanina.

AMMINOACIL t-RNA

Il riconoscimento tra il tRNA e lo specifico aminoacido richiede l'intervento di enzimi specifici, le aminoacil-tRNA sintetasi.

Questo enzima lega l'aminoacido e lega anche il t-RNA e attraverso il riconoscimento della struttura del t-RNA andrà a caricare l'aminoacido corrispondente a quella tripletta.

Successivamente l'aminoacil-tRNA verrà utilizzato nel ribosoma dove attraverso il riconoscimento della tripletta dell'RNA messaggero e la tripletta dell'ansa dell'anticodone presente nel t-RNA si avrà l'inserimento dell'aminoacido corretto.

TRADUZIONE

La traduzione è costituita da tre stadi:

Inizio

Allungamento

Terminazione

SEGNALI DI INIZIO DELLA TRADUZIONE

L'RNA messaggero in

Una cellula eucariotica presenta una modificazione che viene aggiunta durante la maturazione del trascritto si chiama 7-metil-guanosina che viene aggiunta all'estremità 5' con un metile in posizione 7, questa struttura permetterà al messaggero di legare la subunità minore del ribosoma (subunità 40S).

Nella cellula procariotica questa struttura non è presente, l'RNA messaggero procariotico presenta una sequenza specifica che viene chiamata sequenza di Shine-Dalgarno che è complementare ad una sequenza che è presente nell'RNA ribosomiale, quindi permetterà l'aggancio tra la sequenza del messaggero e quella di Shine-Dalgarno e quella presente nella subunità minore del ribosoma.

L'inizio tra cellula procariotica ed eucariotica quindi avviene in modo diverso.

Una volta che la subunità minore del ribosoma ha legato l'RNA messaggero può scorrere fino a trovare il primo

AUG (codone di inizio) che si trova in mezzo all'RNAmessaggero perché in 5' abbiamo la sequenza non tradotta che viene chiamata 5'-UTR che si trova sia nel messaggero eucariotico che procariotico

Nel ribosoma sono presenti 3 siti:

• Sito P (Peptidilico)
• Sito A (Aminoacilico)
• Sito E (di uscita)

INIZIO

1. La subunità minore scorre sul ribosoma fino a trovare il codone di inizio (AUG)
2. Arriva l'aminoacil t-RNA che porta la metionina
3. Si avrà riconoscimento codone-anticodone, il codone presente sull'RNAmessaggero e l'anticodone che è presente sul t-RNA
4. Una volta che si è legato alla aminoacil t-RNA si può assemblare il ribosomacompleto
5. Dove il sito P andrà ad alloggiare sulla aminoacil t-RNA contenente la metionina (il primo)
6. Il sito A sarà vuoto e libero di accettare un nuovo aminoacil t-RNA
7. In questo modo si sarà formato il ribosoma completo

ALLUNGAMENTO

Viene caricato

il secondo aminoacil t-RNA e quindi viene letta la seconda tripletta

Si forma il legame peptidico tra il primo e il secondo aminoacido

Si ha lo scorrimento del ribosoma che potrà leggere una nuova tripletta

Mentre l'aminoacido che si trovava nella prima posizione scorrerà fino al sito E per poi uscire fuori

Il sito A è di nuovo vuoto e può accettare un nuovo aminoacil t-RNA

TERMINAZIONE

Questo va avanti formando la catena fino a che non si incontrerà una sequenza UAA, UAG o UGA

Una volta che viene inserito il fattore di rilascio induce il rilascio del polipeptide e il disassemblaggio del ribosoma che si aprirà e libererà l'RNA messaggero

Quando un ribosoma incontra un codone di terminazione, in questo caso UGA, il