Codice gentico e sintesi proteica, Biologia cellulare

Il codice genetico e la sintesi proteica

La sintesi proteica comporta la formazione di legami polipeptidici covalenti tra aminoacidi successivi. La successione con cui gli amminoacidi sono legati covalentemente gli uni agli altri è dettata dalla sequenza delle triplette presenti sull'mRNA e che è letta dai ribosomi che vi scorrono sopra. Il codice genetico definisce la chiave di lettura che consente di tradurre in modo non ambiguo gli elementi da un linguaggio a un altro (da aminoacidi a proteine). È l'insieme di regole che servono per tradurre la sequenza nucleotidica del gene, tramite la mediazione di mRNA, nella sequenza aminoacidica della proteina.

Caratteristiche del codice genetico

Crick nel 1961 dedusse tramite considerazioni matematiche che il codice genetico deve essere costruito da triplette. Una corrispondenza 1 a 1 tra i due linguaggi è impedita dal fatto che 4 elementi sono insufficienti per codificare per 20. Una corrispondenza di 4 elementi combinati a 2 a 2 (16) è anch'essa insufficiente per codificare 20 aminoacidi.

• UAA, UAG, UGA sono codoni di stop.
• AUG è un codone di inizio.
• Sistema di codificazione a triplette.
• Non ha punteggiatura.
• È ridondante e non ambiguo.
• Universale.
• Non sovrapponibile.
• Le triplette stop sono non senso.
• Vacillamento della terza base.

I tRNA: i decodificatori molecolari

I tRNA sono i decodificatori molecolari:

• Devono avere un sito di attacco per l'aminoacido.
• Devono essere riconosciuti da tRNA sintetasi precise che leghino il corretto aminoacido.
• Devono possedere una sequenza specifica, anticodone, che possa legarsi al codone complementare presente sull'mRNA.
• Devono essere riconosciuti dai ribosomi.

Per formare un complesso con il tRNA, l'aminoacido deve essere prima attivato. L'attivazione consiste nella formazione di un legame covalente tra il carbossile dell'aminoacido e il fosforo dell'ATP. Queste reazioni sono catalizzate dall'enzima amino-acil-tRNA-sintetasi; esistono tanti tipi di questi enzimi quanti aminoacidi perciò ciascun enzima deve riconoscere sia il proprio aminoacido che tutti i tRNA ai quali deve essere coniugato.

Il ruolo dei ribosomi

I ribosomi mettono in contatto tra loro tutti i componenti dell'apparato di traduzione. Un'unità ribosomiale è un aggregato di molecole di RNA e proteine. Un ribosoma è composto da una subunità maggiore e una minore che possiedono circa 82 proteine e 4 molecole di RNA; possiede un sito di legame per l'mRNA e tre per il tRNA (sito E, uscita; sito P, peptidico; sito A, aminoacilico). Un tRNA si adatta al proprio sito di legame quando l'anticodone si appaia con un codone di mRNA.