Riassunto dettagliato di ribosomi e sintesi proteica

Funzione dei ribosomi

I ribosomi hanno la funzione principale di sintetizzare le proteine ed effettuare la traduzione. Ci sono due tipi di ribosomi:

1. Ribosomi liberi nel citoplasma
2. Ribosomi associati alle membrane del RER

I ribosomi liberi nel citoplasma, che possono anche far parte dei mitocondri o dei cloroplasti, sintetizzano proteine destinate a rimanere nel citosol, proteine periferiche della superficie interna delle membrane, proteine che sono trasportate al nucleo e proteine che devono essere incorporate nei mitocondri o nei perossisomi.

I ribosomi associati alle membrane, sia del RER che della membrana esterna dell'involucro nucleare, sintetizzano proteine secrete dalla cellula, proteine integrali di membrana e proteine solubili che risiedono all'interno dei compartimenti del sistema dello endomembrane, che includono RE, apparato di Golgi, involucro nucleare, lisosomi, endosomi e altri.

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COM'È FORMATO UN RIBOSOMA?

1. Subunità maggiore
2. Subunità minore

Le due subunità non sono sempre unite, ma separate nel citoplasma e si assemblano solo quando è in corso la sintesi della proteina o TRADUZIONE. Ogni subunità ha una specifica funzione nel processo di sintesi della proteina.

QUANTO SONO GRANDI QUESTE SUBUNITÀ?

La dimensione delle subunità è espressa in un'unità di misura "S" (coefficiente di sedimentazione, da SVEDBERG) ed è in relazione alla velocità di sedimentazione dopo ultra-centrifugazione. I ribosomi batterici hanno un coefficiente di sedimentazione di 70S e le due subunità ribosomiali hanno un coefficiente di 50S (subunità maggiore) e 30S (subunità minore), 3 tipi di RNA ribosomiale e circa 50 proteine. Il ribosoma degli eucarioti ha un coefficiente pari a 80S, formato anch'esso da due subunità.

subunità: 60Se 40S. Negli ecuarioti si trovano 4 lamenti di RNA ribosomiale, di cui uno nella subunità minore e 3 nella subunità maggiore, associati a più di 80 proteine. Sia nelle cellule procariotiche sia in quelle eucariotiche un ribosoma è formato da due subunità, una maggiore e una minore. Un ribosoma presenta, oltre a un sito di legame per l'mRNA nella SUBUNITÀ MINORE, tre siti di legame per i tRNA nella subunità maggiore, che prendono il nome di SITI DI LEGAME E, P e A. Il sito P, o sito PEPTIDILICO, è occupato dal tRNA che porta la catena polipeptidica in allungamento. Al sito A, o sito AMMINOACILICO, si lega l'amminoacil-tRNA che porta l'amminoacido successivo da inserire nella catena polipeptidica. Il sito E, o sito di USCITA, è il sito in cui i tRNA che hanno rilasciato i loro amminoacidi alla catena polipeptidica in crescita lasciano il ribosoma. Tutti gli rRna (tranne il 5S della_subunità maggiore) sono trascritti e maturati nel nucleolo. Il 5S dopo che è stato trascritto, migrerà nel nucleolo dove si assemblerà agli altri per formare le _subunità dei ribosomi. MATURAZIONE DELL'rRNA. La maturazione dell'RNA comporta il taglio di RNA multipli da un precursore COMUNE. Dei quattro tipi di rRNA presenti nei ribosomi degli eucarioti, i tre più grossi - 28S, 18S e 5,8 - sono codificati da una singola unità di trascrizione, sintetizzata nel nucleolo dall'RNA polimerasi I come un unico trascritto primario chiamato PRE-rRNA da 45S. Nel nucleolo, la molecola di PRE-RNA45S subisce un processo di maturazione: prima viene modificata chimicamente e successivamente subisce numerose reazioni di taglio per rilasciare gli rRNA MATURI 28S, 18S e 5,8S. L'rRNA 5S è invece trascritto dall'RNA polimerasi III ed è sintetizzato in forma matura a partire da geni NON localizzati nel nucleolo. Una volta sintetizzato,

L'rRNA 5S si trova nel nucleolo e si associa con gli rRNA 28S, 5,8S e con proteine ribosomiali a formare la subunità MAGGIORE, mentre l'rRNA 18S con altre proteine ribosomiali forma la subunità ribosomiale MINORE.

I ribosomi vengono assemblati nel NUCLEOLO, ma acquistano la loro struttura definitiva e diventano funzionanti SOLO NEL CITOPLASMA.

Le proteine vengono sintetizzate NEL CITOPLASMA, NON NEL NUCLEOLO.

TRASCRIZIONE E TRADUZIONE

Le proteine sono i principali costituenti della cellula: determinano la sua struttura e le permettono di funzionare e di interagire con altre cellule.

La struttura, le proprietà e le funzioni di ciascuna proteina dipendono dalla sua sequenza, cioè dall'ordine lineare dei vari tipi di amminoacidi che compongono una catena polipeptidica: ogni proteina ha la sua sequenza, che le fa assumere una certa forma e un certo comportamento biochimico caratteristico.

Esiste, per questo, una relazione tra informazione genetica e

Sequenza amminoacidica: la sequenza amminoacidica è SPECIFICATA dall'informazione genetica cellulare, che è codificata nella sequenza nucleotidica del DNA. Il DNA non guida direttamente la sintesi delle proteine, ma funge da organizzatore del processo, delegando i vari compiti a un gruppo di esecutori: diversi tipi di molecole di RNA.

La cellula esprime le sue istruzioni genetiche, i suoi geni, attraverso la TRASCRIZIONE e TRADUZIONE. (DEL GENE) L'espressione genica è il processo mediante il quale, in tutte le cellule, l'informazione genetica fluisce dal DNA all'RNA - trascrizione - e dall'RNA alle proteine - traduzione -.

La sintesi di RNA consiste nel copiare l'informazione contenuta in un tratto del DNA in un altro acido nucleico, l'RNA. Questo processo è definito TRASCRIZIONE perché l'informazione, pur essendo trasferita da un tipo di acido nucleico a un altro, rimane scritta nello stesso "linguaggio" di base.

quello dei nucleotidi; il segmento di DNA che è trascritto in una molecola di RNA è definito UNITÀ DI TRASCRIZIONE. Sono trascritti tre principali tipi di molecole di RNA: - RNA messaggero: contiene l'informazione per la sintesi di una proteina: esso trasporta un messaggio genetico dal DNA al ribosoma; è l'unico RNA a essere tradotto in proteina - RNA di trasferimento o RNA transfer: i tRNA fungono da intermediari, o meglio "traduttori", in grado di tradurre la sequenza di basi dell'mRNA e trasportare l'appropriato amminoacido al ribosoma. Ogni tRNA lega esclusivamente uno specifico amminoacido - RNA ribosomiale: è la forma più stabile di RNA e costituisce circa il 70-80% dell'RNA cellulare totale. L'informazione trascritta nell'mRNA è utilizzata per sintetizzare la sequenza di amminoacidi di una catena polipeptidica. Questo processo è chiamato TRADUZIONE poiché è la

conversione del “linguaggio a nucleotidi” presente nell’mRNA nel “linguaggio ad amminoacidi” della catena polipeptidica.

IL CODICE GENETICO è l’insieme di regole che determina quali nucleotidi nell’mRNA corrispondono a ciascun amminoacido e, quindi, speci ca l’amminoacido da utilizzare di volta involta per costruire una catena polipeptidica.

Ogni sequenza di tre basi lungo la catena polinucleotidica dell’RNA messaggero è l’unità di codice, o CODONE, e speci ca un particolare amminoacido.

Ciascun codone è COMPLEMENTARE alla corrispondente tripletta di basi nella molecola di DNA su cui è stato trascritto; così il codice genetico crea una corrispondenza tra i codoni e i loro speci ci amminoacidi.

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Dal momento che ciascun cotone è costituita da tre basi, il codice è de nito CODICE A TRIPLETTE. Per questo, con quattro singole basi si possono scrivere 64

codoni.Dei 64 codoni possibili, 61 speci cano amminoacidi; uno di questi, il codone AUG, ha un dupliceruolo, in quanto speci ca l'amminacido METIONINA ed è anche il CODONE DI INIZIO, cioè funziona come segnale di inizio della traduzione per i ribosomi.I rimanenti tre codoni, UAA, UAG e UGA, sono CODONI DI TERMINAZIONE o CODONI DI STOP, poiché non speci cano per alcun amminoacido ma sono segnali di terminazione della traduzionee, quindi, della sintesi proteica.Inoltre, i tRNA sono componenti fondamentali della traduzione poiché sono adattatori molecolari che connettono gli amminoacidi e gli mRNA, dato che ciascun tRNA può legarsi con uno speci co amminoacido e riconoscere sull'mRNA il codone corrispondente a quel determinato amminoacido.Il riconoscimento del codone è possibile perché ciascun tRNA ha una sequenza di tre basi, chiamata ANTICODONE, che si associa mediante legami a idrogeno al codone complementare sull'mRNA.

traduzione dell'mRNA richiede che gli anticodoni dei tRNA siano legati mediante legamiidrogeno ai codoni complementari presenti sull'mRNA e che gli amminoacidi trasportati dai tRNAsiano legati insieme nell'ordine specificato dall'mRNA. A ciò provvedono i ribosomi, che si attaccano all'estremità 5' dell'mRNA, e scorrendo lungo di esso, permettono ai tRNA di legarsi in sequenza ai codoni dell'mRNA. In tal modo, gli amminoacidi sono posizionati correttamente e legati con legami peptidici tra loro nella giusta sequenza per formare la catena polipeptidica. LE FASI DELLA SINTESI PROTEICA sono: inizio, allungamento e termine e durante queste intervengono enzimi e fattori proteici che controllano le varie fasi. Sia nelle cellule procariotiche sia in quelle eucariotiche più ribosomi sono in grado di unirsi tra loro, utilizzando come legame una stessa molecola di mRNA, attraverso la quale si muovono dal codone iniziale fino al codone di termine.

Quello nale, in direzione 3, a formare un POLIRIBOSOMA o POLISOMA. I poliribosomi sono strutture formate da un lamento di mRNA con tanti ribosomi distanziati fraloro di circa 80 nucleotidi, che traducono simultaneamente in serie la stessa molecola di mRNA, rendendo possibile la rapida sintesi di copie multiple di un polipeptide a partire dalle istruzionitrasportate da un’unica molecola di mRNA. Quindi, nell’unità di tempo sono prodotte proteine in quantità molto maggiore di quanto avverrebbe se per ogni molecola proteica si dovesse aspettare il completamento dellaprecedente. Anche nel poliribosoma i ribosomi si muovono dal codone iniziale no a quello nale in direzione 3, quindi la traduzione procede sempre in direzione 5-3.

PROTEINE SINTETIZZATE DA RIBOSOMI ASSOCIATE ALLE MEMBRANE DEL RE: