Schema su Codice genetico traduzione trascrizione maturazione indirizzamento smistamento

TOC TOM

traslocazione dalla membrana

esterna Traslocasi della membrana

Traslocasi della membrana TIM

mitocondriale esterna

cloroplastica esterna

TIC Traslocasi della membrana

Traslocasi della membrana mitocondriale interna

Traslocazione all'interno dell'organello

cloroplastica interna Traslocazione all'interno

dell'appropriato compartimento

richiede più di un segnale

L'allungamento continua finché il segmento trasmembrana viene L'orientamento della 2. Funziona come 1. Agisce come sequenza

sintetizzato. Questo segmento funziona come sequenza di stop sequenza di inizio del àncora che fissa il segnale per il RE

del trasferimento che blocca il passaggio del polipeptide nel RE. trasferimento determina polipeptide alla

La catena polipeptidica rimanente viene sintetizzata e rimane quale terminale del membrana

fuori dal RE. (N-terminale nel RE, C-terminale nel citosol) Proteine senza sequenza segnale

polipeptide rimane nel lume N-terminale. Posseggono una

del RE e quale nel citosol sequenza interna di inizio del

Polipeptidi con sequenza trasferimento. Questa sequenza

segnale per il RE. SRP lega il Polipeptidi con all'interno una sequenza svolge due funzioni

complesso mRNA-ribosoma 2 meccanismi

di stop del trasferimento

alla membrana del RE.

Importazione Polipeptidi con sequenza di

post-traduzionale Molecole destinate a diventare inizio del trasferimento

Indirizzamento e smistamento proteine proteine integrali di membrana

Ribosomi che sintetizzano Ribosomi che sintetizzano polipeptidi Regione N-terminale carica positivamente:

polipeptidi destinati al citosol o ai 2 vie di smistamento destinati al sistema di endomembrane o promuove l'interazione con esterno idrofilico

mitocondri, cloroplasti, all'esportazione dalla cellula. Tali della membrana del RE

perossisomi, o interno del nucleo, ribosomi si legano durante il processo di

rimangono liberi nel citosol traduzione alle membrane del RE. Regione centrale idrofobica:

Mannosio-6-fosfato per favorisce interazione con interno

Questa sequenza

enzimi lisosomiali lipidico della membrana

consiste di 15-30

Sequenza KDEL all'estremità amminoacidi e

C-terminale per proteine con Importazione contiene 3 domini

destinazione finale nel RE Regione polare vicino al sito dove

cotraduzionale avverrà il taglio proteolitico

SRP ( particella di

riconoscimento del segnale ) Sequenza

1. La sintesi del polipeptide segnale per il RE All'estremità N-terminale del

Sequenze continua finché la sequenza

Le glicoproteine sintetizzate polipeptide indirizza il complesso

segnale segnale fuoriesce dal tunnel

nel RE, possono essere Riconosce e lega la sequenza ribosoma-mRNA-polipeptide

del ribosoma. La SRP si

ulteriormente glicosilate nel segnale e permette la adesione verso la superficie del RE rugoso.

lega alla sequenza segnale

Golgi quindi smistate verso alla membrana del RE bloccando la traduzione.

altre localizzazioni 2. La SRP lega il ribosoma a

6. Il polipeptide completo una struttura sulla membrana

5. La sequenza segnale

è rilasciato nel lume del 3. Il GTP si lega alla del RE (traslocone). Il

4. Il GTP viene

viene tagliata dalla peptidasi

RE, il ribosoma si dissocia SRP e al suo recettore. traslocone comprende:

idrolizzato e viene

del segnale mentre il

e il poro si chiude Il poro si apre e il

Indirizzamento recettore SRP, recettore per il

rilasciata SRP

polipeptide si allunga e polipeptide si inserisce. ribosoma, proteina del poro.

trasloca nel lume del RE

Spesso il ripiegamento è accompagnato Bip: membro della famiglia dei

Il ripiegamento avviene nel

dalla formazione di ponti disolfuro. Questa Ripiegamento chaperoni Hsp70, si lega alle regioni

lume del RE ed è facilitato

reazione è facilitata dalla proteina disulfide idrofobiche delle catene polipeptidiche

da chaperon molecolari.

isomerasi (enzima presente nel RE) La maturazione

coinvolge il

Esportina-t esporta solo ribozima RNasiP

i tRNA maturi fuori dal

nucleo (garantendo che i

Eliminazione di pre-tRNA accorciati alle

tRNA maturi non siano

spaziatori intragenici

Mediati da snoRNA estremità 3' e 5' inoltre

esportati) subiscono modificazioni di

basi ed eventuale splicing

Associazione con

Modificazione dei nucleotidi proteine ribosomiali

(metilazione e sostituzione), Geni organizzati

taglio di pre-rRNA In alcuni casi un introne è un ribozima

in cluster (molecole di RNA che funzionano

come catalizzatori)

A loro volta queste unità di trascrizione Una molecola di RNA appena

La maturazione sono separate da segmenti detti prodotta dalla trascrizione Rimozione di sequenze non

avviene quindi con: spaziatori non trascritti chiamata trascritto primario

Maturazione tRNA codificanti (introni *intrusi*) e

deve andare incontro a Self splicing risaldatura degli esoni

cambiamenti chimici per

Molti eucarioti hanno copie produrre un RNA funzionale

multiple di queste unità di Maturazione rRNA (RNA maturo)

trascrizione ripetute in tandem Complesso di proteine e snRNP

(piccole ribonucleoproteine nucleari).

Splicing

Maturazione dell'RNA

3 dei 4 tipi di rRNA presenti nei Gli snRNP contengono snRNA.

Solo mRNA maturi

ribosomi degli eucarioti sono lasciano il nucleo

codificati da una singola unità di

trascrizione. Le sequenze di DNA che I componenti dello spliceosoma

codificano per questi 3 rRNA sono Metilazione

Poliadenilazione Splicing alternativo

Maturazione mRNA riconoscono siti di giunzione

separate all'interno dell'unità di esone/introne/esone

trascrizione da segmenti chiamati Capping Cotrascrizionale

spaziatori trascritti. Editing La presenza degli introni Tagliano al 5' per dare

permette diversi tipi di

Aggiunta del CAP di struttura a cappio (lariat)

splicing dando origine a più

Posttrascrizionale metilguanosina (GMP) al 5' Cambiamento della mRNA differenti a partire

dell'mRNA. Ne protegge sequenza dell'mRNA a dallo stesso gene.

l'estremità evitando livello post-trascrizionale

Aggiunta di 30-200 Tagliano al 3' dell'introne

degradazione da parte di

adenosine (AMP) al 3' OH eliminandolo

ribonucleasi e posiziona l'mRNA

dell'mRNA. Stabilizza Ciò avviene poiché i singoli siti

Aggiunta o delezione di

correttamente sul ribosoma

l'mRNA. La poliadenilazione di splicing possono essere

nucleotidi o basi azotate

durante la traduzione

avviene a valle di una attivati o saltati Saldano i due esoni

sequenza specifica, subito

dopo il taglio che termina la Richiede stampi di RNA guida

Tipico di geni

trascrizione (gRNA) originati da introni

mitocondriali e di

cloroplasti

In alcuni casi le inteine rimosse sono proteine stabili con una propria funzione

Splicing tra due catene diverse derivate da

Specifici segmenti di traduzione di due diversi mRNA. I due

aminoacidi chiamati inteine polipeptidi si associano mediante il legame

Intramolecolare sono rimossi da una proteina e tra le loro inteine e, successivamente, una

le rimanenti regioni chiamate reazione di splicing intermolecolare unisce i

esteine sono unite a formare la due polipeptidi con la rimozione dell inteine.

Modificazioni proteina matura Mutazioni non senso: convertono

Rimozione gruppo formilico all'estremità Intermolecolare codoni che codificano per

Splicing proteico

Maturazione

N-terminale (procarioti); rimozione prima amminoacidi in codoni di stop

metionina; rimozione interi blocchi di

amminoacidi (per attivazione enzimi, per

trasporto attraverso membrane, per attivare Mutazioni spesso alterano

Modalità di risposta a mutazioni e maturazione

proteina come l'insulina); metilazione; solo un amminoacido.

fosforilazione; acetilazione; glicosilazione. Mutazioni che alterano codoni

di stop compromettono

gravemente la traduzione

Degradazione mediata da Risposta a mutazioni

mutazioni non senso tRNA soppressori

Degradazione

Nei mammiferi viene depositato un complesso proteico durante lo mRNA difettivi

splicing dell'mRNA in ogni punto in cui l'introne è rimosso. Questo

complesso di giunzione degli esoni (EJC) distingue i codoni di stop

normali da quelli prematuri in base alla loro relazione spaziale. Una mutazione indipendente che

Degradazione per

Quando la traduzione è interrotta prima dell'ultimo esone la colpisce un gene di un tRNA produce un

assenza di stop

presenza di EJC indirizza l'mRNA alla degradazione tRNA mutato (tRNA soppressore) che

riconosce il codone (mutato) di stop e

inserisce un amminoacido in quel punto.

Quando un codone di stop è presente

Nei casi in cui non ci sono codoni di stop in un

Nei batteri quando la traduzione si arresta alla invece nella posizione corretta i fattori

mRNA la traduzione si arresta nel momento in

fine di un mRNA privo di codone di stop un tmRNA di rilascio innescano la terminazione

cui un ribosoma raggiunge la fine dell'mRNA. Un

(RNA transfer messaggero) si lega al sito A e (poiché più efficaci dei tRNA mutati)

complesso enzimatico di degradazione dell'RNA

dirige l'aggiunta di una dozzina di aminoacidi si lega al sito A vuoto e degrada l'mRNA difettivo

(segnale per la degradazione della proteina) Chaperon molecolari: proteine che

Incontro di uno dei 3 codoni di stop (UAG,UAA,UGA) sul sito A. Il facilitano ripiegamento polipeptidi

codone di stop viene riconosciuto da fattori di rialscio. Si legano al già quando la catena esce dal tunnel

sito A assieme al GTP causano il rilascio del polipeptide (idrolisi del ribosoma. La loro attività richiede

GTP). Il ribosoma si dissocia e vengono rilasciari mRNA e tRNA Poliribosoma: gruppo di

ATP. In caso di ripiegamenti sbagliati ribosomi attaccati alla

li correggono. Famiglie più importanti

Il peptidil-tRNA rimane unito al mRNA. Il successivo stessa molecola di mRNA

Hsp70 e Hsp60

codone passa al sito A. L'estremità N-terminale del mRNA e il polipeptide vengono Gruppo diverso di fattori di inizio (eIF),

polipeptide fuoriesce dal ribosona attraverso un rilasciati dal ribosoma modalità di assemblaggio del complesso

Sintesi polipeptide da estremità

tunnel di uscita del polipeptide (sulla subunità Traduzione procarioti di inizio diversa, un particolare tRNA

N-terminale a C-terminale

maggiore) dove incontra chaperon che aiutano il Fase di terminazione iniziatore che trasporta la metionina.

ripiegamento del polipeptide Negli eucarioti

Fase di inizio

Il peptidil tRNA si sposta Il fattore eIF2 legato al GTP lega il

mRNA avanza di 3 nucleotidi Fase di allungamento

dal sito A al sito P e il metionin-tRNA prima che il tRNA si leghi alla

(traslocazione) portando il nuovo

tRNA scarico si muove subunità minore. Ques