Schemi di biologia generale e cellulare per l'esame della prof. Patrizia Limonta sul codice genetico e il processo di trascrizione del DNA

CODICE GENETICO E TRASCRIZIONE

FLUSSO INFO GENE: DNA → RNA → PROTEINA

TRASCRIZIONE → TRADUZIONE (FOSCOLEI. RUNGIGEIO LOES. NORDICK

RNA: 3 TIPI

• MESSAGGERO - trasporta messaggio genetico da DNA a ribosomi
• RIBOSOMIALE - compongono ribosomi
• TRANSFER - intermediario in traduzione, riconosce basi legate

CODICE GENETICO - Come fosse se, BSI: MRNA GUIDARE SINTESI PROTEINA?

Sede codice genetico che dice quali nucleotidi vengono corrispondono a ciascuna AA

BEADLE & TATUM esperimenti su NEUROSPORA CRASSA); IPOTESI:

• UN GENE-UN ENZIMA (ogni gene controlla la produzione di un enzima)

PAULING & INGRAM (anemia falciforme);

IPOTESI: UN GENE-UN POLIPEPTIDE (lavoro su geni codificano proteine ^quantità info per produrre 1-2 problemi complessi

CODICE GENETICO E A TRIPLETTE

Quanti AA servono per codificare ciascun AA di proteina?

INFO DNA CONTENUTA IN 80% DI 4 NUCLEOTIDI: A, T, C, G

QUESTI 4 LETTERE DEVONO FORMARE ALMENO 20 PAROLE (UNO X OGNI AA)

SI COMBINANO TRA DI LORO IN GRUPPI DI 3 NUCLEOTIDI → POSSONO FORMARE 64 COMBINAZIONI

PROVE: CRICK & SIDNEY → STUDIO EFFETTI MUTAGENI DI PROFLAVINA SU FAGO T4

MUTAZIONI → SE SOPRIMONO O AGGIUNGE O ELIDE SINGOLA COPPIA DI BASI

ALTRO ESPERIMENTO PROTEINA MUTA MA SE INDICO SECONDA MUTAZIONE PORTO VICINO ALLA FINE LA PROTEINA TORNA AL WNTIPRFO PSEUDO → WILDTYPE (LE MUTAZIONI SI ANNULLANO, MA NON C'È OLTRA)

SE INSERIMENTO O DELEZIONE BASE CAUSA SPOSTAMENTO CORNICE DI LETTURA -MESSAGGIO ALTERATO

IF MUTAZIONE → 2 → SOTTINDO (WNTINIZIAMO NUINTINO LITORE ELLINEANTO DI ALTERZIONE DELLO

CODICE GENETICO AGRIGTIE UNA LETTURATICA CODIFICA 3 NUCLEOTIDI DA RAGGRUPPARE OGNI PER UN AA (20 + 30 VLANES RIDPISSNA + DAL PRIMA + CODIFICA ALTSINNESS; OGNE OWINTE ASUO UOLUME CUNI CODICE DI OOWERASE DEST? LORATTES A GGRUPPO.3

C.S. E. CODICE ATTEPLETE LA LETTURGTICA UN PIANTO PRESSO E 'PREP' 3 NUCLEOTIDI ALLA VOLTA (IGNORIANO L'ORATTE IN

CODICE GENETICO E TRASCRIZIONE

FLUSSO IN GENI: DNA→RNA→PROTEINE

Trascrizione, Traduzione (verosimilmente con cambio del "modello" e amminoacidi)

RNA 3 TPI

• MESSAGGERO: trasporta messaggio genetico da DNA a ribosomi
• RIBOSOMALE: compongono ribosomi
• TRANSFER: intermediano in traduzione, posizionano loro amminoacido su protasi in ribosoma

CODICE GENETICO: come fosse set basi mRNA a guidare sintesi proteina?

SERVE CODICE GENETICO CHE DICE QUALI NUCLEOTIDI VENGONO CORRISPONDO A Q ASCICU AA

BEADLE & TATUM esperimento su NEUROSPORA (IPOTESI: 1 GENE 1 ENZIMA (oggino gene controlla le modifiche chimiche in enzima))

PAVINI & INGRAM

IPOTESI: 1 GENE→ 1 POLIPEPTIDE (/ visto AA legami colini/ mRNA per intervenzione nei vari precurs. 2) proteina composta da vari polipeptidi regolazione geni vari anche geni())

CODICE GENETICO = TRA PUORETE quanti TPA SEQUENZE PER CODIFICARE CUSCU AAs PROTEINA?

(INFO DNA CONTENITA IN SOLO D.I. NUCLEOTIDI: A, T, C, G)

QUESTE 4 LETTERE DEVONO FORMARE ALMENO 20 PORTOLE (UNA PER OGNI AA)

SI COMBINANO TPO: IN GRUPPI DI 3 NUCLEOTIDI – POSSONO FORMARE GLI COORDENZE

PROVE: CRICK & SIDNEY SU STUDIO EFFETTI MUTAGENI DI PROFAVN SI FANNO: LA SEQUENZA AGGIUNTA O CELSIBOLè STABILE SINGOLA COPPIA DI BASI

PROTEINA MUTA MA SE INDUGO SECONDA MUTAZIONE MOLTO VICINA ALLA PRIMA LA PROTEINA TORNA AL UN TENTIPO PSEUDO-WILDTYPE (uemuta:zioni: mi omunicano I’mut con I’ differ-)

MUTA SE INSERZIONE O DELEZIONE BASE CAUSO DOVALVEMENTO CODICE IRACHI CODON MESSAGGIO ALTERATO

SE MUTAZIONE ZU SONO UNA S’ S’ SOPPRIMONO AUCCUNE (INTERAZIONI UTILIZZAZION UNIALTANAMENTO DA IOA’MONOLO DOLO)

CODICE GENETICO DECIFRE ^MOLECOLARE INTERAZION

• DETERMINATO ORDINE CODICE LETTURA, DIPO:
• UNA PROT MA VAR^I ADGE PROVOCA SCARSO E LETA’ SGRUPPO, D: 3
• GRUPPOS C.G. E CODICE A TRIPLETTA LA LETTERA ILLA IN UN POLIM PRECISO E C_S

PREZ: 3 NUCLEOTIDI, ALTA SU UOTA L’AGNAMENT DI OGNI SE TTTC, DIVENTA IN AAM A QUANDO VIENE LEGGETTA LIKEA MESSAGGIO

CODICE GENETICO

• DEGENERATO
• NON SOVRAPPOSTO

Singolo AA può essere codificato da 1 + di 1 una tripletta

Se le triplette codificanti fossero solo 20, ogni mRNA che porta a formazione delle catene di 12 proteine potrebbe rendere il messaggio in quel punto errato (una aminoacido diverso da quello donato in alcune mutazioni). Codice sovrapposto coerente lettura senza uno scivolamento perduto - ogni n. lettera 1 di volte.

Mutazione inaltererebbe almeno 1 AA ma non modificherebbe coerente. Oggi N. E parte di una sola tripletta (colineare sono top osservazione)

MRNA dirige sintesi polipeptidi

NIREBERG e MATTHEI: Usò sistemi acellulari per studio sintesi proteica

Aggiunta RNA a sistemi acellulari aumenta velocità sintesi proteica ✧ provando polinucleotide formazioni

Aggiungo a S.A. DNA con composizione basica noti ✧ queste molecole influenzano tipo proteina sintetizzata

Un nucleotide fosforolasi unisce casualmente n. disponibili (incubato con UTP ✧ formazione poli(u) analogamente of urociclo)

Aggiunta Poli(u) a S.A. aumenta incorporazione Fenilalanina in catene polipeptiche che RNA sintetico con basi diverse inducono sintesi Fenile

Poi(u) dirige sintesi catene polipetidiche di Fenilalanina

AAA codifica per lisina ✧ CCC codifica per prolina

Oggi tutti codoni (tripletta) sono associabili ai loro AA

Tutti gli codoni esistenti traduzione mRNA - 61 specifichino aggiunto posizione AA in polipeptidi crescita, 1 è codone   (AUG), 3 sono codon stop (dagaologia)

C G - non ambiguo: ciascun codone codifica per solo un AA “degenerato” raggi specificati da + di un codone codificante stessi AA per 20 AA universali. Mutazione DNA che portasse a formazione di uno dei puramenti codoni potrebbe essere síntesi proteina

Codice genetico quasi universale (raio organum, mitocondrio e alcuni batteri) - Gli codoni codificano per gli stessi. AA

TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI

Da DNA o RNA - chimicamente simili uno RNA contiene ribosio + uracile

Trascrizione guidata da ENZIMI - formata da 1 ₂ subunità = beta / sintetizzare - legame rapporto a promotore

RNA POL CRESCE e ULTIMI NUCLEOTIDI AGGIUNTI RESTANO APPAIATI a DNA STAMPO x 5-6 min. e IBRIDO DNA-RNA [8-9 p.b. circa]

RNA POL II minuzia 2 > AGG. DNA AVANTI SI SGROV ma DIETRO si SUPPORTATROC

Problema di solito dai TORI SOMERSA:

RNA POL SUL HOLLOW SEUENCIAS 3'-5' PER CORREGGEREN ERROR

USO MECCANICO ALTERNATIVO: QUANDO VIENE INCORPORATO N. SBAGLIATO

RNA POL DETRERCE n. sbagliato PARTECIPA ALLA CATISC. della su

Basta questo meccanismo perchè vengono trascritte + COERENZA

RNA ORI. GENE ECTOCOPE inaccurate sono tollerabili

4) TERMINAZIONE. ALLOGAMENTO COS. MA FINCHE RNA POL INCONTRA

SIGNALE TERMINAZIONE - DUE TPI IN BASE A PRESENZA FALTORE

• No

MOLECOLE DNA HANNO CORTE

SEQ. RICCA DI CG SEGNOTA DA RNV DI SICO AL DNA 3'

QUESTO FACILITA TERMINARLO

REGOLA CHE HA SEQ. COMPLEMENTARE

(ughe con estrore) FORMO D'ANGOLO

HARPEN LOOP (da neyolo DNA

da DNA)

FATTORE <RHOU> si lega a STECHE

SEQ. TERMINAZIONE VICINO A 3'

RNA IN SINTISI.

AGISCE COME SISTEMA DI SCOLAMENTO

ATP-dipendente CHE si MUOVE.

Versoro 3' RNA e DISSOCIA RNA

da DNA

TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI

S'tesse Basi di trascrizione PROCARIOTICO MOU

1) Via è solida da 3 Tp di B RNV POL

2) PROMOTOR NOTO DIVERSFICATI iduono attomia CLI NML di inio

3) Legame RNAPOL- DNA Behaves 'FATTORE Trascrizione' (Che ma-

tich prio: modifoponOL: RNAPOL)

4) INIZIATIO Stoet N, proteina sono modo incorporati

5) Molecole Synthesized Divorno Matodure

RNAPOL II & III differisco per pozzione e per tpo di RNA CHE

sintetizano

RNAPOL I. Sta in nucleus e sintetzia RNA precursore di 3 rRNA -

Non susceptible ad AT Amattina

RNAPOL II. in SN: nucluoplasma mona sintetzia precursori mRNA -

sens inof think tedro re gni in up plicine di

trascrizione. Sintetizza ANCHE snRNA e miCRORNA (le

s.inc e org) mi-entiN RNA e trcciroriza Qi orie genio

RNAPOL III. State in nucleolio e SINTETIZA ACCHI rRNA tipo

(frNAL; rRNA SSS) - Sensible od A-D AMANTINA como RNAPOL I

FASI TRASCRIZIONE

1. LEGAME RNApol A Sito Promotore. Promotore è sia di basa DNA che dice dove trascrizione deve iniziare e quali e quanti elementi stanno:
• _-35 ribonanti codificanti
• _-10 ribonanti tonigione o si lega RNApol

Seguire a valle ... e filamento codificato a valle minion e _-3 ribonanti codificanti.

Pruota of DNApol sede per legame a promotore e provoca sprofondamente pezzo di elica e esprozione da due filaranti.

Riconoscimenti e legame DNApol occorrono a specifica posizione - rich promotore e giuracioni che compongono promotore res sono per riconoscimento con minima tape of DNApol uso riconoscimenti ritm del promotore anche de RNApol pergiudio organo.

CodificatoSequenza -35Sequenza -10Sito più 1TTGACATATAATA3’3’AACTGTATATTAT5’

Trascrizione inizia nel "sito inizione" ... profi minino

3’

AÒ DA BASE ... ciè Sito di trascrizione ... -35 base ... 5’

50^-35 e Sito ... sono stati conservati duarente evoluzione.

• Sito è regolato conservazione ... se mutate possono intercere con ... attivi promotore e bloccare trascrizione.
2. Inizio sintesi RNA uno dei due filamenti DNA sarà da stampo che vite deve sedere RNApi DNA con Sito promotore determinaюсь quale filamento viene trascrito.
• Primi 2 NTP (Ribonucleotido trifosfato) solo uniti a basi DNA stampo RNApol procatiniza formazione legame sfosfodiesterico tra gli NTP con rilascio di pirofosfato (PP).
3. Altri nucleotidi aggiunti a RNA crescente-RNApi si muove lungo promotore e cresce catena raggiunge lunghezza 9 nucleotidi. Lattice _P-P si stacca da RNApol = fase 2 completo.
4. Allungamento catena RNA -RNApi si muove lungo DNA in 3’-5’.
• Filamento RNA sintetizzato in 5’-3’... prostore granomito est cornmimentea... per DNA tonuto e DNA (indieronal炉o)

Promotori Eucariotici

3 grandi categorie promotori di

• RNAPol I
• RNAPol II
• RNAPol III

Core + minimo insieme di sequenza DNA che basta a controllare inizio trascrizione.

Controllo a monte livello basso smileo e deboli variazioni a seco RNAPII ci sono proteine.

Funzione genica 4 tipi sequenza 1) TATA Box (rappr. min. sito) 2) CAAT Box 3) Box di controllo a monte 4) BPE (a introdurre promozione a valle)

Si trovano a valle di sito inizio (Box senza senso in blocchi di 10pb)

Organizzati secondo TAF TBP promozione guidata da TAF TBP da DEC

Devono essere riconosciuti e legati da fattori trascrizione

Fattori trascrizione

Fattore trascrizione generale (TF) è proteina necessaria per legame RNAPol promotore (loro minimo, TF agiscono da TF sono multipli)

ES: TFIID legata Box vettere gli altri TF interagiscono tra loro

Ivana promo di RNAPol "complesso pre-inizio" (ottengo complesso di minimo con RNAPol)

TFIIH* catalizza rilascio di complesso e schiude DNA

EDNA altri tipi proteins per trascrizione efficace

Allungamento: per RNAPol e toglio DNAPol si muove lungo DNA sintetizzando DNA fino anche non incontra sef. Terminazione

Maturazione DNA

Trasc. PRNAPol produce DNA momento trascr. deve essere modificata chimicamente "domo di sintesi"

Maturazione 2^aria DNA implica rimozione zone del trascritto rimango aggiunta nucleotidi a prod. 3^ario di specifica inserzione

4 tipi RNAbosomi eucarioti - 4 tipi rRNA: 18S, 28S, 5.8S e 5S RNA procarioti - 3 tipi rRNA: Transcripti

Il g: eucapioti RNA 28S, 18S e 5, 8S codificati da un'unica unita Trascrizione vengono base RNAPol com. pre-mRNA Re_Qui che codifica PR dei 3 rRNA sono divisi da spazi logi trascr

Durante maturazione gli spaziatori vengono tagliati e degradati.

Vengono aggiunti gruppi: metilici a pre-rna = protegge certa zone pre-rna da taglio.

Rna ss trascritto da dna pol II.

- Maturazione bovine o nulla.

Maturazione t-rna

- trna maturo ha 70-90 nucleotidi.

Appaiamento tra basi complementari - ripiegamento.

trna = struttura secondaria con 4 bracci strutturati a formare “tre”.

Sintetizzato come pre-t-rna - maturazione.

1. Digestione seq. Leader al 5’.
2. Nuclotidi finali a 3 rimossi - sostituiti con seq. cca.
3. Modificazioni chimiche (metilazioni con i nucleari, promotione (pr.a. modificate, ecc).
4. Splicing introni (rimozione introne dal trna specifico RNA) da parte di meccanismo taglio e unione che comprende una endonucleasi e dialogi.

Maturazione mrna

- procarioti = mrna è già maturo.

Eucarioti - secondo modificazioni:

Capuccio al 5’ (formato da nucleotideo guanosina metilato in posizione 7, spesso successivamente questo modo è otten. metilazione). Unito a 5’ di rna con legame 5-5’.

Cap rende stabile rna lo protegge da degradazione da parte dnucleasi.

Coda poli (A) = segnale costituito da seq. AAUAAA (raddoppiato poco dopo da seq. ricca CG) seguito un indicano dove poli(A) deve essere aggiunto.

- funzioni.

• Conclusione da polsiee per esportazione mrna da nucleo nel citoplasma.
• Aiuta riconoscimento mrna da parte di ribosmi.

Introni:

Seq. presenti in trascritti primari che non appaiono in dna maturo. Esoni. Seq. che compaiono in dna maturo.

Introni devono essere rimossi - splicing dna - deve essere precisi molto. Errore di singolo nucleotido cambia cornice lettura mRNA.

Splicing possono essere alterato cambiando seq. basi di coda de gene posta a estremità introne.

Ogni seq. indica posizione dei siti splicing al 5’ e al 3’ al 5’ -> GT.

Due terminale introne - taglio introni qui - ma non funzionano).

Introne indica con GT 5’. Termina con AG al 3’. Seq. basi della parte restate è irvlevante per splicing.