Trascrizione e traduzione, Biologia cellulare ed elementi di genetica

Trascrizione dal DNA

Riconosciamo una zona (gene) delimitata dal promotore e dal terminatore, dal quale possiamo ricavare un RNA mediante la trascrizione e infine una proteina. L'RNA polimerasi è l'enzima che sintetizza i filamenti di RNA. Esso negli E. coli si lega alla proteina “fattore sigma”. Questo fattore, nella prima fase di trascrizione (stadio iniziale) riconosce la sequenza delle basi del promotore e quindi fa sì che si possa dare avvio alla trascrizione.

Nella seconda fase (stadio di accrescimento), il fattore sigma viene rilasciato e l'RNA polimerasi inizia a trascrivere scorrendo lungo il DNA separandone i filamenti e formando una bolla (bolla di trascrizione o complesso aperto). Vengono trascritte le basi complementari a quelle del filamento codificante del DNA.

Trascrizione negli eucarioti

Negli eucarioti la trascrizione è simile ma partecipano più proteine. Per esempio, ci sono tre tipi di polimerasi: una per ogni tipo di RNA (r, t o m). Negli eucarioti la trascrizione produce un RNA di lunghezza maggiore, il pre-mRNA, che va incontro ad alcune modificazioni prima di uscire dal nucleo fino a diventare l'mRNA maturo.

Gli introni sono quelle sequenze di DNA che vengono trascritte ma non tradotte (passano all'RNA ma non alla proteina) viceversa gli esoni sono le sequenze codificanti. Per creare un mRNA funzionale, si ricorre ad un processo detto splicing con cui gli introni vengono rimossi: lo spliceosoma alza l'introne e lo spezza, dopo collega i due esoni covalentemente. Dopo che queste modifiche sono compiute, l'mRNA esce dal nucleo e si piazza nel citosol dove avviene la traduzione.

Modificazioni del pre-mRNA

Durante la formazione del pre-mRNA alcune proteine legano un cappuccio di 7-metilguanosina all'estremità 5' dell'mRNA. Questo cappuccio permette all'mRNA di uscire dal nucleo e, una volta nel citosol, viene riconosciuto da alcune proteine le quali permettono all'mRNA di legarsi al ribosoma che permette la traduzione. All'estremità 3' si lega invece una coda di poli A formata da adenina tramite un enzima (ma questo solo dopo la fase pre-mRNA, infatti questa coda non è trascritta).

Traduzione

Il codice genetico è letto nell'mRNA a gruppi di tre basi nucleotidiche chiamati codoni. Le tre basi di questi codoni formano un amminoacido. Esistono 64 codoni. L'anticodone si trova sul tRNA ed è complementare all'ultimo codone dell'mRNA. L'enzima amminoacil-tRNA attacca l'amminoacido giusto alla molecola di tRNA.

I ribosomi sono costituiti da molecole di rRNA e proteine. I ribosomi hanno tre siti (A, P ed E) che rappresentano i luoghi in cui le molecole di tRNA si legano e si dissociano. Le tre fasi della traduzione sono inizio, allungamento e terminazione.