Il Codice Genetico. La decodifica della sequenza nucleotidica in. sequenza aminoacidica

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1 Il Codice Genetico La decodifica della sequenza nucleotidica in sequenza aminoacidica

2 La sequenza del mrna viene letta a gruppi di 3 nucleotidi, senza interruzioni e senza sovrapposizioni; 4 3 = triplette 61 triplette o codoni codificheranno per i 20 aminoacidi; 3 triplette UAA, UAG, UGA rappresentano i segnali d arresto; La lettura del messaggio inizia sempre con il codone AUG (Met); Codoni multipli possono codificare lo stesso aminoacido (Ridondanza) Un codone codificherà sempre per lo stesso aminoacido (non ambiguo) In tutti gli organismi viventi (tranne alcune eccezioni) i codoni hanno lo stesso significato (universale)

3 Il Codice Genetico

4 Ogni sequenza si presta ad essere tradotta in tre griglie di lettura differenti, a seconda del punto in cui inizio il processo di decodificazione sulla molecola. In tutti i casi sarà soltanto una delle 3 griglie a dar vita ad una proteina funzionale.

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6 trna Assumono una conformazione secondo il modello a trifoglio Le differenze nelle sequenze nucleotidiche determinano la capacità di legare un amminoacido specifico L ansa II contiene la sequenza di 3 nucleotidi detta ANTICODONE che si appaia, 17:1 durante la traduzione al codone G * dell mrna Questo appaiamento è fondamentale per l inserimento dell amminoacido corretto,come specificato dalla m-rna, nella catena polipeptidica in crescita. Methionine A C C Pu U * 7 66 Py C A * 17 A 9 Pu 1312 Py G T C ψ Py 22 23Pu G 25 47:16 20 A 26 47:15 20:120: : Py * 38 U Pu * 34 U 35 A 36 C Anticodon

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8 20 aminoacidi 48 diversi anticodoni (nei batteri 31 diverse molecole di trna) 61 codoni

9 Wobble (Vacillamento) Appaiamento sbagliato nella terza posizione del codone

10 Codon-anticodon interactions codon-anticodon base-pairing is antiparallel the third position in the codon is frequently degenerate one trna can interact with more than one codon wobble rules 3 5 trna met U A C A U G mrna 5 3 one trna leu can read two of the leucine codons 3 5 trna leu G A U wobble base C U A mrna G 5 3

11 Attivazione dell aminoacido (fase ATP-dipendente) Legame dell aminoacido al trna (estremità COOH dell aminoacido e il 3 OH del trna) L enzima che catalizza questa reazione è l aminoacil-trnasintetasi 1) Reazione altamente specifica 2) Fornisce l energia che verrà utilizzata per la formazione del legame peptidico durante la sintesi proteica

12 Reazione in 2 passaggi con utilizzo di ATP 1. ATP + Aminoacido = Aminoacido adenilato + 2P 2. Aminoacido adenilato + trna = AminoaciltRNA + AMP

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17 Fase GTP-dipendente

18 Fase d inizio Il trna iniziatore portante la metionina si lega alla subunità minore del ribosoma assieme a dei fattori d inizio. Si lega l mrna, la subunità minore del ribosoma scorre sull mrna fino a quando non incontra il codone d inizio AUG. Si instaura il legame tra l AUG e l anticodone del trna iniziatore. Si associa la subunità maggiore. Il trna iniziatore occupa il sito P, al sito A è presente il secondo codone dell mrna

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21 Fase d allungamento Al sito A si lega il trna acilato (portante il secondo aminoacido della catena polipeptidica). Si forma il legame peptidico tra l estremità COOH terminale della Metionina e l estremità NH2 terminale del secondo aminoacido ad opera dell attività enzimatica della subunità maggiore del ribosoma. L energia necessaria è data dall attivazione aminoacidica.

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23 Formazione del legame peptidico Sito P Sito A

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25 Polimerizzazione di testa Il legame ad alta energia è fornito dal monomero già inserito (proteine) Polimerizzazione di coda Il legame ad alta energia è fornito dal monomero entrante (DNA RNA)

26 Il trna scarico che occupava il sito P occuperà il sito E TRASLOCAZIONE il trna portante il dipeptide che occupava il sito A occuperà il sito P al sito A sarà presente il terzo codone dell mrna pronto ad ospitare un nuovo trna acilato

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28 Terminazione Quando al sito A sarà presente uno dei 3 segnali di arresto, si legheranno dei fattori di terminazione e la sintesi sarà bloccata

29 Traduzione - Inizio fmet Large subunit E P A 5 UAC GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA Small mrna subunit 3

30 Traduzione - Allungamento Met Polypeptide Phe Leu Ser Gly Arg Aminoacyl trna Ribosome E P A UCU 5 CCA GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA mrna 3

31 Traduzione - Allungamento Met Polypeptide Phe Leu Ser Gly Arg Aminoacyl trna Ribosome E P A 5 CCA UCU GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA mrna 3

32 Traduzione - Allungamento Met Polypeptide Phe Leu Ser Gly Arg Ribosome E P A 5 CCA UCU GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA mrna 3

33 Traduzione - Allungamento Met Polypeptide Phe Leu Ser Gly Arg Ala Aminoacyl trna 5 Ribosome P A E CGA CCA UCU GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA mrna 3

34 Traduzione - Allungamento Met Polypeptide Phe Leu Ser Gly Arg Ala Ribosome CCA E P A 5 UCU CGA GAG...CU-AUG--UUC--CUU--AGU--GGU--AGA--GCU--GUA--UGA-AT GCA...TAAAAAA mrna 3

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36 Ciascuna proteina si ripiega normalmente in un unica conformazione stabile che in genere è quella in cui è minima l energia libera. Tuttavia la conformazione può cambiare leggermente quando la proteina interagisce con altre molecole della cellula. Questo cambiamento di forma è spesso cruciale per l attivit attività della proteina

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42 Modificazioni post-traduzionali Glicosilazione Acetilazione Fosforilazione

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44 Regolazione dell attivit attività di una proteina Livello trascrizionale Modificazioni chimiche di una proteina

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46 Regolazione positiva Regolazione negativa

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49 Il Genoma cellulare specifica inoltre: La struttura primaria delle proteine Presenza o assenza della proteina in un determinato tipo cellulare o in un determinato momento della vita cellulare La struttura primaria di RNA non tradotti Destinazione delle proteine all interno della cellula

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57 La variazione di un singolo aminoacido può provocare gravi effetti sul fenotipo dell organismo

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