Sequenze nucleotidiche del DNA definite loci costituiscono i geni. Ogni gene codifica per una specifica proteina

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1 sintesi proteica La sintesi proteica è il processo che porta alla formazione delle proteine da sequenze del DN definite geni. Si tratta di un processo a più fasi Nelle sue linee fondamentali questo processo è identico in tutte le forme di vita, sia eucarioti che procarioti

2 Dove avviene Nei procarioti avviene nel batterioplasma Nei procarioti, il processo comincia nel nucleo e termina nel citoplasma o nel lume reticolo endoplasmatico rugoso

3 Sequenze nucleotidiche del DN definite loci costituiscono i geni Ogni gene codifica per una specifica proteina

4 L RN Nella sintesi proteica interviene un altro acido nucleico, l RN, presente in 3 forme diverse (ma a filamento singolo): - l RN messaggero (mrn) - l RN ribosomale (rrn) - l RN transfer (trn)

5 L RN messaggero l RN messaggero (mrn) è una molecola a catena lineare singola prodotta nel nucleo attarverso la trascrizione della sequenza genica a cui risulta complementare.

6 L'mRN è il trascritto di un gene nel linguaggio dell'rn, che prevede quattro basi, identiche al DN fatta eccezione per l'uracile che sostituisce la timina. n mrn maturo appena esportato dalla nucleoplasma attraverso la membrana nucleare è stato inoltre modificato mediante aggiunta di una 5'-metilguanina all'estremità 5' (cappuccio dell'mrn), mediante una coda poliadenilata (...) all'estremità 3' e associato a diverse tipologie di proteine utili a far riconoscere al resto della cellula l'avvenuta maturazione ed esportazione di questo fuori dal nucleo. Il ribosoma legge le basi dell'mrn a triplette (dette codoni) e a ciascuna tripletta (per un totale di 64, che si ottiene elevando il numero delle basi dell'mrn, cioè 4, al numero di cifre di una tripletta, 3) fa corrispondere un amminoacido rispettando il codice genetico.

7 L RN ribosomale L RN ribosomale (rrn) è sintetizzato nel nucleolo ed è il costituente principale (insieme ad alcune proteine) dei ribosomi, da cui il nome.

8 L RN transfer L RN transfer (trn) è una particolare catena di RN che viene rappresentato bidimensionalmente come una T... aminoacido D T anticodone che nella struttura tridimensionale è decisamente più complessa

9 Il trn è una piccola molecola di RN composta mediamente da 80 nucleotidi. Sono nti 61 tipi diversi di trn. Ha una caratteristica forma simile a quella di un quadrifoglio (la forma è data dal fatto che i nucleotidi che lo compongono sono appaiati in modo tale da originare una molecola con quattro sporgenze; due di queste sono più importanti: la prima è costituita da due nucleotidi non appaiati che sono sempre gli stessi per tutte le molecole di trn, cioè C C; la seconda molecola è opposta alla prima, è costituita da una tripletta di basi anch' esse non appaiate che sono diverse per ciascuno dei 61 diversi tipi di trn). Vi sono quattro aree di particolare interesse in ciascuna molecola di trn, in particolare due anse, dette ansa D e ansa T, l'anticodone, specifico per ciascun trn e complementare ad un codone del mrn e l'attacco dell'amminoacido corrispondente al codone all'estremità 3'. Esistono più trn per uno stesso amminoacido (infatti vi sono solo 48 anticodoni diversi codificati da circa 500 geni) e nel contempo un trn può associarsi a più di un codone. La serie di codoni che specifica uno stesso amminoacido è identica nelle prime due basi e differisce solo nella terza, con poche eccezioni. n amminoacil-trn-sintetasi specifica per ciascun amminoacido (circa 20 tipi diversi) accoppia l'amminoacido corrispondente all'estremità 3' di ciascun trn (traduzione).

10 mminoacidi La sintesi proteica richiede anche gli amminoacidi, cioè i monomeri che, assemblati in sequenza, costituiranno le catene polipeptidiche

11 mminoacidi Tutte le proteine sono costituite da 20 tipi di amminoacidi, che sono indicati con i codici corrispondenti la lanina ly licina Met Metionina Ser Serina Cys Cisteina His Istidina sn sparagina Thr Treonina sp cido aspartico Ile Isoleucina Pro Prolina ina lu cido glutammico Lys Lisina ln lutammina Trp Triptofano Phe Fenilalanina Leu Leucina rg rginina Tyr Tirosina

12 Ribosomi Sono la sede della sintesi proteica I ribosomi, come detto, sono costituiti da rrn e proteine

13 Le fasi della sintesi proteica Le fasi della sintesi proteica sono 2: -La Trascrizione (che, negli eucarioti, avviene nel nucleo) -La Traduzione (che avviene sui ribosomi)

14 La trascrizione Nella fase di trascrizione la doppia elica di una porzione di DN viene dapprima svolta ad opera di un enzima detto RN-Polimerasi

15 La trascrizione Lo stesso enzima apre la doppia elica e inizia, utilizzando uno dei due filamenti come stampo, a costruire una molecola complementare di mrn. I dettagli di questo processo saranno descritti nelle attività nucleari

16 Dalla trascrizione alla traduzione

17 Il codice genetico Ma come si fa a passare dal linguaggio degli acidi nucleici (che utilizza 4 lettere ) al linguaggio delle proteine (che utilizza 20 lettere )?

18 Il codice genetico Certo non può esserci una corrispondenza 1:1 Ma non è neanche possibile associare un amminoacido ad una coppia di basi azotate Infatti le possibili coppie di basi sono 4 2 = 16 (,, CC,,, C,,, C,, C, C, C,,, C) troppo poche per poter codificare i 20 amminoacidi

19 Il codice genetico ppare evidente, quindi, che il codice utilizzato si basa su triplette di basi infatti 4 3 = 64 combinazioni sono più che sufficienti per codificare i 20 amminoacidi

20 Il codice genetico Ed ecco quindi il codice genetico: Ovviamente è ridondante: ci sono cioè più triplette che codificano per lo stesso amminoacido Ci sono anche le triplette di inizio () e di stop (, e ) che determinano l inizio e la fine di una sequenza polipeptidica

21 Il codice genetico Il codice genetico è universale: praticamente tutti gli organismi viventi utilizzano questo stesso codice per tradurre una sequenza di basi azotate (il DN e poi l RN) in una sequenza di amminoacidi (la proteina) Ogni tripletta di basi sull RN è anche detta codone

22 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln la ly C C anticodone codone C C C C

23 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln la ly C C C C C C

24 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln ly la C C C C C C

25 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln ly la C C C C C C

26 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln ly la C C C C C C

27 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ln ly la C C C C C C

28 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ly ln la C C C C C C

29 La Successivamente fase di traduzione su ogni ha inizio codone quando si attaccherà l RN messaggero il trn con si attacca l anticodone al ribosoma. complementare, portandosi dietro un amminoacido. ly la ln C C C C C C

30 L amminoacido del primo trn si lega poi a quello del secondo ly la ln C C C C C C

31 L amminoacido del primo trn si lega poi a quello del secondo ly la ln C C C C C C

32 L amminoacido del primo trn si lega poi a quello del secondo ly la ln C C C C C C

33 il primo trn si allontana ly la ln C C C C C C

34 il primo trn si allontana ly la ln C C C C C C

35 il primo trn si allontana ly la ln C C C C C C

36 e un nuovo trn si attacca all RN messaggero ly la ln C C C C C C

37 e un nuovo trn si attacca all RN messaggero ly la ln C C C C C

38 e un nuovo trn si attacca all RN messaggero la ln ly C C C C C

39 e così via. la ln ly C C C C C

40 e così via. la ln ly C C C C C

41 e così via. la ln ly C C C C C

42 e così via. la ln ly C C C C C

43 e così via. la ln ly C C C C C

44 e così via. la ln ly C C C C C

45 e così via. la ln ly C C C C C

46 e così via. la ln ly C C C C C

47 e così via. la ln ly C C C C C

48 e così via. la ln ly C C C C C

49 In questo modo si viene a costruire un polipeptide sempre più grande finché non si arriva ad un codone di stop e la sintesi si interrompe.

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