07/01/2015. Come si ferma una macchina in corsa? Il terminatore. Terminazione intrinseca (rho-indipendente)

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1 Come si ferma una macchina in corsa? Il terminatore Terminazione intrinseca (rho-indipendente) Terminazione dipendente dal fattore Rho (r) 1

2 Operoni: gruppi di geni parte di una unica unità trascrizionale L organizzazione di geni in operoni è tipica dei Bacteria. Il numero di geni presente in un operone è variabile (2-15 geni) Generalmente i geni di un operone codificano per proteine con funzioni correlate tra loro (es. enzimi di una stessa via metabolica) Operoni: gruppi di geni parte di una unica unità trascrizionale e controllati da un unico promotore = presenza di un promotore Ma anche: operoni complessi con promotori multipli Concetto di polarità dell espressione genica: geni distali rispetto ad un promotore tendono a venire trascritti con minore efficienza 2

3 La trascrizione negli Archaea Somiglianze con eucarioti Maggiore complessità dell RNA polimerasi (circa 12 subunità assemblate in modi alternativi) introni presenti in alcuni geni Insensibilità a rifampicina e ad altri antibiotici che inibiscono la trascrizione dei batteri Ma anche..somiglianze con i procarioti mrna policistronico E caratteristiche peculiari mrna privi di sequenza leader (inizio corrispondente all AUG del gene) Il flusso dell informazione: l espressione genica La traduzione L espressione genica: la messa in atto dell informazione contenuta nel DNA La traduzione (sintesi proteica) è il processo energeticamente più dispendioso per la cellula batterica. Bersaglio di numerosi antibiotici. 3

4 La trascrizione (DNA>RNA) è comunque finalizzata alla traduzione I tre tipi di RNA trascritti mrna (RNA messaggero): contiene la sequenza nucleotidica del gene per la sua conversione a proteina. La sua sequenza nucleotidica viene letta in triplette secondo il codice genetico trna (RNA transfer): RNA stabile, specifico per ogni codone senso, viene caricato con l amino acido corrispondente rrna (RNA ribosomale): circa il 95% di tutto l RNA presente nella cellula batterica. Costituisce con una cinquantina di proteine il ribosoma, su cui avviene la sintesi proteica Il Codice Genetico colinearità Corrispondenza tra sequenza nucleotidica nel DNA e sequenza amino acidica nella proteina Codoni Unità elementari del codice genetico, corrispondono ad un aminoacido Decifrato da Marshall Nirenberg negli anni 60 L universalità del codice genetico è considerata, assieme all uso del DNA come molecola per la conservazione del materiale genetico, la prova principale dell evoluzione di tutti gli organismi viventi da un unico progenitore comune 4

5 Il codice genetico E degenerato.. (più di un singolo codone può avere lo stesso significato) Il codice genetico I codoni che specificano per aminoacidi sono detti codoni senso I tre codoni non senso (UAA, UAG, UGA) segnalano la fine della traduzione Importanza della fase di lettura 5

6 Che cosa consente che ad un codone corrisponda un dato aminoacido? Il trna. 3 5 Sequenza nucleotidica mrna (es. GGC, codifica per glicina) 5 3 Esistono fino a 61 molecole diverse di trna, ognuna in grado di legare i codoni senso complementari tramite la loro sequenza anticodone All estremità 3 del trna viene attaccato l amino acido corrispondente al codone (nell esempio, la glicina) Il trna è soggetto a meccanismi di splicing La sequenza CCA è aggiunta alla fine del processamento in maniera sequenza-indipendente Splicing del trna da parte di RNaseP Il trna ha una struttura complessa con tratti a doppio filamento 6

7 Regioni a doppio filamento Sito a cui viene attaccato l amino acido Complementare al codone nell mrna Peculiarità dell RNA transfer Presenza di regioni a doppio filamento Presenza di un legame esterico aa-nt Presenza di basi azotate modificate (metiluridina( me U), pseudouridina(y)) Wobble Scarsa fedeltà nell appaiamento delle basi 3 posizione del codone è meno importante delle prime due Permette ad un unico trna di interagire con più codoni che codificano per lo stesso aa Lo stesso trnas può interagire con due diversi codoni per la glicina 7

8 Aminoacil-tRNA Sintetasi Legame esterico Aminoacido attivato (aa-amp) trna La aa-trnas sintetasi (21 per cellula) Il ribosoma: sede e cervello della sintesi proteica Il ribosoma è un complesso costituito da due subunità distinte e composto da rrna (3 molecole) e proteine (circa 55) Nelle cellule procariote rappresenta la struttura citoplasmatica più complessa Composizione molecolare dei Ribosomi Procarioti rrna Numero di nucleotidi Subunità 16s 1,542 30s 5s s 23s 2,904 50s Eucarioti rrna Numero di nucleotidi Subunità 18s 1,900 40s 5s s 5.8s s 28s 4,700 60s 8

9 Organizzazione degli operoni ribosomali Pre-16S rrna Pre-tRNA Pre-23S rrna pre-5s rrna Term. Promotore Pre-tRNA Transcription 30S pre-rrna Processing steps Maturazione (processamento) dell operone ribosomale a livello di trascritto rrna operon Pre-16S rrna Pre-tRNA Pre-23S rrna pre-5s rrna Term. Promotore Pre-tRNA 30S pre-rrna: Tagli specifici RNase III III P F III III P F P E M16 M16 M23 M23 M5 16S rrna trna 23S rrna 5S rrna trna 9

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