ALCUNI COMPOSTI CHIMICI INIBISCONO SELETTIVAMENTE LA SINTESI PROTEICA NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI

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Valentina Simonetti
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1 ALCUNI COMPOSTI CHIMICI INIBISCONO SELETTIVAMENTE LA SINTESI PROTEICA NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI VI SONO COMPOSTI SPECIFICI PER OGNI TAPPA DELLA TRADUZIONE Molti microrganismi sono in grado di sviluppare resistenze specifiche a queste sostanze --> Vantaggio selettivo

2 INIBITORI DELLA TAPPA DI INIZIO Amminoglicosidi LEGA LA SUBUNITA 30S (rprot S12) Interferisce con l appaiamento tra trnainizio e codone (alta concentrazione) Produce anche letture errate nella tappa di allungamento e quindi proteine aberranti (bassa concentrazione) Altri antibiotici con azione simile: Kanamicina, neomicina

3 TAPPA DI ALLUNGAMENTO: Legame dell aminoacil-trna Inibisce il legame del aa-trna nel sito A NON E ATTIVA IN EUCARIOTI PERCHE NON PASSA LA MEMBRANA Anche ceppi batterici resistenti Analogo del Tyr-tRNA Si lega nel sito A indip. da EF-Tu e causa terminazione precoce ATTIVA ANCHE NEGLI EUCARIOTI Accettore catena peptidica

4 TAPPA DI ALLUNGAMENTO: Formazione del legame peptidico Legame amidico Si lega alla subunità 50S. Inibisce la formazione del legame peptidico. EUCARIOTI: Blocca la sintesi nei ribosomi dei mitocondri (cloroplasti), ma non quelli citoplasmatici Effetti collaterali nella terapia clinica Altri composti con effetto simile. Procarioti: sparsomicina Eucarioti: cicloesimmide

5 TAPPA DI ALLUNGAMENTO: Traslocazione Saccharopolyspora erythraea Si lega all rrna 23S e blocca l allungamento interferendo con la traslocazione del ribosoma Resistenza alla eritromicina viene conferita da una metilasi che modifica una base del 23S essenziale per il legame

6 TOSSINA DIFTERICA Difterite: prodotta da infezioni di Corynebacterium diphteriae (Gram-positivo) portatore di corinefago β La tossina è codificata dal batteriofago. La tossina è una ADP-ribosilasi NAD+-dipendente Uno dei bersagli è il fattore di traduzione eucariotico eef-2 (~EF-G) La ADP-ribosilazione avviene a livello della diftammide (una istidina modificata dopo la traduzione)

7 RICINA E PROTEINE SIMILI Prodotta da Ricinus communis Eterodimero alfa-beta di subunità di circa 30 Kda Le due subunità sono legate da un ponte disolfuro Catena A: enzima con attività N-glicosidasica. Taglia una A in posizione 4324 dell rrna 28S la cui rimozione inattiva completamente la subunità 60S del ribosoma eucariotico Vicina ai siti di legame per eef-1 ed eef-2. 1 molecola di catena A inattiva ribosomi. Catena B: lectina. Proteina che media l ingresso nellacellula della catena A attraverso endocitosi. Nel citosol viene ridotto il ponte disolfuro e liberata la catena A attiva.

MOLTE PROTEINE SONO LOCALIZZATE IN COMPARTIMENTI DIVERSI DA QUELLO

ATTRAVERSO UNA MEMBRANA SE AVVIENE CONTEMPORANEAMENTE ALLA SINTESI

PROTEINA = POST-TRADUZIONALE COTRADUZIONALE Batteri Reticolo

8 MOLTE PROTEINE SONO LOCALIZZATE IN COMPARTIMENTI DIVERSI DA QUELLO CITOPLASMATICO LA TRASLOCAZIONE E IL PASSAGGIO DI UNA PROTEINA ATTRAVERSO UNA MEMBRANA SE AVVIENE CONTEMPORANEAMENTE ALLA SINTESI DELLA PROTEINA =CO-TRADUZIONALE SE AVVIENE DOPO LA SINTESI DELLA PROTEINA = POST-TRADUZIONALE COTRADUZIONALE Batteri Reticolo endoplasmatico POST-TRADUZIONALE Mitocondri Cloroplasti Perossisomi POST-TRADUZIONALE Nucleo

9 Le proteine dirette verso specifici compartimenti presentano sequenze segnale (all N-terminale o C-terminale) Sequenze segnale per il reticolo endoplasmatico

10 MECCANISMO DI TRASPORTO VERSO IL RETICOLO ENDOPLASMATICO (CO-TRADUZIONALE)

11 LA DEGRADAZIONE DELLE PROTEINE CITOPLASMATICHE NEGLI EUCARIOTI E MEDIATA DA SISTEMI SPECIALIZZATI UBIQUITINA-PROTEASOMA --> degradazione specifica ed aspecifica

12 LA TRADUZIONE PUO ESSERE REGOLATA DA SEGNALI AMBIENTALI PRINCIPALMENTE A LIVELLO DELLA TAPPA DI INIZIO REGOLAZIONE IN EUCARIOTI Controllo globale --> controlla l espressione di più trascritti contemporaneamente Usato in risposta a stress esterni (infezione virus, UV, ipossia e mancanza di nutrienti) MECCANISMO: modificazione di un fattore di traduzione (es. fosforilazione di eif2α) Controllo specifico--> controlla l espressione di un singolo trascritto Usato in risposta a variazioni nel metabolismo. MECCANISMO: legame di un inibitore nella regione non tradotta (UTR) dell RNA messaggero al 5 ed al 3

13 LA TRADUZIONE PUO ESSERE SELETTIVAMENTE BLOCCATA USANDO MOLECOLE DI RNA (processi fisiologici o esperimenti di silenziamento genico) Si legano ad un mrna bersaglio che viene degradato o non tradotto

14 IL CONTROLLO GLOBALE A LIVELLO DI TRADUZIONE eif-2 Sindrome Wolcott (distruzione cellule Beta pancreas-diabete) Encefalopatia eif-4e Tumori SENSIBILITA ALLA RAPAMICINA

CONTROLLO SPECIFICO: regolazione della traduzione del gene della ferritina (trasportatore ferro) IRE= Iron Responsive Element IREBP si lega al 5 UTR ed

15 CONTROLLO SPECIFICO: regolazione della traduzione del gene della ferritina (trasportatore ferro) IRE= Iron Responsive Element IREBP si lega al 5 UTR ed impedisce formazione complesso pre-inizio Iper-ferritinemia /cataratta ereditaria Altri esempi: Sindrome neurologica X-fragile (FMRP) Leucemia mieloide cronica (C/EBPa)

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