Espressione della informazione genetica II: trascrizione e traduzione
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- Lelia Patti
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1 Espressione della informazione genetica II: trascrizione e traduzione Prof.ssa Flavia Frabetti Come si esprime l informazione? I meccanismi di Trascrizione e Traduzione Cosa è il Codice genetico I principali meccanismi di CONTROLLO della espressione genica replicazione o duplicazione DNA RNA proteine trascrizione della informazione traduzione della informazione Criteri: tempestività economia ovvero sintetizzare le proteine giuste al momento giusto e nella giusta quantità 1
2 1. Trascrizione NUCLEO trna rrna Pre- MEMBRANA NUCLEARE 2. Traduzione CITOPLASMA Sintesi delle proteine Trascrizione: il processo biochimico nel quale l informazione genetica contenuta nel DNA viene trascritta cioè copiata in una sequenza di RNA in base al principio della complementarietà delle basi è un processo controllato, regolato poiché le necessità sono: 1- riconoscimento del gene da esprimere 2- individuazione di inizio e termine del gene specifico 3- trascrizione nella giusta quantità del gene 4- alto grado di fedeltà, cioè accuratezza 2
3 La trascrizione genera diversi tipi di RNA: rrna o RNA ribosomiale sintesi delle proteine, funzione strutturale e catalitica trna o RNA transfer o RNA di trasporto adattatore nella traduzione delle sequenze di nucleotidi in aa ovvero trasporta gli aa per la sintesi (traduttore) o RNA messaggero trasferimento informazione da DNA a citoplasma gene proteina in crescita ribosomi HnRNA o RNA eterogeneo nucleare o pre-rna immaturo degli eucarioti snrna o piccoli RNA nucleari cooperano alla regolazione genica aa legato al trna Il processo è realizzato da enzimi chiamati RNA polimerasi DNA-dipendenti l enzima si lega ad una sequenza sul DNA detta promotore Negli eucarioti: RNA polimerasi I RNA polimerasi II RNA polimerasi III rrna Trascritto primario e trna e altri piccoli RNA dei ribosomi e coinvolti nella maturazione dell 3
4 TRASCRIZIONE filamento SENSO filamento STAMPO - ANTI SENSO RNA POLIMERASI VELOCITA ca. 40 nucleotidi al secondo Es. gene distrofina lungo ca bp??? Quante ore per trascriverlo? 17 ore!!! Complementarietà delle basi filamento non-senso serve da stampo basi filamento senso Entrambi i due filamenti del DNA possono costituire stampo per la sintesi dell RNA, in funzione del gene, saranno sempre letti in direzione -, poiché la crescita del filamento di RNA di neosintesi è in direzione - 4
5 Meccanismo della trascrizione: sintesi di RNA sulla base di uno stampo di DNA Enzima: RNA polimerasi Trascrizione: lo stampo di DNA è letto da a, l RNA è sintetizzato da a 2 nucleotide 1 nucleotide Uscita del pirofosfato Formazione legame fosfodiesterico 1 nucleotide Definizioni Codice = sistema di segnali, o segni, o simboli, che, per convenzione, è destinato a rappresentare una informazione tra la fonte dei segnali e il punto di destinazione. Es. comunicare in codice/ c. linguistico, formato da suoni/ c.grafico, c.fiscale, c. a barre, c.morse, ecc. Codice genetico sequenza di codoni contenenti le informazioni genetiche del gene e determinanti la sequenza degli aa che origina la proteina in base alla lettura dei codoni stessi 5
6 Codice genetico è un codice a triplette di nucleotidi, detti codoni codice genetico anni 60 I codoni specificano per gli aa. In totale 4 3 =64 codoni. Caratteristiche del codice genetico il codice è ridondante il codice non è ambiguo il codice non ha punteggiatura ovvero interruzioni il codice è letto senza sovrapposizioni per interpretarlo è fondamentale la cornice o quadro di lettura (reading frame) il codice è universale (ad eccezione di quello dei mitocondri) Cornice di lettura ACCAAACCG UGGUUUGGC Trp Phe Gly DNA proteina 6
7 Nella traduzione l informazione genetica contenuta nella sequenza di codoni lungo l viene decodificata o tradotta in una sequenza di aa costituenti la proteina, uniti in una sequenza precisa determinata dalla sequenza dei codoni Protagonisti principali di questo processo: porta nel citoplasma il messaggio genetico sotto forma di una specifica sequenza di codoni trna ribosomi sono gli interpreti del linguaggio facilitano l appaiamento specifico tra gli anticodoni del trna e i codoni dell Ribosomi (60% rrna+proteine) subunità minore subunità minore subunità maggiore subunità maggiore 1. Hanno un sito di legame per l. 2. Un sito P (peptidil-trna) che ospita il trna che porta la catena aminoacidica in allungamento. 3. Un sito A (aminoacil-trna) che ospita il trna a cui è legato il successivo aa da aggiungere. 7
8 trna sito di attacco per gli aa (sempre CCA) legami H tra basi complementari anticodone Riconoscimento codone-anticodone aminoacido ANTICODONE trna = adattatore U G A CODONE tripletta di nucleotidi codificante per 1 aa 8
9 Inizio sintesi proteica Met Met Ser AUG Allungamento sintesi proteica Met-Ser Pro Met-Ser-Pro-Thr Terminazione sintesi proteica NH 3 COO - Met-Ser-Pro-Thr STOP! UGA Destino proteico: l può essere tradotto da ribosomi liberi o ribosomi legati al RER m.p. vescicole secretorie lisosomi nucleo citoplasma mitocondri cloroplasti 9
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