LA SINTESI PROTEICA LE MOLECOLE CHE INTERVENGONO IN TALE PROCESSO SONO:

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1 LA SINTESI PROTEICA La sintesi proteica è il processo che porta alla formazione delle proteine utilizzando le informazioni contenute nel DNA. Nelle sue linee fondamentali questo processo è identico in tutte le forme di vita, sia eucarioti che procarioti. Come vedremo, il processo comincia nel nucleo (negli eucarioti) e termina nel citoplasma o nel reticolo endoplasmatico ruvido. LE MOLECOLE CHE INTERVENGONO IN TALE PROCESSO SONO: 1) DNA in cui sono contenute le istruzioni per sintetizzare le diverse proteine. Ogni porzione di DNA che codifica per una specifica proteina è detta gene. 2) Nella sintesi proteica interviene un altro acido nucleico, l RNA, presente in 3 forme diverse (ma a filamento singolo): - l RNA messaggero (mrna ) è una singola catena lineare di RNA che fa da tramite tra il nucleo e il citoplasma. Contiene una copia in negativo del gene. - l RNA ribosomale (rrna) costituente principale (insieme ad alcune proteine) dei ribosomi. - l RNA transfer (trna ) è una particolare catena di RNA che viene rappresentato bidimensionalmente come un trifoglio (vedi figura). Agisce come un adattore. Vi è un trna per ogni amminoacido.

2 3) Gli amminoacidi cioè i mattoncini che, assemblati in sequenza, costituiranno le proteine. Tutte le nostre proteine sono costituite da solo 20 tipi di amminoacidi, un po come tutte le parole del nostro vocabolario sono formate utilizzando 21 lettere dell alfabeto. Una sequenza di amminoacidi, come quella riporta qui in basso, è un POLIPEPTIDE. Le proteine sono polipeptidi generalmente molto lunghi e con un organizzazione anche molto complessa. 4) Le fabbriche cellulari di proteine sono i ribosomi, piccoli organuli costituiti da due sub unità fatte di rrna e proteine. Le fasi della sintesi proteica sono 2: - La Trascrizione (che, negli eucarioti, avviene nel nucleo), nella quale la doppia elica di una porzione di DNA viene svolta e aperta da un enzima, la RNA-polimerasi, e che inizia, utilizzando uno dei due filamenti come stampo, a costruire una molecola complementare di mrna. Esempio di mrna completare al DNA

3 La catena di RNA così formata è una sorta di impronta in negativo del gene da cui si è generato e migrerà verso i ribosomi liberi nel citoplasma o verso quelli attaccati al reticolo endoplasmatico rugoso, portando le istruzioni per la sintesi della proteina. - La Traduzione (che avviene sui ribosomi) dove l informazione nel mrna è tradotta nella struttura primaria delle proteine, che vedremo, nel dettaglio, più avanti. IL CODICE GENETICO Ma come si fa a passare dal linguaggio degli acidi nucleici che utilizza 4 lettere, cioè i 4 acidi nucleici (adenina, timina, guanina e citosina) al linguaggio delle proteine che utilizza 20 lettere, cioè i 20 amminoacidi? Certo non può esserci una corrispondenza 1:1, cioè non può corrispondere ad ogni acido nucleico un amminoacido

4 Ma non è neanche possibile associare un amminoacido ad una coppia di basi azotate, in quanto, in tal caso, le possibili coppie di basi sono 4 2 = 16 (AA, UU, CC, GG, AU, AC, AG, UA, UC, UG, CA, CG, CU, GA, GU, GC) troppo poche per poter codificare i 20 amminoacidi Appare evidente, quindi, che il codice utilizzato si basa su triplette di basi azotate, infatti 4 3 = 64 combinazioni sono più che sufficienti per codificare i 20 amminoacidi ED ECCO IL CODICE GENETICO: Ovviamente è ridondante: ci sono cioè più triplette che codificano per lo stesso amminoacido Ci sono anche le triplette di inizio (AUG) e di stop (UAA, UAG e UGA) che determinano l inizio e la fine di una sequenza polipeptidica Ogni tripletta di basi sull RNA è anche detta codone LA TRADUZIONE La traduzione è lo stadio della sintesi proteica in cui le istruzioni portate dall'm-rna vengono tradotte nella sequenza corretta di amminoacidi per formare una proteina. La traduzione ha luogo nel ribosoma (formato da r-rna e proteine), composto da due subunità: quella piccola contiene un sito di legame per l'm-rna; quella grande ha due siti di legame per due

5 molecole di t-rna e un sito che catalizza la formazione del legame peptidico tra due amminoacidi adiacenti. Ogni molecola di t-rna è specifica per un unico amminoacido ed è in grado di riconoscere sia l'amminoacido che deve trasportare, sia il codone complementare di m-rna associato al ribosoma. La traduzione ha inizio quando due codoni del filamento di m-rna si legano alla subunità piccola di un ribosoma. Il primo codone è la tripletta di "inizio lettura" AUG, alla quale corrisponde l'amminoacido metionina; il secondo codifica il primo vero amminoacido della proteina. I due t-rna corrispondenti a quei codoni, si legano alla subunità grande (sul sito P, cioè il primo, e sul sito A, cioè il secondo) e si forma un legame peptidico tra i due amminoacidi trasportati. Quando il primo trna si stacca dal ribosoma, il secondo trna si sposta sul sito P, trascinando la piccola catena di amminoacidi, facendo scorrere il ribosoma sull mrna. Un terzo trna occuperà il sito A e il processo si ripete fino ai codoni di stop.