Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione

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1 Dal DNA alle proteine: La trascrizione e la traduzione

2 DNA RNA Trascrizione RNA PROTEINE Traduzione

3 Dove avvengono? GLI EUCARIOTI I PROCARIOTI Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

4 Trascrizione Sintesi di RNA a partire da uno stampo di DNA. Ci sono diversi tipi di RNA: m-rna o messaggero t-rna o transfer r-rna o ribosomale snrna, mirna, ecc., piccoli RNA E l unico che viene tradotto in proteine

5 Com è organizzata un unità trascrizionale? Nei procarioti: Sito d inizio trascrizione PROMOTORE GENE 1 GENE 2 GENE 3 Terminatore Regola l inizio della trascrizione Unità di trascrizione Negli Eucarioti Sito d inizio trascrizione Terminatore PROMOTORE 5 UTR ESONE 1 INTRONE ESONE 2 INTRONE 3 UTR Unità di trascrizione Gene Eucariotico

6 Trascrizione Consiste in tre passaggi Inizio: attacco della RNA polimerasi a specifiche regioni del DNA: promotori (nei procarioti) attacco della RNA polimerasi a fattori di trascrizione (proteine) legate a regioni del DNA: promotori (negli eucarioti) Allungamento: sintesi di una catena di RNA a partire dall estremità 3 del DNA stampo mediante aggiunta di un nucleotide alla volta Termine: distacco della molecola di RNA neosintetizzata, trascritta, quando la RNA pol incontra sul DNA altre sequenze specifiche: terminatori

7 La TRASCRIZIONE è operata da specifici enzimi, RNA Polimerasi, che: Riconoscono specifici siti (sequenze di basi) sul DNA (promotori) (direttamente o indirettamente) Operano in direzione 5 3 sulla molecola di DNA stampo Aggiungono un nucleotide alla volta seguendo il principio di complementarietà delle basi dettato dal DNA stampo

8 3 RNA polimerasi negli Eucarioti 1 nei Procarioti Tipo I Localizzazione Nucleolo Trascritto cellulare 18S,5.8S, 28S rrna II Nucleo mrna e snrna III Nucleo trna e 5S rrna

9 Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

10 Inizio della trascrizione negli eucarioti La RNA polimerasi non riconosce direttamente il promotore, ma l interazione è mediata da fattori di trascrizione Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

11 Trascrizione la sequenza di RNA è complementare al filamento stampo identica al filamento che codifica RNA polymerase makes RNA template strand 1. coding strand nucleotide substitution

12 Maturazione dell mrna (eucarioti) L RNA trascritto, pre-mrna, deve essere modificato prima di abbandonare il nucleo della cellula eucariotica

13 Maturazione dell mrna (eucarioti) 1. Aggiunta in 5 di una G met: Capping Funzioni: Protegge l mrna dalla degradazione Funge da segnale di attacco ai ribosomi Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

14 Maturazione dell mrna (eucarioti) 2. Aggiunta in 3 di una coda di poly A: poliadenilazione Funzioni: Protegge l mrna dalla degradazione Da 50 a 250 nucleotidi adenilici Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

15 Maturazione dell mrna (eucarioti) 3. Rimozione delle sequenze non codificanti (introni) e unione delle sequenze codificanti (esoni): splicing

16 Come avviene lo splicing? snrnp riconoscono le terminazioni degli introni ed unitamente ad altre proteine formano una struttura chiamata spliceosoma Lo spliceosoma rimuove gli introni ed unisce fra loro gli esoni Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

17 Gli Introni presentano sequenze conservate

18 Funzione dello splicing? Meccanismo di regolazione dell espressione genica

19 Splicing Alternativo: Da un singolo gene più proteine

20 L mrna mautro va incontro alla traduzione

21 I Conti non tornano!! Come si passa da un codice a 4 lettere ad uno a 20 lettere?

22 Il CODICE GENETICO Poiché abbiamo 4 basi azotate che compongono il DNA e 20 aminoacidi diversi in natura. Quante basi servono per codificare un a.a.? 1 base 4 possibilità 2 basi 4 2 = 16 possibilità 3 basi 4 3 = 64 possibilità

23 Negli anni 60 vennero tradotti tutti i 64 codoni Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

24 Codice Genetico: caratteristiche UNIVERSALE Uguale in tutti gli esseri viventi, eccezione DNA mitocondriale DEGENERATO 4 nucleotidi combinati 3 a 3 originano 64 combinazioni: 1 aa sarà pertanto codificato da più di una tripletta NON AMBIGUO 1 tripletta codifica per 1 solo aa COLINEARE fra sequenza di nucleotidi sull mrna e la sequenza aa di una proteina

25 Traduzione o sintesi proteica Avviene nel citoplasma sui ribosomi liberi o collegati al RER (reticolo endoplasmico rugoso) L mrna viene letto in direzione 5 3 Sono richiesti 3 tipi di RNA: Messaggero (mrna) Di trasporto/transfer (trna) Ribosomiale (rrna) Si articola in tre fasi: inizio, allungamento, termine Richiede energia

26 t-rna FUNZIONE: TRASPORTA GLI AMINOACIDI FINO AI RIBOSOMI 2 siti importanti: 1) ANTICODONE: sequenza di 3 basi che si appaia al corrispettivo CODONE sull m-rna 2) Sito di legame per l aminoacido

27 Aminoacil-t-RNA sintetasi Ce ne sono 20 come il numero degli aminoacidi Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

28 Ribosomi RIBOSOMA: sito dove avviene la sintesi delle proteine Sono costituiti da due subunità (maggiore e minore) Ogni subunità costituita da r-rna proteine si assemblano nel nucleo Le due subunità si uniscono solo dopo che hanno preso contatto con l mrna Cambell, Reece Biologia ZANICHELLI

29 Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI Inizio

30 Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI Allungamento

31 Purves, Sadava, Orians Heller Biologia e Genetica ZANICHELLI Termine

32 Maschi XY e Femmine XX Nelle femmine solo uno dei due chr X viene trascritto e tradotto. L altro viene inattivato. Questo processo, che prende il nome di Inattivazione del chrx, serve per eguagliare I livelli di espressione dei geni sul chrx fra maschi e femmine (compensazione del dosaggio genico).

33 Inattivazione del cromosoma X nelle femmine: lyonizzazione Zigote Prime fasi di divisione cellulare Inattivazione di una delle 2 X Mosaicismo delle cellule somatiche

34

35 Corpo di Barr è la cromatina condensata della X inattiva Femmine normali hanno 1 corpo di Barr Maschi con una X sovrannumeraria (47,XXY) hanno un corpo di Barr Il numero dei corpi di Barr è sempre uno meno il numero delle X presenti nella cellula

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