Codice Genetico (segue)

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Valentina Belli
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CODICE GENETICO Nucleotidi, acidi nucleici CODICE GENETICO Codice mediante il quale la sequenza nucleotidica di una molecola di DNA o di RNA specifica la sequenza amminoacidica di un polipeptide.

Con poche eccezioni, tutti gli organismi viventi utilizzano lo stesso codice. (Mathews et al., Biochimica) (segue) Un gene una catena polipeptidica Corrispondenza lineare solo nei PROCARIOTI.

1 CODICE GENETICO Nucleotidi, acidi nucleici CODICE GENETICO Codice mediante il quale la sequenza nucleotidica di una molecola di DNA o di RNA specifica la sequenza amminoacidica di un polipeptide. Consiste di codoni a tre nucleotidi che specificano un particolare amminoacido oppure dicono al ribosoma di fermare la traduzione e rilasciare il polipeptide. Con poche eccezioni, tutti gli organismi viventi utilizzano lo stesso codice. (Mathews et al., Biochimica) (segue) Un gene una catena polipeptidica Corrispondenza lineare solo nei PROCARIOTI. EUCARIOTI: sequenze codificanti (esoni) + sequenza non codificanti (introni) ATTENZIONE: alcuni geni NON codificano per proteine (mediante un mrna), codificano per gli altri RNA: trna, rrna, snrna, snorna, ecc. (segue) CODICE GENETICO detto «DEGENERATO» O «RIDONDANTE»: Un singolo aminoacido può essere specificato da più di una tripletta di nucleotidi. Non significa malfunzionalità (ambiguità). Aumenta l adattabilità del sistema di codificazione. Il codice genetico non è sovrapposto: Ogni nucleotide è parte di una sola tripletta. 1

Decodificazione di una molecola di mrna Ogni aminoacido

viene selezionato mediante appaiamento complementare di basi

nella catena del mrna (TENTENAMENTO) (1) L uracile forma coppie

L assenza di un gruppo metilico in U non ha effetto sull

assomigliano molto alle coppie di basi T A.

di trna con 61 diversi anticodoni per complementare i 61 codoni

2 Decodificazione di una molecola di mrna Ogni aminoacido addizionato all estremità crescente della catena polipeptidica viene selezionato mediante appaiamento complementare di basi fra l anticodone nel trna a cui é legato e il codone successivo nella catena del mrna (TENTENAMENTO) (1) L uracile forma coppie di basi con adenina. L assenza di un gruppo metilico in U non ha effetto sull accoppiamento delle basi; così, le coppie di basi U A assomigliano molto alle coppie di basi T A. D accordo con il codice genetico, una cellula avrebbe bisogno di trna con 61 diversi anticodoni per complementare i 61 codoni disponibili. Tuttavia, dovuto alla degenerazione del codice genetico, la terza base è meno discriminatoria per l aminoacido delle altre due basi. 2

(TENTENAMENTO) (2) Questa terza posizione del codone

In questa posizione, gli U e le C possono essere letti

Allo stesso modo, le A e le G possono essere lette come U

(TENTENAMENTO) (3) I trna inoltre contengono una serie

Uno di questi nucleotidi è l inosina (I).

posizione wobble, questo trna può leggere codoni nel mrna

Struttura dei trna Struttura primaria e secondaria (2) In

dell anticodone (corrispondente alla terza o posizione 3

del gruppo aminico ( NH 2 ) nell anello purinico.

3 (TENTENAMENTO) (2) Questa terza posizione del codone viene detta posizione di wobble (tentenamento). In questa posizione, gli U e le C possono essere letti come G nell anticodone. Allo stesso modo, le A e le G possono essere lette come U o Y (pseudouridina) nell anticodone. (TENTENAMENTO) (3) I trna inoltre contengono una serie nucleotidi modificati. Uno di questi nucleotidi è l inosina (I). Se il trna contiene una Inosina nell anticodone in posizione wobble, questo trna può leggere codoni nel mrna che hanno A, U oppure C nella terza posizione. Struttura dei trna Struttura primaria e secondaria (2) In particolare, l adenosina (A) nella prima o 5 posizione dell anticodone (corrispondente alla terza o posizione 3 del codone) é sempre modificata in inosina (I) che manca del gruppo aminico ( NH 2 ) nell anello purinico. L inosina può appaiarsi con A, U o C e perciò spiega molta della degenerazione del (Teoria di Wobble). Adenosina «Wobbling» Gli stessi trna (stesso anticodone; stesso AA) possono riconoscere codoni diversi 3

Appaiamento non-standard codoneanticodone ( woobling ; tentenamento).

permettendo a G di appaiarsi con U, e all inosina (I) dell anticodone di

Sono illustrati due esempi di appaiamentp tra basi anomali, che permettono alla

che UUU, e al Ala-tRNA (trna che trasporta l alanina) di riconoscere GCU, GCC e

Gardiner Codice a triplette DNA: Filamento stampo ( Template strand ) =

4 Appaiamento non-standard codoneanticodone ( woobling ; tentenamento). L accoppiamento delle basi nella 3 posizione del codone è rilassata, permettendo a G di appaiarsi con U, e all inosina (I) dell anticodone di appaiarsi con U, C oppure A. Sono illustrati due esempi di appaiamentp tra basi anomali, che permettono alla PhetRNA (trna che trasporta la fenilalanina) di riconoscere sia i codoni UUC che UUU, e al Ala-tRNA (trna che trasporta l alanina) di riconoscere GCU, GCC e GCA. Codice a triplette Tre coppie di basi specificano un aminoacido = codone Gardiner Codice a triplette DNA: Filamento stampo ( Template strand ) = complementare al mrna Filamento codificante = filamento nontemplate = sequenza simile al mrna Uracile usato invece della Timina Codice a Triplette Non sovrapponibile 4

5 Codice a Triplette Non sovrapponibile Degenerato 4 nucleotidi > 20 amino acids Codice a doppiette > 4 2 > 16 combinazioni Codice a triplette > 4 3 > 64 combinations Ogni aminoacido è specificato da più di una tripletta di nucleotidi (codoni) 61 codons code for amino acids triplet code > 4 3 > 64 combinations 61 codons code for amino acids AUG = Met = start UAG UAA Stop UGA 5

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