RNA
Cosé l'RNA?
L'acido ribonucleico (RNA è un polimero organico che ha come monomeri 4 diversi ribonucleotidi.
Le molecole di RNA differiscono da quelle di DNA perché:
Quanti tipi di RNA esistono?
Vi sono tre tipi di RNA comuni a tutti gli organismi cellulari:
L'acido ribonucleico (RNA è un polimero organico che ha come monomeri 4 diversi ribonucleotidi.
Le molecole di RNA differiscono da quelle di DNA perché:
- contengono lo zucchero ribosio (con un gruppo OH legato al carbonio 2') anziché il deossiribosio (da qui il nome)
- una delle basi, la timina (T), è sostituita dall'uracile (U). In questo caso è l'uracile a legarsi all'adenina,
- la guanina si lega sempre alla citosina;
- sono di solito a singolo filamento, anziché a filamento doppio
- Un'altra differenza tra DNA e RNA è che mentre il DNA esegue essenzialmente una funzione (quella di contenere l'informazione), vedremo che ci sono specie differenti di RNA nella cellula, che eseguono funzioni differenti.
Quanti tipi di RNA esistono?
Vi sono tre tipi di RNA comuni a tutti gli organismi cellulari:
- mRNA (messaggero) che contiene l'informazione per la sintesi delle proteine;(circa 5% del totale)
- rRNA (RNA ribosomiale), che entra nella struttura dei ribosomi; (circa 75% del totale
- tRNA (RNA transfer) necessario per la traduzione nei ribosomi. ( circa 20% del totale
RNA Messaggero e Tascrizione.
Come si forma e quali sono le caratteristiche dell’RNA messaggero?
Avviene mediante la trascrizione
Cos'è la trascrizione?
La trascrizione è il processo mediante il quale l'informazione genetica contenuta nei geni che specificano la sintesi di proteine, cioè nei geni strutturali, viene trascritta in un filamento di RNA messaggero.
La trascrizione viene operata da un apparato sintetizzatore, denominato RNA-polimerasi, il quale si comporta in modo simile all'apparato che duplica il DNA.
Quali sono le fasi della trascrizione?
Il primo passo è quello di divaricare il tratto specifico della doppia elica di DNA, grazie all'intervento della RNA Polimerarasi, ciò avviene in corrispondenza di una particolare sequenza detta promotore.
I ribonucleotidi attivati si dispongono in corrispondenza dei nucleotidi complementari del filamento di DNA da trascrivere, L'enzima consente il proseguimento della trascrizione fino alla sequenza di stop, dopodiché completato il filamento polimerico questo si staccherà e si trasferirà fuori dal nucleo, il messaggio trasmesso si basa sul codice genetico( vedi sotto).
La trascrizione non è semplice copiatura poiché implica la sostituzione della Timina (sigla T) con l'Uracile (sigla U), pertanto una sequenza, poniamo ATC GCT CGA, risulta trascritta nelle triplette complementari UAG CGA GCU.
Avviene mediante la trascrizione
Cos'è la trascrizione?
La trascrizione è il processo mediante il quale l'informazione genetica contenuta nei geni che specificano la sintesi di proteine, cioè nei geni strutturali, viene trascritta in un filamento di RNA messaggero.
La trascrizione viene operata da un apparato sintetizzatore, denominato RNA-polimerasi, il quale si comporta in modo simile all'apparato che duplica il DNA.
Quali sono le fasi della trascrizione?
Il primo passo è quello di divaricare il tratto specifico della doppia elica di DNA, grazie all'intervento della RNA Polimerarasi, ciò avviene in corrispondenza di una particolare sequenza detta promotore.
I ribonucleotidi attivati si dispongono in corrispondenza dei nucleotidi complementari del filamento di DNA da trascrivere, L'enzima consente il proseguimento della trascrizione fino alla sequenza di stop, dopodiché completato il filamento polimerico questo si staccherà e si trasferirà fuori dal nucleo, il messaggio trasmesso si basa sul codice genetico( vedi sotto).
La trascrizione non è semplice copiatura poiché implica la sostituzione della Timina (sigla T) con l'Uracile (sigla U), pertanto una sequenza, poniamo ATC GCT CGA, risulta trascritta nelle triplette complementari UAG CGA GCU.
Cos'é l'RNA Trasfer?
È l’RNA di trasporto (transfer), così chiamato perché porta legati a sé gli amminoacidi necessari alla sintesi. Le cellule contengono più di 20 diverse molecole di tRNA, almeno una per ciascuno dei diversi amminoacidi.m È una molecola formata da più di 80 nucleotidi legati in maniera da formare una caratteristica configurazione a trifoglio.
La catena termina sempre con una sequenza CCA presso la sua estremità 3’. A questa estremità si legherà uno specifico amminoacido (reazione catalizzata dall’enzima amminoacil-tRNA-sintetasi con idrolisi di una molecola di ATP). Alcune parti (verde scuro) sono uguali in tutti i tRNA, mentre le altre possono variare.
Nell’ansa centrale è presente una sequenza di 3 basi azotate detta anticodone, complementare ad uno specifico codone dell’mRNA.
Cos'é l'RNA ribosomiale?
L'RNA ribosomiale é associato a proteine e tal modo va a costituire le strutture complesse note come ribosomi che quindi sono delle nucleoproteine.
I ribosomi sono costituiti da due subunità:
- una subunità grande avente almeno 34 proteine e due molecole di RNA,
- una subunità piccola contenente almeno 21 proteine ed un RNA .
Queste strutture complesse, che si muovono fisicamente lungo una molecola di RNA detto messaggero, catalizzano la formazione del legame peptidico tra gli amminoacidi, formando così la catena polipeptidica. Esse legano anche un altro tipo di RNA, detto di trasporto e varie altre proteine accessorie necessarie alla sintesi proteica.
I ribosomi sono formati da due parti separate, dette subunità (maggiore e minore), ciascuna delle quali contiene il proprio rRNA. diversi tipi di RNA vengono prodotti mediante la trascrizione, ossia mediante un meccanismo che assicura la trascrizione delle caratteristiche genetiche del DNA su molecole di acido ribonuIcleico.
Come avviene la traduzione del messaggio genetico?
La traduzione è il processo di sintesi proteica, effettuata dai ribosomi, ,mediante il quale diversi aminoacidi vengono uniti per formare una nuova proteina, seguendo le istruzioni contenute in un filamento di RNA messaggero.
Poiché tale filamento si forma su stampo del DNA, in realtà è questo acido nucleico a presiedere alla sintesi proteica. Mentre sta ancora avvenendo la trascrizione di un filamento di RNA messaggero, mRNA, questo inizia a staccarsi dal filamento stampo. Al termine di tale processo, un’estremità del filamento della nuova molecola si inserisce in un ribosoma.
Questo organulo "scorre" lungo la molecola di mRNA; in tal modo, il ribosoma "legge" la sequenza delle basi azotate sull’mRNA. Questo processo prende il nome di traduzione e coinvolge un terzo tipo di molecola di RNA, chiamata RNA transfer (tRNA), che da una parte porta una tripletta di nucleotidi e dall’altra un aminoacido specifico, corrispondente alla tripletta. La tripletta di ciascun tRNA aderisce alla molecola di mRNA quando si trova una tripletta complementare.
Ad esempio, la sequenza uracile - citosina - uracile (UCU) sul filamento dell’mRNA viene occupata dal tRNA contenente la tripletta adenina - guanina - adenina (AGA). In contrapposizione alla tripletta dell’mRNA, che si chiama codone, quella del tRNA prende il nome di anticodone.
Gli aminoacidi portati dal tRNA nella sequenza specificata dall’mRNA vengono, quindi, legati l’uno all’altro sul ribosoma, a formare una nuova catena polipeptidica. Una volta terminata, la catena polipeptidica si libera dal ribosoma e assume la sua forma tridimensionale specifica, determinata dalla sequenza degli aminoacidi.
La forma di un polipeptide e le sue proprietà chimico-fisiche, entrambe determinate dalla sequenza aminoacidica, sono responsabili dell’eventuale unione di questa molecola ad altre catene polipeptidiche, nonché della funzione della proteina nell’organismo.
CODICE GENETICO.
Qual'é il linguaggio del messaggio genetico trasmesso?
Numerosi esperimenti hanno verificato che il meccanismo attraverso il quale il DNA invia le istruzioni per la costruzione dei polipeptidi è costituito da un codice a triplette; una base sola per volta potrebbe originare infatti solo 4 aminoacidi, se le basi fossero 2, si potrebbero ottenere solo 16 (42) "parole", che potrebbero corrispondere a soli 16 aminoacidi, con tre basi azotate si ottengono 64 (43) combinazioni.
Il codice genetico consiste quindi in in 3 lettere chiamate e codoni, costituite dalla sequenza di tre nucleotidi (ad esempio ACU, CAG, UUU), ognuna delle quali è associata ad un particolare amminoacido. Ad esempio la timina ripetuta in una serie di tre (UUU) codifica la fenilalanina. Utilizzando gruppi di tre lettere si possono avere fino a 64 combinazioni diverse (43), in grado di codificare i venti diversi amminoacidi esistenti. Poiché esistono 64 triplette possibili e solo 20 amminoacidi, il codice genetico è detto ridondante (o degenere): alcuni amminoacidi possono infatti essere codificati da più triplette diverse. Non è invece vero il contrario: ad ogni tripletta corrisponderà un solo amminoacido (senza possibilità di ambiguità). Esistono infine tre triplette che non codificano alcun amminoacido, ma rappresentano codoni di stop (o nonsense), ovvero indicano il punto in cui, all'interno del gene, termina la sequenza che codifica la proteina corrispondente: si tratta dei codoni UAA, UGA e UAG.
Numerosi esperimenti hanno verificato che il meccanismo attraverso il quale il DNA invia le istruzioni per la costruzione dei polipeptidi è costituito da un codice a triplette; una base sola per volta potrebbe originare infatti solo 4 aminoacidi, se le basi fossero 2, si potrebbero ottenere solo 16 (42) "parole", che potrebbero corrispondere a soli 16 aminoacidi, con tre basi azotate si ottengono 64 (43) combinazioni.
Il codice genetico consiste quindi in in 3 lettere chiamate e codoni, costituite dalla sequenza di tre nucleotidi (ad esempio ACU, CAG, UUU), ognuna delle quali è associata ad un particolare amminoacido. Ad esempio la timina ripetuta in una serie di tre (UUU) codifica la fenilalanina. Utilizzando gruppi di tre lettere si possono avere fino a 64 combinazioni diverse (43), in grado di codificare i venti diversi amminoacidi esistenti. Poiché esistono 64 triplette possibili e solo 20 amminoacidi, il codice genetico è detto ridondante (o degenere): alcuni amminoacidi possono infatti essere codificati da più triplette diverse. Non è invece vero il contrario: ad ogni tripletta corrisponderà un solo amminoacido (senza possibilità di ambiguità). Esistono infine tre triplette che non codificano alcun amminoacido, ma rappresentano codoni di stop (o nonsense), ovvero indicano il punto in cui, all'interno del gene, termina la sequenza che codifica la proteina corrispondente: si tratta dei codoni UAA, UGA e UAG.
