TRADUZIONE (SINTESI PROTEICA), Dispense di Biologia Cellulare

Scarica TRADUZIONE (SINTESI PROTEICA) e più Dispense in PDF di Biologia Cellulare solo su Docsity! TRADUZIONE La traduzione è il processo attraverso il quale l’informazione contenuta nell’m-RNA viene tradotta in proteine. CODICE GENETICO Stabilisce che ad una tripletta di nucleotidi adiacenti, il codone, corrisponde un unico amminoacido. I 4 nucleotidi possono formare 4^3=64 combinazioni differenti. Ogni amminoacido quindi, può corrispondere a più codoni. Codoni di stop: sono 3 codoni a cui non corrispondono amminoacidi  UGA, UAG e UAA Codone d’inizio: AUG  corrisponde alla metionina. Tutte le catene polipeptidiche inizieranno con la metionina. Caratteristiche del codice genetico:  UNIVERSALE: la corrispondenza tra m-RNA e amminoacidi è la stessa in tutti gli organismi.  RINDONDANTE: ogni codone corrisponde ad un amminoacido e ogni amminoacido è codificato da più codoni.  DEGENERATO: più triplette codificano lo stesso amminoacido. I codoni che corrispondono allo stesso amminoacido differiscono solo per l’ultima base.  segue che la mutazione del terzo nucleotide non stravolge il riconoscimento dell’amminoacido quindi il danno è ridotto di 1/3. Alcune alterazioni nei codoni del codice genetico possono determinare la traduzione di catene polipeptidiche non valide. - MUTAZIONE SINONIMA: la sostituzione di una base azotata NON DETERMINA una variazione nella proteina. - MUTAZIONE NON SINONIMA: la sostituzione di una base azotata DETERMINA una variazione nella proteina. - MUTAZIONE NON SENSO: la sostituzione di una base determina la trasformazione di un codone codificante in un CODONE DI STOP (“SHIFT”), causando l’interruzione della traduzione della proteina, che risulterà quindi monca. - FRAME-SHIFT: la delezione o inserzione di un numero di nucleotidi non divisibile per 3 determina uno SPOSTAMENTO della cornice di lettura; la sequenza di Aa tradotta non coincide con il trascritto primario. STRUTTURA mRNA MATURO L’estremità 5’ e l’estremità 3’ presentano le UNTRASLATED REGION (UTR), cioè le regioni non tradotte. I micro-RNA si legano all’UTR in 3’, inibendo la traduzione. Quindi le sequenza UTR garantiscono la regolazione genica. La sequenza centrale, viene definita SEQUENZA ORF, cioè la sequenza di lettura. t-RNA Traduzione nei procarioti [dir 5’-3’]  Legame amminoacido al suo t-RNA: (fase ATP-dipendente) Il legame avviene tramite l’enzima amminoacil-tRNA sintetasi. Questo legame è un legame estere tra il gruppo -COOH dell’amminoacido e il gruppo -OH in 3’ del t-RNA.  Attacco della subunità minore all’m-RNA: (fase GTP dipendente) La subunità minore del ribosoma riconosce l’estremità 5’ dell’m-RNA tramite la sequenza di Shine-Dalgarno. La subunità minore scivola fino al ricoscimento della metionina (AUG). In questo momento, il t-RNA si associa alla sequenza complementare (AUG) del suo anticodone andando a costituire il complesso di inizio (t-RNA, subunità minore e m-RNA). Il complesso d’inizio si viene a creare grazie all’intervento di 3 proteine chiamate FATTORI D’INIZIO (IF-1, IF-2 e IF-3) mediante idrolisi di GTP. Il t-RNA fa da tramite fra codoni ed amminoacidi essendo in grado di comunicare con questi attraverso la sua particolare struttura a trifoglio. Presenta l’estremità 3’ con l’-OH libero al quale si lega l’amminoacido, che verrà portato in corrispondenza dell’m- RNA tramite il riconoscimento tra codone e anticodone. L’anticodone è una sequenza di 3 nucleotidi complementare all’m-RNA, presnte sul t-RNA. Traduzione negli eucarioti [dir 5’-3’]  Legame amminoacido al suo t-RNA: (fase ATP-dipendente) Il legame avviene tramite l’enzima amminoacil-tRNA sintetasi. Questo legame è un legame estere tra il gruppo -COOH dell’amminoacido e il gruppo -OH in 3’ del t-RNA.  Attacco della subunità minore all’m-RNA: La subunità minore del ribosoma riconosce l’estremità 5’ dell’m-RNA tramite il CAP e la coda poly-A che interagiscono con i fattori d’inizio ad ottenere un filamento a struttura circolare necessario per una traduzione efficiente. I FATTORI D’INIZIO sono: - eIF-1 : promuove il movimento della subunità minore lungo l’m-RNA (scanning) - eIF-2 : lega il t-RNA alla metionina assemblando la subunità minore (40S) - eIF-2B : catalizza l’idrolisi di GTP - eIF-3 : lega la subunità minore (40S) e previene che si leghi alla subunità maggiore (60S) prima del tempo - eIF-4 presenta 3 subunità:  eIF-4A che funge da RNA-elicasi; si muove lungo l’estremità 5’ dell’m-RNA, rimuovendo le regioni a doppio filamento che interferirebbero con lo scorrimento della subunità minore lungo l’m-RNa.  eIF-4E che riconosce il CAP e si porta eIF4G e eIF4A  eIF-4G che funge da adattatore versatile e aiuta il reclutamento del complesso di pre-inizio sull’m-RNA, determinando la struttura circolare. Interagisce con eIF4E, eIF4A, eIF3 e PAB- 1 (Poly-A Binding protein). Inoltre è responsabile dell’effetto sinergico che il CAP e la coda poly-A hanno sulla traduzione. La subunità minore scivola fino al ricoscimento della metionina (AUG). In questo momento, il t- RNA si associa alla sequenza complementare (AUG) del suo anticodone andando a costituire il complesso di inizio (t-RNA, subunità minore e m-RNA).  Inizio: (fase GTP-dipendente) Le subunità dei ribosomi si associano con conseguente rilascio dei fattori d’inizio. Negli eucarioti la metionina interviene all’inizio della sintesi proteica.  Allungamento della catena polipeptidica: (fase GTP-dipendente) Intervengono particolari proteine come le ELONGATION FACTOR (EF-Tu) che promuovono il legame di t-RNA e permettono lo scivolamento di m-RNA lungo le subunità ribosomiali. Nel ribosoma troviamo 3 siti: - Sito A  sito d’arrivo - Sito P  sito di legame con l’amminoacido - Sito E  sito di uscita Nel SITO A arriva un secondo t-RNA. Il primo amminoacido (Met) nel SITO P si impegna in un legame peptidico con l’amminoacido nel sito A. Ora vi è lo scorrimento del ribosoma che porta il t-RNA scarico nel SITO E e conseguentemente i due amminoacidi nel SITO P. Il sito A rimarrà libero e pronto alla ricezione di un nuovo t-RNA.  Terminazione: la reazione continua fin quando nel sito A arriva il codone di stop. Arriva un FATTORE DI RILASCIO che si lega al posto del t-RNA e, attraverso il suo ingombro sterico fa sì che le due subunità si staccano permettendo il rilascio della proteina. Le proteine sono le macromolecole più abbondanti in natura. Se la produzione di proteine è eccessiva, queste vengono degradate grazie ad un proteosoma. m-RNA origine della vita Si pensa che l’RNA abbia preceduto il DNA in quanto la sua sequenza originaria è stata uno stampo per la sua sequenza complementare. L’RNA quindi ha svolto l’azione proteica di ribozima tramite il taglio del proprio substrato e fenomeni di autosplicing permettendo l’autotrascrizione e la formazione di DNA. Uno dei motivi per cui si avvale questa ipotesi è che i desossiribonucleotidi sono ricavati dai ribonucleotidi. Inoltre, l’RNA è in grado di catalizzare alcune reazioni chimiche.