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DNA e RNA - Coggle Diagram
DNA e RNA
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il dogma centrale: il gene è un tratto di DNA contenente le informazioni per la produzione di una catena polipeptidica e che il flusso delle informazioni è monodirezionale DNA -> RNA -> proteine
in che modi l'informazione passa dal nucleo al citoplasma? il DNA della cellula eucariotica è quasi interamente confinato nel nucleo, mentre le proteine sono sintetizzate nel citoplasma
ipotesi del messaggero
dalla sequenza di DNA corrispondente a un gene strutturale si forma una molecola complementare di RNA chiamata RNA messaggero. Questo processo di sintesi è definito trascrizione = l'RNA si sposta poi dal nucleo al citoplasma dove, nei ribosomi, serve da stampo per la sintesi delle proteine
come il DNA il filamento di RNA ha un'estremità 5' -> 3',
la trascrizione inizia quando l'enzima RNA polimerasi si lega a una specifica sequenza di DNA detta promotore (5')
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la RNA polimerasi si sposta lungo la direzione (5' -> 3') del filamento di stampo del DNA (antisenso, viene letto in 3' -> 5'))
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in che rapporto una sequenza nucleotidica del DNA determina la sequenza amminoacidica di una proteina
ipotesi dell'adattatore
deve esistere un adattatore capace di legarsi a un amminoacido e di riconoscere allo stesso tempo una sequenza di nucleotidi = RNA transfer = è in grado di tradurre il linguaggio del DNA nel linguaggio delle proteine = traduzione
il codice genetico deve essere tradotto in molecole che svolgano le funzioni necessarie alla vita della cellula
sintesi proteica, intervengono tutti e tre i tipi di RNA
nei procarioti, i filamenti di mRNA prodotti con la trascrisione sono subito tradotti in proteine perchè non eiste una divisione tra nucleo e citoplasma
negli eucarioti, l'mRNA deve subire alcune modifiche che ne aumentano la stabilità e ne evitano una precoce degradazione.
Inoltre è presente un'alternanza che deve essere eliminata, tramite enzimi, di tratti codificati (esoni) e non (introni). Questa operazione è detta splicing
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interviene il tRNA che sono degli adattatori che mettono in relazione l'informazione contenuta nei codoni dell'mRNA con la sequenza degli amminoacidi in un polipeptide
il tRNA ha una forma irregolare ripiegata (a trifoglio mantenuta da legami a idrogeno intermolecolari)
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la traduzione avviene nei ribosomi, piccole strutture di forma irregolare formate da due subunità, ciascuna costituita da proteine e da un grande quantità di rRNA e proteine che sono legate tramite legami ionici o idrofobici. Quando il ribosoma non è impegnato nella sintesi proteica le due subunità sono separate.
mRna e tRNA si combinano ma senza seguire completamenti specifici, la sequenza polipeptidica da seguire è specificata solo dalla sequenza lineare dei codoni dell'mRNA
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3 fasi
L'allungamento nel sito A entra il tRNA carico, il cui codone è completamentare al secondo codone dell'mRNA. Quindi A e P sono occupati e catalizzano due reazioni
rompere il legame fra il tRNA nel sito P e il suo amminoacido / catalizza la formazione di un legame polipetidico (covalente tra due amminoacidi mediante ribozima = rRNA)
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la terminazione avviene quando nel sito A entra uno dei tre codoni di stop: il ciclo di allungamento si arresta e la traduzione ha termine. i codoni stop non codificano nessun amminoacido e non si legano a un tRNA ma a un fattore di rilascio che consente l'drolisi del legame fra le catene polipeptidica e il tRNA presente nel sito P
All'inizio l'rRNA della subunità ribosomiale minore si lega a un sito di legame complementare lungo l'mRNA, situato «a monte» (verso l'estremità 5') del codone che dà effettivamente inizio alla traduzione. Il codone di inizio nell'mRNA è AUG.
Dopo che il tRNA caricato con metionina si è legato all'mRNA, la subunità maggiore del ribosoma si unisce al complesso di inizio. il tRNA scorre nel sito P mentre il sito A si allinea (energia fornita dell'idrolisi sel GTP)
Queste componenti (mRNA, due subunità ribosomiali e tRNA caricato con la metionina) sono tenute insieme correttamente da un gruppo di proteine dette fattori di inizio.
le proteine
Le proteine sono costituite da unità strutturali di base chiamate amminoacidi che si legano fra loro a formare catene polipeptidiche.
Le proteine condividono quattro livelli comuni di organizzazione strutturale. Queste conformazioni presentano una complessità crescente e prendono il nome di struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
il codice gebetico permette la traduzione della sequenza di nucleotidi alla sequenza di amminoacidi. è stato codificato nel 1961 da Marshall. è organizzato in codoni = una parola di tre lettere (basi azotate) che corrisponde a un amminoacido
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esistono 64 triplette, ogni amminoacido è determinato da 3 nucleotidi in sequenza
implica che ci siano molti più codoni (64) che amminoacidi (20), alcuni amminoacidi sono codificati da più codoni
tre codoni stop (UAA, UAG, UGA) = fine traduzione
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gli studi effettuati da Beadle e tatum sui mutanti della muffa del pane hanno chiarito la relazione fra geni ed enzimi = un gene, un enzima -> eccessiva semplificazione molte proteine non sono enzimi. Tutti i geni che non hanno funzione di regolazione sono detti geni strutturali.