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Il primo evento dell’espressione genica è la trascrizione - Coggle Diagram
Il primo evento dell’espressione genica è la trascrizione
L’informazione genetica passa dal DNA alle proteine
Il
genotipo
è l’informazione ereditaria contenuta nel suo DNA
Il
fenotipo
è l’espressione morfologica e funzionale dell’informazione ereditaria
A livello molecolare il collegamento tra genotipo e fenotipo sono le
proteine
Il processo con il quale il DNA «dirige» la sintesi delle proteine si chiama
espressione genica
Il dogma centrale della biologia molecolare
: un gene non sintetizza direttamente una proteina, ma fornisce le istruzioni sotto forma di RNA, che a sua volta programma la sintesi proteica
Le due fasi principali del processo sono:
La
trascrizione
: il trasferimento dell’informazione genetica dal DNA a una molecola di RNA
la
traduzione
: l’utilizzo dell’informazione contenuta nell’RNA per costruire una proteina
L’ipotesi “un gene-un polipeptide”
Beadle e Tatum dimostrarono l’ipotesi “
un gene-un enzima
” attraverso studi su ceppi di Neurospora Crassa, nei quali all’assenza di un gene corrispondeva quella di un enzima metabolico
L’ipotesi è stata confermata e ampliata a “
un gene-una proteina
”
È stato poi dimostrato che alcune proteine sono composte da più polipeptidi ciascuno codificato da un gene diverso: l’ipotesi è dunque diventata “
un gene-un polipeptide
”
L’informazione genetica è codificata nel DNA in triplette di nucleotidi
Una sequenza di nucleotidi nel DNA contiene le informazioni per sintetizzare una proteina
Per sintetizzare una proteina è necessario convertire la sequenza di nucleotidi in una sequenza di amminoacidi
Durante la trascrizione l’informazione presente nel DNA viene trasferita all’RNA utilizzando il “linguaggio chimico” degli acidi nucleici
Una sequenza di nucleotidi nel DNA contiene le informazioni per sintetizzare una proteina. Nella
traduzione
il “linguaggio degli acidi nucleici” viene convertito nel “linguaggio dei polipeptidi”
A ciascuna possibile sequenza di tre nucleotidi (chiamata
codone
) corrisponde uno specifico amminoacido
I codoni possibili sono 64, gli amminoacidi 20
A ogni amminoacido corrisponde più di un codone
Il
codice genetico
consiste di una serie di regole che stabiliscono la corrispondenza tra i codoni dell’RNA e gli amminoacidi delle proteine
Le
triplette di basi
sono le «parole» più brevi in grado di specificare tutti gli amminoacidi
Le triplette sono chiamate
codoni
Il flusso di informazioni dal gene alla proteina si basa su un
codice a triplette
Il
codice genetico
consiste di una serie di regole che stabiliscono la corrispondenza tra i codoni dell’RNA e gli amminoacidi delle proteine
Soltanto 61 dei 64 codoni codificano per amminoacidi
Gli altri sono
codoni di arresto
(o di stop) e segnalano la fine della traduzione
La tripletta AUG codifica per la metionina (Met) e può indicare l’inizio di una catena polipeptidica
Il codice genetico indica come tradurre le triplette
Ridondanza
: più di un codone codifica per lo stesso amminoacido
Non ambiguità
: nessun codone codifica per più di un amminoacido
Non c’è punteggiatura
: i codoni sono uno di seguito all’altro senza intervalli
Il codice genetico è praticamente
universale
perché è condiviso da tutti gli organismi, dai più semplici batteri fino alle piante e agli animali più complessi
Il passaggio da DNA a RNA avviene con la trascrizione
L’RNA viene trascritto a partire dal DNA, attraverso un processo simile alla duplicazione del DNA
I due filamenti di DNA si separano
Solo uno dei due fa da stampo per la nuova molecola
I nucleotidi di RNA si posizionano uno alla volta lungo il filamento stampo di DNA, formando legami idrogeno con le sue basi nucleotidiche
Seguono la stessa regola di appaiamento delle basi complementari che vige nella duplicazione del DNA, solo che l’uracile prende il posto dell’adenina
La
RNA polimerasi
catalizza la reazione
Le fasi della trascrizione
INIZIO
: l’RNA polimerasi si unisce al promotore sul DNA e comincia la sintesi dell’RNA
ALLUNGAMENTO
: l’RNA si allunga
TERMINAZIONE
: l’RNA polimerasi raggiunge la
sequenza di terminazione
, che segnala la fine del gene, e si stacca sia dall’RNA sia dal gene
L’RNA che codifica per le sequenze di amminoacidi delle proteine è chiamato
RNA messaggero
(
mRNA
)
Nei procarioti trascrizione e traduzione avvengono entrambe nel citoplasma
Negli eucarioti l’RNA subisce alcune modifiche nel nucleo prima di essere trasferito nel citoplasma dove avviene la traduzione
Modifiche dell’RNA
Aggiunta di un breve
cappuccio
a un’estremità (un unico nucleotide G)
Aggiunta di una lunga
coda
all’altra estremità (una catena che contiene da 50 a 250 nucleotidi di adenina)
Il cappuccio e la coda non sono tradotti in una sequenza amminoacidica
Lo splicing dell’RNA
Gli eucarioti necessitano di un’altra elaborazione dell’RNA: lo splicing
Gli introni sono rimossi mentre gli esoni si uniscono producendo una molecola di mRNA
Introni
: regioni non codificanti presenti nei geni di piante e animali
Esoni
: regioni del gene che saranno poi espresse come amminoacidi