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Espressione Genica - Coggle Diagram
Espressione Genica
Maturazione dell'mRNA Eucariotico
Il pre-mRNA subisce tre modifiche fondamentali nel nucleo prima di essere esportato nel citosol
Capping al 5
Aggiunta di una 7-metilguanosina invertita tramite legame 5-5 trifosfato. Protegge dalla degradazione esonucleasica ed è riconosciuta dal ribosoma.
Poliadenilazione al 3
Taglio endonucleasico a valle del segnale AAUAAA e aggiunta di una coda di ∼200 residui di adenina (Coda Poly-A) da parte della Poli-A Polimerasi.
Splicing degli Introni: Rimozione delle sequenze non codificanti (introni) e giunzione degli esoni
Mediatore: Lo Spliceosoma (complessi ribonucleoproteici snRNP U1,U2,U4,U5,U6).
Reazione: Trasesterificazione guidata dall'attacco del 2 -OH dell'adenina del sito di ramificazione (branch point) al sito di taglio al 5 del donatore, formando una struttura a cappio (lariat).
Splicing Alternativo: Inclusione o esclusione differenziale degli esoni per generare molteplici varianti proteiche (isoforme) da un singolo gene
Traduzione ed Espressione Genica
Conversione della sequenza di nucleotidi dell'mRNA in una sequenza amminoacidica
Codice Genetico e tRNA
Proprietà: Degenerato/Ridondante (più codoni codificano per lo stesso amminoacido), quasi universale, non sovrapposto e senza punteggiatura.
Codoni: 64 totali (61 codificanti inclusi il codone di INIZIO AUG per la Metionina; 3 codoni di STOP: UAA, UAG, UGA).
tRNA e Amminoacil-tRNA Sintetasi:
Struttura a trifoglio recante l'anticodone complementare al codone dell'mRNA.
L'enzima Amminoacil-tRNA sintetasi carica l'amminoacido corretto sull'estremità 3′-CCA del tRNA corrispondente consumando 1 ATP.
Struttura del Ribosoma e Fasi della Traduzione
Il ribosoma (eucariotico 80S\=60S+40S; procariotico 70S\=50S+30S) possiede 3 siti operativi:
Sito A (Aminoacidico): Accetta il nuovo amminoacil-tRNA entrante.
Sito P (Peptidilico): Trattiene il tRNA legato alla catena peptidica in accrescimento.
Sito E (Exit): Sito di uscita del tRNA deacilato.
procarioti
1La subunità minore riconosce la sequenza di Shine-Dalgarno a monte di AUG. Il primo tRNA è fMet-tRNA
2L'attività peptidil-trasferasica dell'rRNA della subunità maggiore catalizza il legame peptidico. Traslocazione GTP-dipendente (EF-Tu, EF-G)
3Un codone di STOP entra nel sito A. I Fattori di Rilascio (RF) scindono il catena peptidica dal tRNA e dissociando il complesso.
eucarioti
1La subunità minore si lega al Cap al 5 e scansiona l'mRNA fino a trovare la sequenza consenso di Kozak contenente il primo AUG
Meccanismo analogo con fattori di allungamento eucariotici (eEF1A, eEF2)
Mediatore dai fattori di rilascio eRF1 ed eRF3
Regolazione Post-Trascrizionale via microRNA
La regolazione genica continua nel citoplasma attraverso l'Interferenza dell'RNA (RNAi)
meccanismo
Il trascritto primario (pri-miRNA) viene processato nel nucleo dall'endonucleasi Drosha.
L'intermedio viene esportato nel citosol e tagliato dal complesso Dicer.
Il filamento guida viene incorporato nel complesso RISC (contenente proteine Argonaute).
Se la complementarietà con l'mRNA bersaglio è perfetta, si ha il taglio e degradazione dell'mRNA; se è parziale, si ottiene la repressione traduzionale.
MicroRNA (miRNA): Piccoli RNA non codificanti a singolo filamento (∼21−23 nt) prodotti dalla cellula per regolare l'espressione genica endogena.
siRNA (Small Interfering RNA): Molecole a doppio filamento di derivazione spesso esogena (es. virale) usate per il silenziamento genico mirato.